玉柴实习报告

参观玉林柴油机厂实习报告

班级：03311001 姓名：毛海俊 学号：1120100710 指导老师：卢继平

目录

1. 概述 ................................................................................................................................... 3 2. 对发动机四个典型零件生产过程的参观学习 ............................................................... 3 2.1.

参观汽缸盖生产线 ................................................................................................ 3

参观重机工段汽缸盖生产线 ........................................................................ 3 参观缸盖工段的汽缸盖生产线 .................................................................... 4

2.1.1. 2.1.2. 2.2. 2.3. 2.4.

参观汽缸体生产线 ................................................................................................ 4 参观曲轴生产线 .................................................................................................... 6 参观凸轮轴生产线 ................................................................................................ 7

3. 在玉柴实习期间所听取的几场专题讲座 ....................................................................... 9 3.1.

制造技术培训专题讲座 ........................................................................................ 9

制造系统工程学的体系结构 ........................................................................ 9 产品的生命周期全过程 .............................................................................. 10 6M柴油机的工艺过程能力 ........................................................................ 10

3.1.1. 3.1.2. 3.1.3. 3.2.

精益运营管理介绍专题讲座 .............................................................................. 11

什么是“精益生产” ........................................................................................ 11 “精益生产”与传统生产的区别 .................................................................... 12 精益的组成 .................................................................................................. 12 玉柴的精益运营管理系统（YCOS） ....................................................... 13

3.2.1. 3.2.2. 3.2.3. 3.2.4. 3.3.

质量意识培训专题讲座 ...................................................................................... 13

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3.3.1. 3.3.2. 3.4.

质量的概念 .................................................................................................. 14 质量管理的系统模式 .................................................................................. 14

玉柴基于信息化和TPM模式下的设备管理 .................................................... 15

4. 专题报告——分析玉柴曲轴的生产过程流程，并分析该生产过程的合理性 ......... 17 4.1. 4.2. 4.3. 4.4.

曲轴在发动机中的作用 ...................................................................................... 17 曲轴的需求现状 .................................................................................................. 17 玉柴集团的曲轴生产过程 .................................................................................. 19 玉柴集团曲轴生产过程的合理性分析 .............................................................. 20

生产过程的连续性 ...................................................................................... 21 生产过程的比例性 ...................................................................................... 21 生产过程的节奏性 ...................................................................................... 22 生产过程的适应性 ...................................................................................... 23

4.4.1. 4.4.2. 4.4.3. 4.4.4.

5. 实习总结 ......................................................................................................................... 24 6. 参考文献 ......................................................................................................................... 25

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1. 概述

对于工科专业的大学生来说，到生产企业的实习是必不可少的一个环节，其目的是巩固和加深我们对专业知识的理解水平，提高和增强对专业知识的运用能力，同时也为了使我们开拓视野，了解工厂里实际的生产流程和管理方法。带着上述的任务和目标，2013年8月26日至9月6日，我们机械制造及自动化专业30余人，在贺老师，卢老师和闻老师的带领下，来到了位于广西壮族自治区玉林市的玉柴机器集团有限公司开展了参观实习活动。

广西玉柴机器集团有限公司总部位于玉林市，前身为“玉林泉塘工业社”，成立于1951年，是一家以多元化产业经营为主导的大型现代化企业集团，拥有30多家全资、控股、参股子公司，员工2万多人，总资产365亿元。是产品型谱齐全、完整的内燃机制造基地以及小型挖掘机主要出口基地，在全国多地有产业布局。 玉柴集团位列中国企业500强排行榜第249位， 2012年，玉柴集团累计实现销售收入415.73亿元。[1]

我们的实习活动正式在这样企业进行的。在为期十余天的实习过程中，不断地与老师，厂方以及生产线上的工人师傅们进行交流和学习，也对工厂的实际的生产情况有了一个直观的认识，更是学到了很多东西，在下文中，我也将具体记录就我在参观实习中的收获。

2. 对发动机四个典型零件生产过程的参观学习

2.1. 参观汽缸盖生产线

在发动机四个典型零件中，我们首先参观的是汽缸盖的生产线。8月28日的上午和下午，我们分别去了冷加工厂的重机工段和缸盖加工工段，参观了两条完全不同的汽缸盖生产线，两相比较，我也总结出了一些东西。 2.1.1. 参观重机工段汽缸盖生产线

冷加工厂重机工段于2003年开始建设，2004年正式建成投产，车间内全部使用德国HELLER柔性制造系统，是一条自动化程度很高的生产线。在这条生产线上，我们看到的了一整条由数控加工中心组成的柔性生产线，可以很方便的根据需要修改输入的加工程序以改变生产的产品型号。整条线上，只有少数工人在从事一些如检验，搬运之类的工作，而该工段的负责人告诉我们，在未来的车间

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里，数字化的全自动加工中心将会越来越多，可能只需要几个工人就能够运行一条生产线了。

[1]此段材料中的数据来自于玉柴集团官网http://www.yuchai.com/

可是，在这条高自动化的生产线上，由于加工中心往往将数道工序合并在一起进行加工，且在加工时需要关闭安全屏蔽门，所以我没有能够很清楚的看到每一道工序的加工过程，据师傅讲，整个气缸盖的加工过程包含了250道工序。不过，通过对该生产线的参观，我也真正的理解了书上提到的加工中心所具有的加工工序集中，操作者劳动强度低以及自适应能力强的特点。 2.1.2. 参观缸盖工段的汽缸盖生产线

当天下午，我们又前往了缸盖工段的生产线进行参观，这里的情况与上午不同，相比之下，可能显得有些落后。该生产线是一条由各种组合机床构成的专机生产线，主要用于生产J5600型汽缸盖，通过调整，也可以用于生产有限的几种其他型号的汽缸盖。在和师傅们的交流中，我们了解到，各种型号的汽缸盖的结构上会有较大的差异，但都会包括铣顶面，铣底面，铣两侧面，铣前后面，钻孔，加装铜环和涂密封胶等加工过程，在生产不同型号的汽缸盖时，主要是需要调整钻孔组合机床的各个钻头，以保证各个孔的大小，深度和相对位置关系。

在下午的参观中，我们清楚的看到了汽缸盖从铸件毛坯到成品的整个加工以及检测的过程，并看到了工人师傅是如何在流水生产线上工作的。其中有加装铜环这道工序使我很感兴趣：工人师傅们现将外购铜环置于液氮中，使其冷却收缩，在迅速取出，装在汽缸盖上，用液压机压至预定位置，之后铜环在室温下会受热膨胀，从而达到与汽缸盖过盈配合的工艺要求，以达到机械加工难以做到的配合紧密度，这也是我认为该工序的特色所在。

通过对两条汽缸盖生产线的比较，我对加工中心和组合机床各自的优缺点有了直观的认识：加工中心的柔性很大，甚至一台加工中心就可以完成整个汽缸盖的加工，但成本过高，效率偏低是先天不足；组合机床的生产效率要比加工中心高，且成本低廉，但却柔性不足，改变产品型号困难，因此只适用于单型号大批量的产品加工。 2.2. 参观汽缸体生产线

8月29日上午，我们来到了冷加工厂的机二工段进行参观。这是一个专门加工汽缸体的工段，成立于2009年，共可生产五种型号的汽缸体。虽然前一天在重机工段时也参观了一条用于生产汽缸体的生产线，但那与其汽缸盖生产线一

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样，是一条全部由HELLER加工中心构成的柔性生产线，因此并不能清楚的看到每道工序的加工过程，故而在下面的叙述中我将主要以冷加工厂机二工段的汽缸体生产线为例。

在机二工段的这条生产线上，我们同样从起点参观，逐道工序进行记录和学习，看到了从铸件到汽缸体成品的过程，下面我就将该生产线的各主要工序记录如下： （1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9）

机打编号 粗铣左右侧面 粗铣顶底面 半精铣顶底面 工艺孔工序 铣右侧面凸台 粗铣前后端面 粗镗缸孔 钻主副油道

（19） 检测螺孔 （20） 加工四侧面孔 （21） 加工底顶面孔 （22） 攻底面孔 （23） 扩铰挺柱孔 （24） 电解去毛刺 （25） 装曲轴箱 （26） 钻攻前后端面孔 （27） 粗镗五孔 （28） 半精镗九孔

（29） 压装衬套及复装曲轴箱 （30） 精镗八孔及精车止推面 （31） 珩铰主轴孔 （32） 扩攻底顶面 （33） 中间清洗 （34） 最终清洗 （35） 最终检查主轴孔

（10） 粗扩凸轮孔 （11） 铣轴承座两侧面 （12） 钻斜油孔 （13） 铣过油槽 （14） 粗铣左右侧面 （15） 半精镗缸孔 （16） 钻攻斜孔 （17） 钻攻左右侧面孔 （18） 精铣底面

在与工厂师傅们的交谈中，我们还进一步体会到了这条专机生产线高效率的特点。据师傅们介绍，该生产线的瓶颈节拍时间仅为6分钟，其他节拍时间仅为3分钟，与重机工段40几分钟的生产节拍时间相比，的确算是高效了。当然，如此高效的流水生产线也有它的弊端，除了上面提到的变换机型困难外，还有一条就是各工序之间难以相互替换，也就是说，一但流水线上有一台机床出现故障，那么整条线都要停产。鉴于此，在各个工序处都会有一定量的待加工件，一般是

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该道工序三天的工作量。这些待加工件看似是生产积压，实际上则是维持生产线在故障的情况下保持一定生产能力的有效措施，这也算是参观机二工段过程中学到的一点经验吧，故而记录于此。

最后，我还想记录下的一点就是一位工人师傅的一句话：设备出了故障，仅仅修好是远远不够的，还要找出故障的原因，更要做好预防，防止类似故障再发生。虽然只是短短一句话，可能很多人都并没有在意，但我却记下了这句话，并把它放在这里。因为我认为这句话放映出了一位基层的机械工人的做事精神和工作态度，反映出了一个车间的整体工作氛围，更反映出了玉柴集团孜孜钻研，不断进取的风气，正也是很值得我们学习的。 2.3. 参观曲轴生产线

8月29日下午，我们来到了冷加工厂的曲轴工段，来参观该工段的曲轴生产线。该工段的生产线是一条于1993年从巴西引进的从事曲轴生产的专机线，可生产430和630两种型号的曲轴，年产能力在6万件左右，全工段分为粗加工，热处理和精加工三个部分，下面就是这三部分加工所包含的主要工序：

（1） 粗铣两端面 （2） 打中心孔 （3） 粗车大端 （4） 粗车小端 （5） 复铣两端面 （6） 铣导向角 （7） 钻斜油孔 （8） 钻横油孔 （9） 清洗 （10） 淬火处理 （11） 回火处理 （12） 光整加工 （13） 滚压 （14） 重钻中心孔 （15） 粗磨大头及外圆

在曲轴工段的参观过程中，我最主要的收获是从工人师傅那里学到了一些关

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（16） 粗磨一二六七轴颈 （17） 钻大头螺孔 （18） 精磨轴颈及连杆 （19） 磁粉探伤 （20） 精磨大头 （21） 精磨小头 （22） 铣键槽 （23） 精磨油孔 （24） 动平衡检测 （25） 清洗 （26） 抛光 （27） 清理 （28） 清洁 （29） 入库前检测

于基准选择的经验和方法。就以曲轴的加工为例，在粗加工阶段，要先按照图纸上的尺寸要求，对铸件毛坯的两侧的端面进行粗铣加工，然后用专用的机床在毛坯的大端和小端打出一对中心孔（由于时间的原因，我们并没有去参观打中心孔这一工序，不过据工人师傅介绍，该工序使用的机床是一台进口机床，可以保证两中心孔的同轴度要求，以保证后续加工的精度），作为后续各粗加工工序的定位基准。然而这个基准并不是一尘不变的，在工件经过淬火处理后，中心孔的形状和位置精度将发生变化，于是在进入精加工阶段前，需要重新加工中心孔。这一过程告诉我们，在基准选用时，应尽可能的使各工序基准一致，以减少误差的累积效应；然而在某些情况下（如经过淬火和回火处理后），也要灵活运用，适当的加工或引入新的基准。

还有一道工序让我很感兴趣，那就是铣导向角工序。这道工序名字很简单，但在我看来，确实整个车间中最为复杂的一步。以六缸发动机的曲轴为例，共有七个轴颈和六个连杆颈。七个轴颈可以在一台车拉床上完成加工，可是连杆颈的加工就没那么简单了。六个连杆颈两两一组（1号和6号；2号和5号；3号和4号），各组间分别相差120°的相位角，以保证曲轴在发动机中工作时的平稳转动。这样看来，保证各组间的相位差就是重中之重。于是在该生产线上，安排了三台专用车拉床，每台车拉床的停车装夹位置相差120°，在上一台加工完成后，机械手稳固的将工件装卡至下一车拉床，通过机床来保证120°的相位差。以此类推，从而完成三组连杆颈的加工。

最后，我用该车间的一句宣传语作为结束吧，也是我认为作为一名当代机械行业从业者所必须牢记的一句话，那就是：符合工艺要求的产品未必是合格品，符合用户要求的产品才是真正的合格品。 2.4. 参观凸轮轴生产线

8月30日上午，我们来到了冷加工厂凸轮轴工段进行参观。该工段拥有一条专门用于凸轮轴生产的专机生产线，由组合机床和加工中心共同组成，可生产四缸发动机和六缸发动机使用的凸轮轴，年产能力约为15万根。下面我先将该生产线上进行的主要加工工序记录如下：

（1） 清洗毛坯 （2） 校直毛坯 （3） 机打编号

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（4） 粗铣两端面 （5） 打中心孔定粗基准 （6） 车小头外圆

（7） 车油槽 （8） 磨小头外圆 （9） 铣键槽 （10） 定相位角 （11） 粗铣外形

（采用液压仿形的办法） （12） 粗磨凸轮 （13） 钻端油孔 （14） 中频淬火 （15） 校直及回火定形 （16） 半精磨轴颈

（17） 精磨轴颈 （18） 细磨轴颈 （19） 细磨小头 （20） 去毛刺 （21） 探伤 （22） 清洗 （23） 抛光 （24） 检验 （25） 清洗 （26） 上油 （27） 包装

相比于其他零件的加工，我在凸轮轴生产线上参观时最为直观的感觉就是多了许多磨床的加工工序。在发动机实际工作的时候，凸轮轴要与曲轴配合，实现转速比为2:1的联动，在通过凸轮轴上各个凸轮的周期转动，控制各个汽缸进气口和排气口的周期性开合。为了准

准确的控制各气门的开合，就要求凸轮轴（特别是凸轮部分）具有很高的形状和位置精度。也正因如此，在凸轮轴的加工过程中加入了大量的磨削加工。

在该工段参观过程中的另一大亮点是粗铣外形中使用到的液压仿形机床。这是一种能仿照样板或样件的形状尺寸，自动完成工件的加工循环的机床，适用于形状较复杂的工件的小批和成批生产，生产率比普通车床高10～15倍。在此之前我一直很好奇凸轮是怎样加工出来的，在凸轮轴工段的参观终于帮我解开了这一疑惑。对于复杂的零件，感觉上似乎要用到很复杂的加工过程，但实际上却十分简便，正如贺老师所说的，就像配钥匙一样（如图1）。这也让我再一次体验到了机械行业的魅力。

说到仿形机床，我还有一点想在这里说一下。我观察到，生产线上的仿形机床包括单刀式和多刀式两种。单刀式的仿形机床每次只能加工一个凸轮，而

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图1 液压仿形的工作原理

多刀式的仿形机床则可同时加工整根凸轮轴，于是我想到了它们的效率问题。从直觉上来说，感觉应该是多刀式的仿形机床效率更高一些，然而通过向车间师傅请教，才发现事实并非如此。相对于单刀式仿形机床，多刀式仿形机床每次的进给量都很小，且换刀的过程也要麻烦的多，所以导致最终的生产效率并不比单刀式的仿形机床多多少。这也再一次告诉我们每一名未来机械行业的从业者一个道理：第一直觉往往是靠不住的，事实还是要出自实际的经验，正所谓实践出真知啊。

3. 在玉柴实习期间所听取的几场专题讲座

3.1. 制造技术培训专题讲座

9月3日上午，我们听取了玉柴集团制造技术部邱建春老师带给我们的第一场专题讲座——“制造技术培训”。我把这场讲座的内容大概分为三个部分，下面我将分别从这三个部分加以叙述 3.1.1. 制造系统工程学的体系结构

我们常常会提到制造系统这个词，那么什么才是制造系统呢？按邱老师的说法，制造系统就是由关乎制造的系统论，信息论，控制论和方法论整合起来的一个系统，包括了物质系统，能量系统和信息系统。或者说，制造系统就是是人、机器和装备以及物料流和信息流的一个组合体。其中物质系统又包含了加工，装配，拆卸，物料和监控等方面，是制造系统的硬件保障；能量系统包括了能量转换，分配以及运输等方面，是制造系统的能源支撑；信息系统则包括了质量加工，工况监控，过程管理，工程设计等方面，是制造系统的软件平台。通过邱老师的讲解，我对制造系统的概念有了一定的认识。用简洁直观的方法，可以将制造系统的体系结构表示成图2的形式。

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图2制造系统的体系结构

3.1.2. 产品的生命周期全过程

产品生命周期（Product Life Cycle，简称PLC）同样也是一个我们耳熟能详却未必知道准确定义的词语。简单的说，产品生命周期就是指产品的市场寿命，具体说来，它一条产品从原料采集，原料制备，产品制造和加工、包装、运输、分销，消费者使用，回用和维修，最终再循环或作为废物处理等环节组成的整个产品的过程生命链。在这条产品的生命链中，又包含了四个层面，其关系如下图3所示：

产品的生命周期 设计系统：产品的需求分析，设计

生产系统：产品的加工和装配

销售系统：产品的销售和使用

恢复系统：产品的报废和回收处理

图3 产品生命周期的组成

产品生命周期所涵盖的四个层面的内容是相互依赖，相互一种的，缺一不可。因此，每一个机械加工企业都必须充分考虑到每一个层面上，才能在市场上占领先机，站稳脚步，也才能在激烈的竞争中有一个立足点，处于行业的领先地位。

3.1.3. 6M柴油机的工艺过程能力

邱老师还以玉柴6M系列发动机为例，向我们介绍了玉柴在上述方面的实践。

玉柴集团按照制造系统工程学的方法，充分考虑到了产品生命周期的每一个层面和每一项内容，紧跟时代和客户的要求，历时3年，才完成了该系列发动机的研发，并投入生产。6M系列柴油机（见图4）是针对国内高速公路运输、港口物流等细分市场特点，联合欧洲AVL公司开发设计的新一代四气门柴油发动机。具有强劲可靠、高效省油、低噪环保的特点，在推向市场后，得到广大用户的认可，是大型工程机械新一代产品。其在玉柴集团的产量也在不断刷新，从2009年的5万台，到2010年的9万台，再到2011年的15万台，

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呈现了不断上升的趋势，取得了很好的效益。

图4 6M柴油发动机

3.2. 精益运营管理介绍专题讲座

9月3日下午，我们听取了一场由玉柴集团精益办公室逯志昆老师带来的题为“精益运营管理介绍”的专题讲座。在短短两个小时的时间里，逯老师向我们详细的介绍和展示了玉柴集团敬意运营管理体系（YCOS）的概况，发展背景，发展规划以及已有成果等几方面的内容，下面我就分别从几个方面介绍一下我的收获。

3.2.1. 什么是“精益生产”

精，即少而精，不投入多余的生产要素，只是在适当的时间，生产必要数量的市场急需产品（或下道工序急需的产品）；益，即所有经营活动都要有效益，具有经济性。精益生产（Lean Production，简称LP）就是仅在最少可能的时间内，以最小可能的资源，生产最少的必要单位，为客户创造价值。精益，一种经营战略，它激励人们在所做的任何事情中消除浪费，在尽可能短的时间内对客户需求做出反应，从而使利润最大化。

为了达到“精益生产”的要求，就要永无止境地追求“七个零 ”，即： (1)“零”转产工时浪费(Products•多品种混流生产)； (2)“零”库存(Inventory•消减库存)； (3)“零”浪费(Cost•全面成本控制)；

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(4)“零”不良(Quality•高品质)；

(5)“零”故障(Maintenance•提高运转率)； (6)“零”停滞(Delivery•快速反应、短交期)； (7)“零”灾害(Safety•安全第一)。 3.2.2. “精益生产”与传统生产的区别

为了能够直观的展示“精益生产”与传统生产的区别，特做表1如下： 项 目 产品特点 设备和工装 宜 作业分工 粗略、丰富 细致、简单、重复 富 操作工要求 库存水平 制造成本 产品质量 市场需求 较高操作技能 高 高 低 极少量需求 求 表1 精益生产模式与传统生产模式的对比表

单件生产方式 完全按顾客要求 通用、灵活、便大量生产方式 标准化，品种单一 专用、高效、昂贵 精益生产方式 品种多样化、系列化 柔性高、效率高 较粗略、多技能、丰不需要专业技能 高 低 高 物资缺乏、供不应多技能 低 更低 更高 买方市场 3.2.3. 精益的组成

关于精益的组成，我想用下面的图5加以说明。

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图5 精益生产模式的结构图

3.2.4. 玉柴的精益运营管理系统（YCOS）

玉柴的精益运营管理系统就是高起点高标准建设以市场为导向，以质量为中心，以精益制造为基础，产品与市场高度紧密结合，快速反应细分市场的、注重过程的、高效协同的具有玉柴特色的精益运营管理体系（YCOS），建设能适应产品系列多、应用范围宽广、百万台规模的创新型组织结构，通过体系和流程确保玉柴又好又快的可持续发展，最终实现“打造全球最具竞争力的专业动力供应商 ”的愿景 。

通过这场精益运营管理介绍的专题讲座，我领略到了玉柴这样一家大型机加工企业的运作模式，见到了精益这一管理学概念在企业生产中的实际应用，这样必将对我们以后的工作学习大有裨益。 3.3. 质量意识培训专题讲座

9月4日上午，我们听取了一场题为“质量意识培训”的专题讲座，老师分别从几个方面向我们讲解了质量这一概念在企业中的诠释，那么下面我将从质量的概念和质量管理的系统模式谈谈我的收获。

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3.3.1. 质量的概念

关于质量的概念，老师首先让同学们自己来下一个定义。因为我们之前学习过梁志强老师主讲的质量工程学这一门课，所以大家对于质量也都有着或多或少的理解。在这场小小的头脑风暴中，大家先后给出了十几个不同的关于质量的定义。

那么什么才是真正的质量呢，其实并没有一个十分准确的定义来描述这一概念。每个人都可以从一个不同的角度出发，给质量下一个全新的定义。在ISO9000中，对质量的定义是“物体的一组固有特性所满足要求的程度”[1]，这一定义就把着眼点放在了“固有特性”上；而另一个定义“质量是物体符合标准规范的程度”则是从符合性的角度说的；“质量是物体在使用过程中成功满足客户要求的程度”[2]，这是将客户也纳入了质量的范畴，从适用性的角度来谈的。现在意义上的质量则应该尽可能满足客户的所有要求，包括明示的，潜在的和必须履行的要求。在这部分最后，老师还给出的一个目前认可度较高的一个质量的定义：Quality is the ability of a product or service to consistently meet or exceed customer expectations。到底什么才是质量，或许永远不会有一个准确的定义，因为它需要不断随着时代的要求而发生变化，而我们要做的，就是不断地提高产品的质量，去满足时代的要求。 3.3.2. 质量管理的系统模式

在这一部分，老师给我们讲了许多种类的质量管理模式，这里我就想把它们记录如下： （1） SPC

SPC是Statistical Process Control的简称，中文为统计过程控制。是一种借助数理统计方法的过程控制工具。它对生产过程进行分析评价，根据反馈信息及时发现系统性因素出现的征兆，并采取措施消除其影响，使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态，以达到控制质量的目的。 （2） PDCA

PDCA循环又叫戴明环，是美国质量管理专家休哈特博士首先提出的，由戴明采纳、宣传，获得普及，从而也被称为“戴明环”。它是全面质量管理（TQM）

[1]ISO9000 --《质量管理体系--基础和术语》

[2](美) 约瑟夫·M·朱兰(Joseph.M.Juran)《质量策划》(Planning for 14

所应遵循的科学程序。PDCA是英语单词Plan(计划)、Do(执行)、Check(检查)和Action(处理)的第一个字母，PDCA循环就是按照这样的顺序进行质量管理，并且循环不止地进行下去的科学程序，其关系也可以表示如图6。

图6 PDCA环示意图

（3） APQP

APQP即Advanced Product Quality Planning的缩写，中文意思是产品质量先期策划（或者产品质量先期策划和控制计划），是QS9000/TS16949质量管理体系的一部分。产品质量先期策划是一种结构化的方法，用来确定和制定确保某产品使顾客满意所需的步骤。目标是促进与所涉及每一个人的联系，以确保所要求的步骤按时完成。 （4） FMEA

FMEA是一种可靠性设计的重要方法。它实际上是FMA（故障模式分析）和FEA（故障影响分析）的组合。它对各种可能的风险进行评价、分析，以便在现有技术的基础上消除这些风险或将这些风险减小到可接受的水平。 3.4. 玉柴基于信息化和TPM模式下的设备管理

9月4日下午，我们听取了一场由玉柴集团生产设备管理科的刘业通老师带来的题为“玉柴基于信息化和TPM模式下的设备管理”的专题讲座。讲座上，刘老师分别从玉柴的主要生产设备介绍，玉柴的数控设备信息化设备管理，TPM设备管理体系和现代化设备管理探讨等方面，向我们介绍了玉柴集团在设备管理领域的实际经验。

那么首先，我想先解释一下什么是TPM。

TPM（Total Productive Maintenance）的意思就是是“全员生产维修”，是

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日本人在70年代提出的，是一种全员参与的生产维修方式。其主要点就在“生产维修”及“全员参与”上，即通过建立一个全系统员工参与的生产维修活动，使设备性能达到最优。在TPM之前，也有关很多种设备管理的方法，主要有以下几种：

（1）事后维修----BM（Breakdown Maintenance） 这是最早期的维修方式，即出了故障再修，不坏不修。

（2）预防维护－－PM（Preventive Maintenance） 这是以检查为基础的维修，利用状态监测和故障诊断技术对设备进行预测，有针对性地对故障隐患加以排除，从而避免和减少停机损失。

（3）改善维护－－CM（Corrective Maintenance） 改善维修是不断地利用先进的工艺方法和技术，改正设备的某些缺陷和先天不足，提高设备的先进性、可靠性及维修性，提高设备的利用率。

（4）维护预防－－MP（Maintenance Prevention） 维修预防实际就是可维修性设计，提倡在设计阶段就认真考虑设备的可靠性和维修性问题。 从设计、生产上提高设备品质，从根本上防止故障和事故的发生，减少和避免维修。

（5）生产维护－－PM（Productive Maintenance） 是一种以生产为中心，为生产服务的一种维修体制。它包含了以上四种维修方式的具体内容，对不重要的设备仍然实行事后维修，对重要设备则实行预防维修，同时在修理中对设备进行改善维修，设备选型或自行开发设备时则注重设备的维修性（维修预防）。

而TPM则包含了以上几种方法，其特点就在于三个“全”上，即全效率、全系统和全员参加，具体说来如下：

全效率：指设备寿命周期费用评价和设备综合效率。

全系统：指生产维修系统的各个方法都要包括在内。即是PM、MP、CM、 BM等都要包含。

全员参加：指设备的计划、使用、维修等所有部门都要参加，尤其注重的是操作者的自主小组活动。

玉柴集团正是采用了TPM的方法对设备进行管理的。在玉柴集团，TPM的内涵包括：

使设备总效率OEE（Overall Equipment Effectiveness）达到最高；

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建立包括设备整个生命周期的生产维修系统；

建立包括与设备有关的所有部门（规划，使用及维护等部门）间的联系和联动；

建立从最高管理部门到基层员工在内的全员参与体制； 加强教育培训，开展小组自主活动，今儿推进生产维护。

今天的讲座又使我领略到了现代机械加工企业的在设备管理方面的先进方法和理念，也使我在这方面有了新的认识：设备不是某一个人或某一个部门的，而是全厂的生命线，需要每一个人的悉心呵护，也只有建立起全员参与的设备管理体系，才能最大程度的保护好这条生命线，保证全厂的正常运转。

4. 专题报告——分析玉柴曲轴的生产过程流程，并分析该生产过

程的合理性

9月4日，我们进行了选题。每个同学都要选择一个专题进行论述，作为此报告的一部分。我的选题是“分析玉柴曲轴的生产过程流程，并分析该生产过程的合理性”。刚拿到这个题目时，我真的不知道该从哪个方面写起。不过，9月5号下午，我们又有了一次返厂的机会，可以根据自己的专题，进行有针对性的参观。在这一次的参观中，我对选题内容有了一点点的理解。下面我就将我的些许理解写下来，请各位老师指正。 4.1. 曲轴在发动机中的作用

曲轴是发动机中的的主要旋转机件。装上连杆后，曲轴可承接连杆的上下往复运动变成循环旋转运动，是发动机上的一个重要的机件。曲轴的材料多是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的，共有两个重要部位，即主轴颈和连杆颈。主轴颈被安装在汽缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，组成一个典型的曲柄滑块机构。曲轴的旋转是发动机的动力源，也是整个发动机机械系统的源动力。 4.2. 曲轴的需求现状

据《2013-2017年中国曲轴行业市场前瞻与投资预测分析报告》数据显示，近年来，国内汽车需求旺盛，全球汽车市场中心向发展中国家转移，汽车零部件采购日益全球化等因素愈发促进了汽车市场作为中国工业发展支柱产业的地位。从2007-2010年，中国曲轴总产量分别为477万、642万、2633万和3100万支，其中剔除摩托车等单缸发动机曲轴，仍然达到450万、575万、

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1032万和1400万支。

中国高速增长的汽车工业为车用曲轴提供了广阔的市场空间。2010年，中国汽车产销分别为1826.47万辆和1806.19万辆，同比增长32.44%和32.37%。与此同时，2010年全年，累计完成发动机产销1690.95万台和1702.59万台，比上年分别增长27.44%和29.73%。其中，柴油发动机累计完成产销393.55万台和399.27万台，比上年分别增长25.03%和30.36%而作为发动机的核心部件，曲轴的销售量与发动机产销量密切相关。发动机产销量的变化反映了曲轴市场需求量的变动情况。

曲轴的加工现状

由于曲轴的功能要求，导致了曲轴在形状上并不规则（见图7），也因此给其在加工上带来了很多的不便，甚至是困难。目前常用的生产方法通常包括以下主要步骤：

（1）.毛坯制造

小型曲轴为锻造毛坯，大型曲轴则参与球墨铸铁铸造毛坯。其中锻造时是将棒料烧红后通过多道锻模，锻成多拐平面状，最后在红热状态下通过一

道工序将各拐拧转到相应的角度； （2）.车定位基准

在普通车床上找出主轴颈的中心，车两端定位至设计长度，并在两端打出地位中心孔；

（3）.车主轴颈

粗车主轴颈至设计尺寸； （4）.车连杆轴颈

是在专用车床上，刀架跟随连杆轴颈一边旋转一边进刀。可以一次同时车两个同角度的连杆轴颈；（在试制或非批量生产时则是在普通车床的卡盘上做一个偏心夹具，把连杆轴颈作为旋转中心进行加工）

（5）.钻油道孔

曲轴从主轴颈到拐臂以及到连杆轴颈内部都有润滑油道，这些油道是用专

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图7 曲轴

用设备进行深孔钻加工的；

（6）.淬火

对主轴颈和连杆轴颈进行中频或高频淬火处理，以提高表面的硬度和耐磨性能；

（7）.磨主轴颈

采用磨床对主轴颈进行磨削加工，以保证满足设计尺寸要求； （8）.磨连杆轴颈

该过程是采用非常精密的专用曲轴磨床，会自动边测量边进行磨削加工，精度通常是按0.01毫米控制的；

（9）.其它加工

该步骤是根据不同型号发动机的设计要求，对曲轴进行的附加加工，如飞轮连接键槽，回油槽，螺纹的加工等等；

（10）.动平衡简称并去重

该步骤是采用专用设备，对加工完成的曲轴进行动平衡检测。通过检测，可查出的超重的拐臂，并进而对相应部位进行钻削去重处理，以使曲轴满足动平衡的要求，保证其在发动机中工作时可以平稳的联系转动。 4.3. 玉柴集团的曲轴生产过程

在玉柴集团，曲轴的生产任务是由冷加工厂曲轴工段承担的。在那里有一条于1993年从巴西进口的曲轴生产专机线。该生产线的加工工序已于本报告的2.3节（参观曲轴工段）中列出。为方便阅读，在这里我将再一次列出。

（1）粗铣两端面 （2）打中心孔 （3）粗车大端 （4）粗车小端 （5）复铣两端面 （6）铣导向角 （7）钻斜油孔 （8）钻横油孔 （9）清洗 （10）淬火处理

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（11）回火处理 （12）光整加工 （13）滚压 （14）重钻中心孔 （15）粗磨大头及外圆 （16）粗磨一二六七轴颈 （17）钻大头螺孔 （18）精磨轴颈及连杆颈 （19）磁粉探伤 （20）精磨大头

（21）精磨小头 （22）铣键槽 （23）精磨油孔 （24）动平衡检测 （25）清洗

（26）抛光 （27）清理 （28）清洁 （29）入库前检测

由于在玉柴集团，曲轴的毛坯铸造工作是在铸造厂完成的，所以我们在冷加工厂的曲轴工段只看到了曲轴的机加工部分工序。从我们参观过程所看到的加工过程来说，我认为玉柴的曲轴生产流程基本上与目前常用的曲轴生产方法是一致的，即包括了粗加工（包括铣两端面，车主轴颈，车连杆颈），热处理（淬火和回火处理），精加工（对轴颈和连杆颈的磨削加工）以及检验（动平衡检测，入库前检测）等过程；但是在某些方面玉柴集团做的要更好一些，如在磨削加工中分为粗磨，半精磨，精磨几道工序来完成，以提高产品的加工质量。

在曲轴加工的全部29道工序中，我对其中的第19道工序，即磁粉探伤最为感兴趣。磁粉探伤就是利用工件缺陷处的漏磁场与磁粉的相互作用，完成对工件的探伤检查的。钢铁制品表面和近表面缺陷（如裂纹，夹渣，发纹等）磁导率与钢铁磁导率存在着差异，工件磁化后，材料不连续处的磁场将发生崎变，形成部分磁通泄漏，并进而在这些漏磁处产生了漏磁场，吸引磁粉，形成缺陷处的磁粉堆积——磁痕。当有适当的光照射是，便会显现出缺陷位置和形状。磁粉探伤正是通过对这些磁粉的堆积现象加以观察和解释，实现了对工件缺陷的检测。这种方法的优点是对钢铁材料或工件表面裂纹等缺陷的检验非常有效;设备和操作均较简单;检验速度快，便于在现场对大型设备和工件进行探伤；检验费用也较低。

正是由于采用了包括磁粉探伤在内的种种检测方法，才最终保证了每一根曲轴的质量，这也是玉柴集团“卓越品质”这一口号的一个体现吧。 4.4. 玉柴集团曲轴生产过程的合理性分析

什么是生产过程呢，生产过程就是指从投料开始，经过一系列的加工工艺工序，直至产出合格的产品的全部过程。在生产过程中，主要是劳动者运用劳动工具，直接或间接地作用于劳动对象，使之按人们预定目的变成工业产品。而在机械行业里，生产过程更多的指的是机械加工生产过程。机械加工生产过

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程就是将原材料经过若干方式的机械或非机械加工，使之转变为机械产品的全部过程。在后文中，约定除特殊说明外，生产过程指代机械加工生产过程。

关于生产过程的合理性问题，我认为可以从四个角度入手，加以分析，即生产过程的连续性，生产过程的比例性，生产过程的节奏型和生产过程的适应性。

4.4.1. 生产过程的连续性

生产过程的连续性是指产品和零部件在生产过程各个环节上的运动，自始至终处于连续状态，不发生或少发生不必要的中断、停顿和等待等现象。这就是要求加工对象或处于加工之中，或处于检验和运输之中。保持生产过程的连续性，可以充分地利用机器设备和劳动力，可以缩短生产周期，加速资金周转。

生产过程的连续性是整个生产过程合理性的基石，是重中之重的一个方面。只有保证了生产线的连续运作，才能保证产品的连续产出，保证整个工厂的稳定运作。在玉柴集团的曲轴生产中，我就发现了玉柴集团在保证生产过程连续性方面的一些经验，下面我举一例加以说明。由于玉柴集团的曲轴生产线是一条专机流水线，由许多不同种类的机床组成，有通用机床，有组合机床，还有特制的专用机床。那么如果其中一台机床出现了故障而无法正常工作，则意味着整条流水线的停产，生产过程将不再连续。为了解决这个问题，在玉柴集团的生产线上，小型的通用床常常不止一台，一般为三台，有些主要工序为六台，其主要目的就是在一台机床出现故障时可以继续保证生产过程的连续性；而对于大型的专用机床，增加加床数量将导致成本的大幅增涨，于是玉柴人想出了备料的方法，在后续的加工部位常常备有大量的待加工品，以避免因一台机床的故障导致生产过程的中断。当然这些经验并不是曲轴工段所特有的，我在前文2.2节中也有提及，而且我看到在这一做法在其他的各个工段中也得到了广泛的应用，从一定程度上保证了整个生产的连续。 4.4.2. 生产过程的比例性

生产过程的比例性是指生产过程的各个阶段、各道工序之间，在生产能力上要保持必要的比例关系。它要求各生产环节之间，在劳动力、生产效率、设备等方面，相互均衡发展，避免\"瓶颈\"现象。保证生产过程的比例性，既可以有效地提高劳动生产率和设备利用率，也进一步保证了生产过程的连续性。

至于生产过程的比例性，我认为主要取决于生产线的设计阶段，即通过对

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生产线的设计来保证各生产环节之间的相互均衡，以避免出现“瓶颈”的现象。在玉柴集团的曲轴生产线上，检测环节的设计就很好的体现了这一点。通过和一名老师傅的交谈，我了解到由于曲轴的形状复杂，不但加工起来很困难，检测也十分麻烦，因此在早期的生产中，检测环节常常成为生产过程中的“瓶颈”。为了解决这一问题，玉柴集团做了以下几个方面的改进：

（1）引进先进的专用加工设备替代原有设备，利用机床自身的高精度来保证工件加工的质量，从而缩减检测的环节；

（2）在曲轴的精加工阶段，有大量的磨削工序，在早期的生产过程中，需要设置众多的检测环节以检验每一步磨削加工的质量。改进后，则是将检测用的量具直接安装在磨床上（如图8），工人在加工的同时就可以保证其尺寸要求，从而减少检测环节；

图8

（3）将缩减后有限的检测环节（磁粉探伤，动平衡测试和入库前检测）后移至生产线末端，以尽量避免其在生产线中形成“瓶颈”。这样的话，即使出现“瓶颈”，也是在最后的几道工序，从而将其对整条生产线的不利影响降到最低。

正是得益于这些行之有效的举措，我们在曲轴工段参观时并没有看到特别明显的“瓶颈”工序。毛坯依次通过各道加工工序完成加工，运行平稳均衡，实现了生产过程的比例性。 4.4.3. 生产过程的节奏性

生产过程的节奏性是指产品在生产过程的各个阶段，包括从投料到成品完工入库，都能保持有节奏地均衡地进行。这就要求在相同的时间间隔内生产大

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致相同数量的产品，避免前后不均衡的现象。实现生产过程的节奏性，有利于劳动资源的合理利用，减少时间的浪费和损失；有利于设备的正常运转和维护保养，避免因超负荷使用而产生难以修复的损坏；有利于产量质量的提高和防止废品大量的产生。

在实现过程节奏性方面，玉柴集团冷加工厂曲轴工段做了很多努力，也取得了很好的效果。再此我想举一个例子加以说明。玉柴集团的曲轴生产过程中，第11道工序是回火处理。所谓回火处理是指将经过淬火硬化处理过的钢材再浸置于一低于临界温度的环境里一段时间，使其以一定的速率冷却下来，以增加材料的韧性的一种处理方法。这一处理虽然能增加材料的韧性，但是需要耗费大量的时间，会破坏生产过程的节奏性。为了解决这一问题，在玉柴的实际生产中，采用了厂外回火的方式，即将比较耗时的回火处理工序安排在车间以外。这样一来，虽然会在运输上带来一定的时间和经济上的消耗，却保证了生产线上各道工序在相同的时间里完成大致相等数目的产品加工，也保证了整条生产线有节奏的均匀的生产，实现了生产过程的节奏性。 4.4.4. 生产过程的适应性

生产过程的适应性是指生产过程的组织形式要灵活，能及时满足变化了的需要。随着生产过程的前行，加工工序的增加，有时还会遇到几个不同生产线上所产出的零件间的安装配合问题，这就需要在生产过程中考虑适应性的问题。实现生产过程的适应性，有利于提高产品的加工和配合质量，减少废品率和提高生产效率。

关于生产过程的适应性，我想举玉柴集团对曲轴进行检测分组标记入库的例子加以说明。在曲轴生产线的最后一道工序入库前检测中，工人师傅们会根据检测的结果在每一根曲轴的每一个曲轴颈上用不同颜色的颜料画上一个点(如图9)。刚开始的时候，我还不知道工人师傅这样做的目的是什么，一问才知道，原来是在给曲轴分组啊。据师傅们介绍，他们用不同的颜色来表示曲轴连杆颈所处的不同尺寸范围，如用红色的点来表示该连杆颈尺寸超过基本尺寸，用绿色来表示该连杆颈尺寸小于基本尺寸。采用同样的方法，在连杆的生产车间，也用不同的颜色为连杆的大头尺寸分组。这样的话，在后面的的连杆颈和连杆的装配中，就可以有选择的进行装配，已达到设计的配合要求。通过这种方式，可以使装配的精度得以提高，也可以使生产中的废品率大为降低，从而

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达到生产过程中的适应性的要求，达到经济与效率的双丰收。

图9 曲轴的检测分组

上述组织生产过程的四项要求是衡量生产过程是否合理的重要标准，也是取得良好经济效果的重要条件。

5. 实习总结

在玉柴实习的半个月注定将是一段难忘的回忆，因为这将是我这个机械专业的大学生从学校走向社会，走向实际生产的开端。通过这半个月的实习生活，我得以走进工厂，走进车间，走到实实在在的生产线上去看一看。虽然往返路程漫长，但我却也收获颇丰。总结起来，包括了以下三个方面：

（1）从专业知识的角度上，上文已经叙述得很详细了。总之一句话，就是让我们在课堂上学的东西活了起来，看到了它们的实际工厂生产中的应用。

（2）我们感受厂区宿舍的生活，提前感受了工作后的生活与学校里生活的不同，包括每天的规律的按时起床，打卡上工；下班后的衣食整理，文体休闲，都是全新的体验，也是必要的经历。

（3）在实习的半个月的时间里，我们也和工厂内外的许多人有了接触，包括厂里的部门领导，车间工人，厂外的路旁摊贩，周边住户。在与他们的交流中，我逐渐对日后要从事的机械行业有了更多，更深入的了解，也明白了选择第一份工作所要关心的几个方面，而这些会带给我更多的考虑角度。

最后想说的，还是要感谢我周围的每一个人，包括玉柴集团的各位领导，

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老师和工人师傅们，包括每天共同生活的同学们，包括在玉林，在北海为我提供了帮助的那些陌生的人们。当然，我还要特别感谢带领我们实习的三位老师，感谢你们每天辛苦的查房，感谢你们每天烈日下陪我们走进厂房，感谢你们十几天来的辛勤与操劳……老师们，谢谢你们。

6. 参考文献

1. 冯辛安. 机械制造装备设计[M]. 北京:机械工业出版社, 2006. 2. 洪生伟. 质量工程学[M]. 北京:机械工业出版社, 2007. 3. 刘传绍. 机械制造工艺学[M]. 北京:电子工业出版社, 2011.

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