生产工艺方案及工艺规格
出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《工程师手册》第510页（7406字）
工艺方案的制订及工艺规格的编制是工艺管理的最重要和最基本的内容，无论是试制新产品还是改造老产品，涉及产品制造的工艺性问题均要在产品工艺方案和工艺规程中得到解决和反映。
1．工艺方案的内容及其制订
工艺方案是企业新产品开发工作中的纲领性文件，是工艺准备工作的总纲和依据，产品制造中的加工方法、工艺路线、工装配备等等重大原则问题都要在工艺方案中确定。正确制订产品的工艺方案对于保证生产技术准备工作有计划地进行，系统地运用新的科学技术成果和先进的生产经验，经济合理地制造出符合设计要求和质量标准的产品具有十分重要的意义，而且，它对于改善劳动条件，提高生产效率和生产管理水平等亦有重要的促进作用。
(1)工艺方案的内容
工艺方案的内容一般包括：
①确定工艺原则。应根据产品设计要求及企业的具体生产条件，确定产品应采取的工艺原则，以便为工艺规程和编制提供依据；
②规定工艺上要达到的技术经济指标。例如产品应达到的主要性能参数和质量要求、材料利用率、劳动量、设备利用率和制造成本等等；
③确定产品生产的组织方式和专业化协作原则。工艺方案应确定产品的投产批量、周期、主要承制车间、装配的组织方式及内外专业化协作的原则和方式；
④确定产品的工艺路线，规定加工中产品零部件在各生产单位间的流动和分布方式；
⑤确定产品加工中的关键技术，落实相应的技术保证措施和提供必要的物质条件；
⑥提出工艺装备的配备原则和确定工装系数；
⑦确定加工过程中工序质量的保证措施和安全生产的保证措施；
⑧规定工艺规程编制的要求、形式与内容繁简程度；
⑨对所确定的工艺方案进行技术经济可行性分析。
工艺方案的具体内容随着产品性质、生产类型、批量大小以及产品复杂程度的不同是有区别的。一般说来，单件小批生产的产品，工艺方案的内容应简单、扼要，主要是确定一些工艺原则；而成批和大量生产的产品以及复杂程度较高的产品则应编制内容完整的工艺方案并要进行方案论证和技术经济分析。
(2)工艺方案的制订
①制订工艺方案的依据
制订产品的工艺方案最主要的依据是企业的生产类型、生产条件和产品的设计要求。具体来说，制订工艺方案可供参考的主要依据有：
a．产品的设计性质。应明确产品是企业的主导产品、创优产品，还是一般产品，是系列基型产品还是变形产品等；
b．产品归档的全套设计文件，包括设计图纸和有关技术文件。这是制订工艺方案十分重要的技术依据。
c．产品设计定型和批试投产的日期，以此作为确定生产技术准备工作周期的依据；
d．产品生产类型。明确生产的规模和方式，是大批大量生产，还是成批或单件小批生产，是连续生产还是周期轮番生产。
e．企业的生产条件，其中包括企业生产工人的技术等级及工种分布、企业设备的状况、工装的设计和制造能力等等；
f．同类产品的工艺文件，这有利于借鉴，取长补短。
②工艺方案的制订步骤
工艺方案的制订关系到产品制造中诸多重大原则问题的解决，因此应慎重、有步骤地进行。工艺方案的制订多由主管(或主任)工艺师负责，有关工艺人员参加并多方征求意见后制订，其一般步骤如下：
a．全面熟悉和了解产品的性能和技术条件，掌握产品的关键所在。因此一般要求产品的主管工艺师参加从调研、设计方案论证直至样机鉴定的产品开发设计全过程工作，这是制订好工艺方案不可缺少的前提；
b．了解和掌握产品对生产和工艺的要求，如批量大小、特殊的加工方法、生产的组织方式等等；
c．收集所需的技术文件和企业生产条件资料并对其进行分析；
d．制订工艺方案草案。在全面了解情况和充分掌握资料的前提下，由主管工艺师拟定若干工艺方案草案；
e．对工艺方案的草案进行会审。这一般由工艺部门主管组织有关的工艺人员对工艺方案草案进行讨论，征求有关部门及车间的意见，在此基础上进行修改；
f．对工艺方案进行经济性评价；
g．择优确定最终采用的工艺方案并报批。
2．工艺方案的经济性分析
工艺方案的制订不仅关系产品制造过程的诸多技术性因素，而且直接影响着产品的制造成本等经济性因素。由于工艺方案的制订涉及因素较多，而且制订过程本身也是富有多样性的活动，因此对同一产品(或零部件)的加工往往可以制订出多个不同的工艺方案，而这些不同的工艺方案其所需的费用和所取得的经济效果往往是不同的。因此，有必要对工艺方案的经济性进行分析和评价，以确保采用的工艺方案不仅在技术上是先进可行的，而且在经济上也是合理的。
我们企业过去往往疏于对工艺方案的经济性评价而只片面强调工艺方案的技术可行性，因而造成了诸多如高效专用车床用于单件小批生产，大机床干小活等等不合理的现象。为了使产品的生产能够经济合理地进行，应重视工艺方案的经济性分析。
(1)工艺方案经济性分析的指标体系
为了对不同的工艺方案进行经济性分析和评价，有必要建立相应的评价指标体系。一般来说，可行性研究中用于经济评价的指标均可用于对工艺方案的经济性分析与评价。但应注意，由于单一指标往往难以全面说明问题，所以应采取主、辅指标相结合、定量与定性指标相结合的方法构成一个综合评价指标体系。具体来说，进行工艺方案的经济性分析与评价可使用以下指标：
①产品的产量与质量指标。如单机产出率，合格品率，优等品率，废品率等等。
②投资及产值指标。如工艺方案投资回收期，追加投资回收期，单台产值，单产值等等；
③产品工艺成本指标；
④工艺准备周期及产品生产周期指标；
⑤其它涉及工艺方案经济性的指标。
(2)工艺成本的构成
产品工艺成本是评价产品工艺方案经济性的一项主要指标，对于它的构成应有明确的认识。所谓的工艺成本是指产品成本中与加工方法、工艺装备等工艺性因素有关的或受其影响的那部分费用。产品工艺成本与产品成本是两个具有不同内涵的概念，产品成本包含产品工艺成本，产品工艺成本是产品成本的一部分。产品的工艺成本一随着加工方法、加工设备及工艺装备等工艺性因素的改变而改变，因此，不同的工艺方案会形成不同的工艺成本。
从构成成本的各项费用的经济用途来看，工艺成本的构成可分为投资成本和经营成本两部分：
①投资成本。即工艺方案的一次性投资支出，其中包括：a．设备的安置费；b．厂房建造费；c．工艺装备设计与制造费；d．新工艺开发研究与培训费；f．辅助设施费。等等。
②经营成本。即与工艺方案有关的日常经营支出，但一般不包括折旧费，其中包括：a．原材料或毛坯费用；b．燃料、动力费；c．生产工人工资；d．设备与工艺装备修理费与设整费用；e．与工艺有关的废品损失；f．与工艺有关的其它管理费用。
在进行工艺方案分析与评价时，为了有利于计算和比较，还可把工艺成本分为变动工艺成本与固定工艺成本两部分。与产品产量成比例变化的工艺费用称为变动工艺成本，而与产量变化无关的费用称为固定工艺成本。．在计算工艺方案有关的工艺成本时，可以首先按经济用途列出各种费用，进行评估，然后再按变动工艺成本与固定工艺成本归类。
(3)工艺方案经济性分析与评价的方法
进行工艺方案经济性分析与评价的方法很多。
一般地，对于较为重大，耗资较多的工艺方案宜采用较为详尽细致的方法予以分析和评价，而对于其它一般的工艺方案则可采用较为简单的方法进行分析和评价；当备选工艺方案的成本相近时，可采用比较工艺方案收益的方法来选择收益大的方案；当备选工艺方案的预期收益相差不大时，可采用计算和比较工艺成本的方法来选择工艺成本的方法来选择工艺成本小的方案；当备选工艺方案之间的成本和收益相差均较大时，可采用分析收益与成本之比的方法来择优选择。在大多数情况下，工艺方案的经济性分析一般均采用静态分析方法，但当产品加工周期较长，耗资较大时，可采用动态分析方法。
3．工艺规程的编制
(1)工艺规程的形式和内容
以表格形式描述产品制造工艺过程的文件称为工艺规程。工艺规程是指导工人进行生产和技术性操作的基本技术文件，也是企业编制生产计划和作业计划，进行生产调度，确定劳动组织，组织技术检查，安排原材料与毛坯供应等生产管理工作的重要技术依据。在工艺管理工作中，工艺规程的编制占有重要地位，其直接关系到生产的顺利进行。
企业所用工艺规程的具体格式虽不统一，但内容大同小异。一般来说，工艺规程形式按其内容详细程度，可分为以下几种：
①工艺过程卡。这是一种最简单和最基本的工艺规程形式，它对零件制造全过程作出粗略的描述。卡片按零件编写，标明零件加工路线、各工序采用的设备和主要工装以及工时定额；
②工艺卡。它一般是按零件的工艺阶段分车间、分零件编写，包括工艺过程卡的全部内容，只是更详细地说明了零件的加工步骤。卡片上对毛坯性质、加工顺序、各工序所需设备、工艺装备的要求，切削用量、检验工具及方法、工时定额都作出具体规定，有时还需附有零件草图；
③工序卡。这是一种最详细的工艺规程，它是以指导工人操作为目的进行编制的，一般按零件分工序编写。卡片上包括本工序的工序草图、装夹方式、切削用量、检验工具、工艺装备以及工时定额的详细说明。
实际生产中应用什么样的工艺规程要视产品的生产类型和所加工的零部件具体情况而定。一般而言，单件小批生产的一般零件只编制工艺过程卡，内容比较简单，个别关键零件可编制工艺卡；成批生产的一般零件多采用工艺卡片，对关键零件则需编制工序卡片；在大批大量生产中的绝大多数零件，则要求有完整详细的工艺规程文件，往往需要为每一道工序编制工序卡片。
(2)工艺规程的编制和使用
①工艺规程编制的依据和原则
在编制工艺规程时，可参考下列依据进行：
a．工艺方案。工艺方案是工艺准备工作的总纲，工艺方案规定了工艺规程编制的完整性要求并对编写内容的繁简程度作了原则的规定；
b．成套的产品设计文件。设计定型后经过修改和工艺会签并已归档的产品成套图纸(包括装配图和零部件图)以及技术资料是编制工艺规程的最主要的技术依据；
c．产品的技术标准及工艺标准；
d．企业的生产条件和外协条件。企业的生产条件是编制工艺规程的核心问题，其包括企业的设备、工艺装备、工人的技术素质、生产组织、劳动组织的状况以及原材料和元器件的供应、外协原则和渠道等情况，对这些情况应充分了解，以保证制订的工艺规程先进合理、切实可行；
e．国内外同类产品的生产工艺和技术发展情况。这对于保证工艺规程具有一定的先进性和提高企业在国内外的竞争能力是有益的。
工艺规程编制的最基本的要求是先进、合理、高效和实用。具体来说，编制工艺规程应遵循下列原则：
a．确保产品设计的要求。产品设计中对产品性能、精度、质量和使用寿命等方面的要求应在工艺规程中充分考虑和采用一切必要措施予以保证；
b．充分利用先进的工艺技术及合理的工艺经验；
c．尽可能使企业现有生产条件得到均衡合理使用，以免形成生产的瓶颈环节和造成生产资源的浪费；
e．确保以最经济的方法获得符合要求的生产效率，以降低产品的生产成本；
f．保证生产计划的完成以及安全生产的实现。
②工艺规程的编制步骤
编制零件加工工艺规程的步骤大致如下：
a．分析零件图和产品装配图
首先要熟悉产品的性能、用途和工作条件，了解各零件的装配关系及其作用，分析各项技术要求制定的依据，找出主要技术要求和关键问题。然后进一步分析图纸上的各项技术要求是否合理，零件的结构工艺性是否完善，如有问题，应与有关设计人员会商，进行调整和修改；
b．确定毛坯
毛坯质量高，则机械加工劳动量少，可提高材料利用率，降低机械加工成本。选择毛坯时，必须充分注意到采用新工艺、新技术和新材料的可能性；
c．拟定工艺路线
在拟定工艺路线时，要进行的工作主要有：选择定位基面，确定各表面的加工方法和划分加工阶段，合理安排各表面的加工顺序，决定工序集中与分散程度等等；
d．确定各工序的设备及工装器具；
e．确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其公差；
f．确定切削用量；
g．确定各主要工序的技术要求和检验方法；
h．编制工艺规程；
i．审查和会签工艺规程。工艺规程编制完成后应经设计和生产等部门的审查，审查合格会签后方可使用。
③工艺规程的使用
正确的工艺规程是根据先进的工艺技术和长期的生产实践经验，结合具体生产条件制定的，并通过生产实践不断改进和完善，其重要性如何强调也不过份。生产中有了这种工艺规程，就有利于保证产品质量，指导、计划组织产品的生产，充分发挥设备的使用效率。工艺规程是一切生产管理和操作人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件。在新产品投入生产之前，必须根据工艺规程进行有关的技术准备和生产准备工作；企业的计划和调度部门则应根据生产计划和工艺规程安排零部件的投产时间和批量，调整设备负荷，下达任务计划，使整个生产有计划地进行；生产操作人员不得违反工艺规程或任意改变工艺规程所规定的内容，否则就会影响产品的质量，打乱生产秩序。在贯彻执行工艺规程时，如出现生产的薄弱环节，应进行科学的调查研究，按照规定对工艺规程进行调整和修改。