钢结构生产流水工艺优化布置探讨

第1页共8页钢结构生产流水工艺优化布置探讨摘要：钢结构生产流水工艺是钢结构生产的核心组成部分，对钢结构生产流水工艺进行优化布置，可以在保证产品质量的同时降低生产成本，提高生产率，为企业赢得更大的效益。本文针对钢结构生产企业生产流水工艺的现状，分析了钢结构生产流水工艺优化的原则标准，从钢结构生产准备阶段的优化和生产过程中的优化这两个方面，对钢结构生产流水工艺的优化布置进行了探讨。关键词：工艺、优化、生产率、企业绩效一、探讨背景1.1、钢结构的特点钢结构是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产；加工精度高、效率高、密闭性好，故可用于建造气罐、油罐和变压器等。其缺点是耐火性和耐腐性较差。钢结构和传统的混凝土结构相比具有以下几点优势：1）强度高、刚度大、自重轻。大体而言钢结构与钢筋混凝土自重之比约为1:1.6，而地震力=质量*地震加速度，故重量愈轻，地震力也减少。钢结构若以适当处理，对耐地震力更有效。同时还可以减少基础工程量和基础造价。2）钢结构件及其配套技术相应部件绝大部分可以实现工厂化制作，使质量容易保证，便于标准化及推广使用。3）施工周期短（约为混凝土结构的1／3至1／2），可以大大缩短投资资金的占有周期，提高资金的投资效益,并且不受季节因素影响。例如：5万平方米的钢结构库房，从加工制作到施工安装2个月即可完成（钢筋砼结构最少需要10个月，同时在北方冬季无法施工）。4）可做成大跨度、大开。钢结构对梁深及柱间跨度，有较佳之优势。如一般钢筋混凝土的梁深及跨度比约为1：12，而钢结构则为1：24，并可以提高使用面积率5％～8％。第2页共8页5）垃圾少，便于资源重复利用和环境保护。同时，有利于节约耕地，保护土地资源，易拆迁。、6）具有造型美观，使用面广，适合于不同气候条件和大气环境等优点。7）现场湿作业少，符合环保建筑的要求，适宜于在城市繁华地段、不允许施工周期过长和混凝土等建材运输不便的情况下施工。8）目前钢结构建筑直接造价略高于混凝土结构，但从长远看，其综合效益却明显高于传统建筑。1.2、我国钢结构的现状及发展趋势钢结构的应用在我国有悠久的历史。公元60年就开始修建铁链桥，最著名的是大渡河泸定桥，充分表明了我国古代在金属结构方面的卓越成就。目前我国钢结构建筑的发展出现了未曾有过的兴旺景象。主要表现在：高层、超高层建筑由中外合作到国产化的起步；轻钢结构建筑的迅猛发展与国外公司的大批涌入；空间结构得到了进一步的发展，大量大跨度的建设项目陆续兴建。我国钢结构建筑虽达到了一定的水准，但在材料、工艺设计手段等方面与发达国家相比仍存在不少差距，在有些领域尚属空白，如大跨度开合空间结构等。从发达国家钢结构建筑的发展轨迹，结合我国的实际，不难看出我国钢结构发展前景光明，但会有许多不同于发达国家的特点。目前我国的建筑用钢量为其钢产量的50%左右。所以说会有自己的特点，是因为我国的国情不同于西方发达国家，劳动力相对低廉，国家尚不富裕，造价低、技术含量稍低的钢结构会得到优先发展。目前钢管混凝土结构、轻钢结构得到较快发展。钢结钢是一种较为符合产业化生产方式的结构形式。它容易实现设计和标准化、构配件生产的工厂化、施工的机械化和装配化，能够进行标准化的设计，系列化的开发、集约化的生产和社会化的供应。发展钢结构建筑已逐渐得到各方面认同，尤其在高层建筑、大型工厂、大跨度空间结构、交通能源工程、住宅建筑中，更能发挥钢结构的自身优势。根据行业发展状况，海洋石油工程装备、钢结构住宅、钢结构桥梁、高压直流输电设施等领域将会得到长足的发展。1.3、企业概况及面临的一些问题由于企业脱胎于传统国有企业，管理机制相对落后，技术力量较为薄弱，设第3页共8页备陈旧，再加上生产模式不合理及管理机制不健全，企业劳动生产率不高，年产量在1万吨左右。企业管理出现的问题也较多，如产品质量不稳定，附加值低；生产协调性差，断档情况严重；设备陈旧，生产模式落后，数控设备陈旧；精密管理薄弱。由于没有很好的执行现代化的管理理念和生产体系，使得企业在市场经济的新形势下，不能占据主动地位，导致企业没有项目生活难，有项目生产难。仔细分析其原因不难发现，企业的问题关键缺乏技术、组织和管理的创新与落实，其直接体现在企业的管理模式、生产流程的落后，必须要进行改革，建立起符合企业发展的生产流程。二、企业生产流水工艺现状企业基本的生产流程特征为以系统和区域为导向，焊接技术为基本促导技术，分班组制造、总体装备，属于离散型、劳动密集型的生产方式（见图2.1）。在生产过程中，工人首先进行的是零件和组立件的制作，其中包括：图纸的审核和处理，原材料的处理，零件的下料、钻孔、打磨，组立件的矫正、组立、再矫正；其次对组立件进行主焊缝焊接；再次对构件进行总体转配、焊接、钻孔、矫正、打磨、检验；最后对构件进行油漆涂装、打包出厂。第4页共8页图2.1企业生产流程示意图上述的整个过程，现场工位长，施工距离长，工种配置复杂，降低了劳动生产率，不适合现在生产的需要。三、钢结构生产流水工艺优化的原则标准生产率是企业绩效的一方面，一个重要的衡量标准。生产流水工艺绩效是企业绩效的重要内容，通过生产流水工艺的绩效来提高企业的绩效，是每一个生产型企业应该密切关注并竭尽所能去实现的。因此，判断是否对钢结构生产流水工艺进行优化，应该判断其绩效是否提高了。因此，我们对钢结构生产流水工艺进行优化的方向是在满足质量和生产运作要求下，使得产品的生产运作时间最短、成本最低、经济效益最大。也就是说尽一切力量降低生产成本。同时要保证产品工作令质量控制材质问题制作车间材料部材料单错材料有问题审材料和图纸图纸有问题制造部制造部材料代用领料流水线配件生产线翼腹板生产线交接装焊生产线●●◆●◆H钢焊接★焊接装配切割开条H钢装配成品制孔涂装●◆打磨/矫平切割/剪切标准翼腹板条●★●冲孔钻孔工序交接◆工序交接成品出厂上海电力建筑工程公司钢结构厂工艺流程控制图★质量部门专检注：●班组自检互检查◆质量部门抽检零件检查板材检查审阅审阅板材检查H钢检查检查装配审阅检查检查审阅检查检查第5页共8页质量、生产率和生产柔性。(1)保证质量保证产品质量是对钢结构生产流水工艺进行优化的前提。一切有损质量的改动都将直接或间接的提高产品的生产成本。例如厂内发现质量问题，必然要进行返修，这样就直接增加的生产成本。就算是一些小问题，比方说外观质量等等，这也将降低客户的评价，变相的增加了下次合作的成本。(2)降低成本成本是衡量经济效益的最基本的标准，也是我们优化钢结构生产流水工艺的根本目的。结合现代钢结构加工行业的特点，成本包括直接成本、制造费用，专业费用。直接成本包括直接材料成本、直接人工成本；制造费用包括管理人员工资及福利、折旧、水电费、办公费、修理费等；专业费包括材料检验费、构件超声费用等。(3)提高生产率产出量与投入量在价值上的比值，称为生产率。它代表着生产流程中投入转换成产出的效率。生产率包括劳动生产率、设备利用率、资金利用率。(4)提高生产柔性生产柔性是指在生产流程中对用户需求的响应速度，是指生产流程适应市场变化能力的一种度量，通常指品种柔性和产量柔性两个方面衡量。这是我们立足市场首先应该具备的基本能力。四、钢结构生产流水工艺的优化和实施业主对产品的更高要求迫使企业在缩短交货周期的同时，提高产品的质量。这就要求我们需要提高我们的生产效率。提高生产效率的方法有：A加强监察及改善生产线平衡状况，并改善瓶颈工序；B所以构件的设计都应该考虑到生产（构件设计时需要考虑到工厂方便有效的施工）；C提高生产设施机械化和自动化程度；D生产过程合理组织；E推行勤工奖或超额奖制度；F通过培训，培养身兼多种技能的操作工。要对钢结构生产流水工艺进行有效的优化，必须考虑到上述因素，这样才能使企业实现高效率和高质量。其他不要考虑的因素还包括钢结构的具体生产过第6页共8页程，维持生产过程的最低库存等。4.1、生产准备阶段的优化生产准备阶段包括：图纸深化设计、原材料采购、技术准备等三个阶段。图纸深化设计时，在与设计意图不冲突的情况下，考虑生产中的各项制约条件，对图纸深化设计进行合理优化。比如对不同的零件样式进行区分编号（异形有孔板编号F开头、孔板编号H开头、异型板编号S开头、光板编号P开头），焊缝位置尽量设计成平焊，尽量不用仰焊，考虑施工和运输要求对超长构件进行合理分段等。原材料是钢结构制作成本中比重最大的一部分。钢结构材料准备时，对特殊规格和使用较少的材料在单价差距不大的情况下综合考虑，尽量选用定尺材料，这样既减少了材料损耗，又减轻了制作难度，加快了制作进度。技术准备需要综合考虑生产工艺和过程。了解各生产区域近期的生产状况及生产进度，合理的制定排产计划，使各生产区域能够连续、均衡有节奏的生产。4.1、生产过程中的优化对生产过程的优化就是要加强设备维护和保养、提高技术水平、改进施工工艺、加强节点管理。具体体现在以下几点：（1）加强设备维护和保养就目前情况而言，由于厂内现有设备比较陈旧，在高强度作业下，极易出现这样那样的故障。而往往是在我们需要调整生产节奏的时候出现设备故障，这样一方面打击工人的生产积极性，另一方面打乱了正常的生产安排。所以我们需要加强设备管理，对常用易坏设备加强保养维护，减少设备出故障的几率，保证生产的流畅和节奏。（2）提高技术水平由于车间工作人员均为劳务工，人员流动频繁，较多工人对厂内生产模式不熟悉，并且技能水平不高。这就导致工人工作效率不高且经常操作失误，影响构件质量，造成返工，浪费劳动力和原材料，造成成本浪费。我们需要定期组织培训，提高操作人员素质，保证构件质量。（3）改进施工工艺第7页共8页我们以前较多制作系统内的构件，均为重刚结构。现在我们进入市场，轻钢结构是现在钢结构制作的主流，我们不能沿用老的施工工艺，需要采用新的施工工艺来指导生产，来加快生产进度，提高生产效率。这里主要讲些轻钢方面的新的施工工艺。（4）加强节点管理节点管理就是将节点计划层层分解为节点目标，通过工程部门对车间的检查、调整与控制，以及通过班组的实施、反馈和控制，共同保证交货节点的实现的一种有效的计划管理。节点管理是计划管理的精髓。我们以前的计划管理，各部门都管，各管理层都管的过细，这样出现管理人员无法集中主要精力去解决主要问题，并出现有些项目人人都管，有些项目人人都不管的现象，造成管理效率底下。我们加强节点管理的基本做法是：工程部门根据合同要求，编制各项目的主要的节点计划，知道车间和各部门的工作。车间和各部门再根据主要节点计划和实际情况编制部门的节点计划并反馈给工程部门。五、实施过程的难点及对策由于长期生产组织方式的根深蒂固，要求系统是实施新的生产流水工艺确实存在不少难点，现就主要难点及对策进行一些阐述；（1）先确保主流程、大流程的顺畅在生产计划实施过程中，经常出现一些强制的不可避免的意外小项目需要尽快完成，往往保证了这个进度就延误了那个进度，统筹过程中往往颠倒主次，所以在生产过程中要放眼于整个生产的大的流畅，主流项目地位的确立，确保下料、制作、油漆、运输的通畅，再考虑以加班或者补贴人工的方式落实意外小项目的生产节点安排。（2）加强技术和车间生产的紧密结合技术人员要经常深入车间，了解生产情况，与车间工人交流，讲解构件制作过程中可能出现的一些情况，指导生产，并积累实践经验，更好的提升自己的素质和能力。（3）建立与优化后的生产流水工艺相适应的工程计划管理制度第8页共8页为了保证生产的顺利进行，必须抓好项目的计划管理、抓好各车间上下道工序之间的交接和协调，各个车间，各个工序的生产的节奏很重要。计划编制应该按照提前数天的工期为目标，根据经验日程来推算零件加工和构件制作日期，从而确保生产节点的要求。在整个生产过程中，严格执行计划，加强协调控制，做到既不要块，也不