工艺总方案在生产为主的单位是常见的文件,但对于研制为主的企业就相对陌生了,近期经常有人问工艺总方案应该怎么编写的问题,今天结合GB/T 24737.4-2012《工艺管理导则第4部分:工艺方案设计》和QJ 903.8B-2011《航天产品工艺文件管理制度第8部分:工艺总方案编制规则》说说个人对工艺总方案的理解,希望对各位朋友有所裨益。
一、工艺总方案的定义和内涵
根据QJ 903.8B的定义,工艺总方案是根据产品的技术要求、生产类型和承制单位的生产条件,对产品研制、生产的工艺准备及生产组织提出任务和措施的纲领性技术和管理文件。工艺总方案的定义牵涉内容较多,尝试着理解一下:
1)技术要求:各种物理、功能和性能要求,比较清晰;
2)生产类型:从不同维度有不同的分类方法,如从产品的大小、复杂程度和年产量多少分为:单件生产、成批生产、大量生产;按生产计划来源分为:订货生产、存货生产;按生产的连续程度分为:连续生产、间断生产等,产品的生产类型不同,工艺总方案也会相应不同;
3)生产条件:是指组织具备的用于生产的各种条件,可从人、机、料、法、环、测等维度考虑;
4)工艺准备:是为了实现产品设计要求,确定产品制造方法和工艺装备的一系列工作。主要内容有:①产品设计图纸的工艺分析和审查,②拟定工艺总方案,③编制工艺规程,④设计与制造工艺装备,⑤设计合理的生产组织形式等。工艺准备工作的基本任务,就是根据产品设计的要求采用先进工艺,使产品的制造符合高效率、高质量、低消耗、生产安全、保护环境的要求;
5)生产组织:是指为了确保生产的顺利开展所进行的各种人力、设备、材料等生产资源的配置,包括生产过程组织和劳动过程组织。生产过程组织是指生产过程的各个阶段、各个工序在时间上、空间上的衔接与协调,它包括企业总体布局,车间设备布置,工艺流程和工艺参数的确定等。在生产过程组织基础上,劳动过程组织是指不断调整和改善劳动者之间的分工与协作形式,充分发挥其技能与专长,不断提高劳动生产率;
6)技术和管理文件:工艺总方案不但包括管理方面的内容,同时包含技术方面的要求,这一点与质量保证大纲(质量计划)不同。
二、工艺总方案设计依据和分类
编制工艺总方案的依据包括:
1)上级下达的计划任务书或产品订购、协作合同(外部要求输入);
2)产品图样及有关技术文件(内部技术输入);
3)产品生产类型、规模和周期;
4)本单位的生产条件和工艺技术水平;
5)国家和上级主管部门规定的有关技术政策、法规和标准;
6)国内外同类产品的先进制造技术;
7)本单位对产品工艺工作的要求。
工艺总方案的分类与产品生产类型直接相关,可以大体分为样机试制工艺总方案、小批试生产工艺总方案和批生产产品的工艺总方案三类,以下分别进行介绍。
三、工艺总方案的内容要求
3.1 样机试制工艺总方案
样机试制工艺总方案应在产品结构工艺性审查的基础上,提出样机试制所需的各项工艺技术准备工作,确定工艺技术准备的工作内容及采取的相应措施。不同行业对于样机试制是否编制工艺总方案有不同的要求,如机械产品行业要求制定新产品样机试制工艺方案;航天产品只有在试样(正样)阶段才要求编制工艺总方案,在模样、初样阶段没有强制要求。
样机试制工艺总方案的内容包括:
1)初步估计工艺工作量;
2)提出外购件、自制件和外协件的初步方案;
3)提出必要的设备和工艺装备(专用)购置、设计、代用、制造建议;
4)关键件、重要件、关键工序的初步工艺方案;
5)新材料、新工艺的试验方案;
6)提出特殊材料及特种外购件清单;
7)主要材料消耗和劳动消耗工艺定额的估算;
8)方案的成本预算。
注意,在样机试制时,没有明确的工艺布局设计,没有对关重件具体的控制要求,没有提到生产人员的需求,很多内容都是初步方案或者估算,总体来说,样机试制不算是严格的生产过程,后面应该有批量生产的后续工作。
3.2 小批试生产工艺总方案
小批试生产是在总结样机试制工艺的基础上,提出小批试生产前所需的各种工艺技术准备工作、具体任务和措施,各行业在小批试生产阶段都要求编制工艺总方案,内容要求比较全面,具体包括:
1)任务来源(含产品所属系统代号和产品代号)及产品研制技术状态;
2)产品结构、性能和工艺特点;
3)生产类型、规模、周期;
4)对样机试制工艺方案的实施进行总结并提出改进措施;
5)主要工艺流程;
6)主要工艺方法;
7)工艺关键项目及攻关措施、工艺试验项目;
8)采用新工艺、新技术、新材料的项目及实施途径;
9)关键工序的工艺措施;
10)主要检测、试验项目及实施方案;
11)提出人员配置和培训计划,从小批试制开始配置和培训生产人员;
12)工艺评审要求;
13)首件鉴定项目及实施要求;
14)外协加工的项目和要求;
15)为生产本产品须添加的主要设备;
16)专用工艺装备及非标准仪器、仪表、设备的配置、设计、验证原则和鉴定要求;
17)产品工艺质量保证措施及特殊安全、环保措施;
18)工艺标准化要求;
19)工艺准备完成的形式和要求;
20)工艺文件管理和归档要求。
3.3 批生产的工艺总方案
批量生产工艺总方案应在总结小批试生产情况的基础上,提出批量投产前需进—步改进完善工艺、工装、技术措施和生产组织措施的意见和建议,应在小批试生产工作总方案基础上,重点说明以下内容。
1)任务来源和产品技术状态;
2)生产纲领和组批要求;
3)生产线的调整;
4)工艺流程调整;
5)工艺优化及变化的项目及原因;
6)外协加工的项目和要求;
7)工艺文件编制、完善的原则及要求;
8)材料及外购件消耗工艺定额复核和修订要求;
9)设备补充及工艺装备和非标准仪器、仪表、设备新增与复制要求;
10)首件鉴定目录及实施要求;
11)批量生产的人员规划及工艺培训要求;
12)用户代表的检验项目及检验程序。
工艺总方案一般由总工艺师或总工程师批准,并应按照相关规定实施工艺评审,保证工艺总方案的正确性和合理性。
四、工艺总方案和质量保证大纲
根据GJB1405A-2006《装备质量管理术语》,质量保证大纲(质量计划)是对特定的项目、产品、过程或合同,规定由谁及何时应使用哪些程序和相关资源的文件。结合前面提到的工艺总方案的定义,对比两者之间的区别与联系:
1)产品覆盖阶段:质量保证大纲覆盖产品实现全寿命周期,而工艺总方案针对研制或批产阶段的生产过程。
2)内容方面:质量保证大纲规定了产品实现什么阶段由谁按什么程序进行控制的内容,涉及到技术状态、风险、软件工程化、通用质量特性、标准化等过程控制和检验要求;而工艺总方案规定了工艺准备、生产组织的相关任务和措施的相关要求,两者的侧重点各有不同。
3)文件类型:质量保证大纲是纯管理类文件,而工艺总方案既包含管理内容,也包含技术相关要求。
4)会签要求:质量保证大纲很多要求与客户相关,所以要求顾客或顾客代表会签;而工艺总方案更多的是企业内部要求,不需要顾客代表会签。
5)两者联系:质量保证大纲是对产品实现全过程的策划,而工艺总方案是设计开发过程(质量保证大纲的一个环节)的输出文件,规定了工艺准备和生产组织的相关内容。
五、最后的话
工艺总方案是产品生产工艺的总体方案,是整个产品生产工艺的准备总纲,编制时应坚持“务实”原则。工艺总方案规定的原则、措施和工作项目,必须在工艺规程等可操作的工艺文件中体现,并在实际的生产工作中予以落实,才能真正落实工艺总方案的作用。