上海, 2020 年 05 月 -年 5 月——如今呵俏，從漁業(yè)吻商、家具到能源消耗和建筑利职，各行各業(yè)都將“可持續(xù)”一詞與其產(chǎn)品和活動聯(lián)系起來。這些行業(yè)聲明要保護自然資源和地球環(huán)境瘦癌。事實上撼盈，從更狹義的角度來講，制造業(yè)的機械加工一直在追求某種形式的可持續(xù)性填丢。加工價格具有競爭力的高質(zhì)量產(chǎn)品可使制造商獲利节讹，從而維持企業(yè)的持續(xù)經(jīng)營。
 縱觀歷史敞灸，制造商一直在努力尋求使加工過程更高效漾肩、更具成本效益的方法，包括不斷開發(fā)先進和精密的生產(chǎn)機械区酷，改進切削刀具以及優(yōu)化整個切削系統(tǒng)掘鱼。具體策略包括高速加工、高進給加工丛幌、高性能加工和數(shù)字加工鸣拦。

最近提出的一項可持續(xù)機械加工的計劃，旨在于整個產(chǎn)品生命周期中減少原材料的消耗懒碍、能源的使用和廢物的產(chǎn)生葱妒，使之至少達到與地球承載能力相平衡的水平谚剿。通常，關(guān)于可持續(xù)性的一般性討論都集中在宏觀的全球環(huán)境問題上连锯，而忽略了價格归苍、成本、客戶滿意度运怖、工藝知識和可靠性等基本要素拼弃。談到機械加工的可持續(xù)性，真正的成功始于簡單驳规、直接的步驟和分析肴敛。

可持續(xù)定價
每個企業(yè)都面臨著為其商品或服務設定可持續(xù)價格的挑戰(zhàn)。價格必須足以彌補成本并產(chǎn)生利潤吗购，但又必須在市場競爭中吸引客戶医男。如果客戶認為產(chǎn)品物有所值，制造商便有設定更高價格的空間捻勉。

另一方面镀梭，如果來自客戶和競爭對手的壓力導致定價過低，利潤率就會受到影響踱启。當價格低于生產(chǎn)成本時报账，就會造成損失。如果競爭壓力使得價格過低庵恨，那么產(chǎn)品設計和加工人員就必須找到更便宜迄帘、更快、更好的生產(chǎn)方法诀烫，以削減生產(chǎn)成本榔况，維持可持續(xù)的利潤率。

不可見成本
在許多企業(yè)中勃拢，盈虧臨界點其實并不明確钩榄。這是因為真實成本本身也不清晰。有一些隱藏的后涛、被忽略的或未知的因素未被計入成本武也。典型的不可見成本包括計劃外停工、不合格工件和破損刀具口愁。這些成本被認為不具有代表性或不夠“真實”耿逐。這種對某些成本要素視而不見的態(tài)度或思維方式不僅限于生產(chǎn)人員，也可能存在于整個公司鸿挠。

要實現(xiàn)可持續(xù)的成本結(jié)構(gòu)玩冷，就必須讓不可見成本可視化。制造人員必須從整體上檢查和評估加工過程以及組織內(nèi)活動的結(jié)構(gòu)和流程，以發(fā)現(xiàn)隱藏的成本秋茫。

客戶滿意度
客戶滿意度是經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵要素史简。客戶關(guān)心的是訂單何時能夠交付肛著。在客戶心目中圆兵，“交貨期”從下達訂單后就開始計算。并且交貨期不單單只是生產(chǎn)時間枢贿。如果加工一個零件需要三周殉农，但是管理活動前前后后需要兩周時間，那么車間必須坦誠告知客戶交貨期為五周局荚。包括山高刀具在內(nèi)的金屬加工設備供應商提供刀具庫存管理超凳、刀具識別和機床監(jiān)控系統(tǒng)，使車間人員能夠跟蹤客戶作業(yè)耀态，并最大限度地提高車間能力以滿足交貨期目標并保持客戶滿意度轮傍。（請參閱附注）

浪費和度量
高效的制造可最大限度地減少時間、能源和原材料的浪費首装。加工過程產(chǎn)生的廢品（如切屑抱典、切削油和冷卻劑等）所涉及的問題較為復雜。制造商習慣將廢品視為生產(chǎn)過程中不可避免的產(chǎn)物赊偿，并認為這種狀況難以改變绵另，因此在這方面投入甚少。

要想有效減少浪費并節(jié)約資源绅鉴，就需要全面了解工件材料的特性和加工工藝姨莽。這意味著我們需要精確度量加工工藝的關(guān)鍵參數(shù)，明確加工結(jié)果既蛙。要做到真正意義上的精確千雏，就應當盡量避免使用舍入的數(shù)字，例如整數(shù)通常代表估值农帝，不能完全呈現(xiàn)實際情況，并且會在我們作出調(diào)整時妨礙對結(jié)果的有效確定项蝉。如果一個車間聲稱其生產(chǎn)效率“高于 60%”舆飒，那究竟是 61% 還是 95%？畢竟這兩個數(shù)字都高于 60%白找。同樣的能真，例如“切削速度約 200 米/分鐘”這樣的信息也不夠可靠。實際數(shù)值有可能是 195 米/分鐘或 206 米/分鐘扰柠，而不是一個整數(shù)估值粉铐。

在一個案例中，某車間老板確信其工廠的時間利用率為 70%（整數(shù)）。然而蝙泼，仔細測算后發(fā)現(xiàn)實際利用率只有 34%程剥，原因在于工廠內(nèi)每三臺機器中只有一臺在工作，另外兩臺處于閑置狀態(tài)汤踏。因此织鲸，車間負責人的估算并無意義。

薪酬與可持續(xù)性
在分析與全球勞動力成本相關(guān)的可持續(xù)性時溪胶，對勞動生產(chǎn)率的評估應排除工資成本搂擦。勞動生產(chǎn)率等于生產(chǎn)周轉(zhuǎn)率，減去購買商品和服務的成本哗脖，除以員工人數(shù)瀑踢，再除以時間單位。

這一公式可在不考慮勞動力成本影響的情況下衡量勞動生產(chǎn)率才避，并對不同工資等級的國家或企業(yè)的勞動生產(chǎn)率進行有效比較咱茂。例如，西方國家一個熟練的機器操作員的工資可能是一個低薪國家操作員工資的十倍囤乎，但這種差異并不代表實際的生產(chǎn)力差異靡黑。低薪國家 10 名操作員生產(chǎn)的零件數(shù)量可能比西方國家 1 名操作員生產(chǎn)的要少，質(zhì)量也更低敢薄。

然而帽惠，如果低薪國家的實際勞動生產(chǎn)率（按上述方法衡量）與西方國家處于同一水平，那么要在西方國家實現(xiàn)經(jīng)濟上可持續(xù)的生產(chǎn)力艇线，就必須投資于創(chuàng)新的技術(shù)和生產(chǎn)方法以及對制造業(yè)工作人員的持續(xù)教育剧鹏。

高勞動生產(chǎn)率表明，制造人員對自己的工作有十足的把握游鹿，并具備綜合知識和技能盔惑。因此他們能夠更快地工作、充分發(fā)揮自身能力并獲得更高的工作滿意度义誓。如今律坎，在多品種、小批量的生產(chǎn)環(huán)境下經(jīng)常會發(fā)生意料之外的事情蟋定，打亂生產(chǎn)計劃粉臊。然而，經(jīng)驗豐富驶兜、訓練有素的操作人員可以快速調(diào)整操作扼仲，靈活應對生產(chǎn)瓶頸和其他破壞性事件。

可靠的加工工藝
可持續(xù)的加工過程是可靠且可預測的抄淑，并且能夠最大程度地減少能源浪費屠凶。不可靠的工藝會導致工件返工或報廢，以及因產(chǎn)品不合格而導致原材料、能源和勞動力的浪費矗愧。

同樣灶芝，從可持續(xù)性的角度來看，在制品 (WIP) 本質(zhì)上也是一種浪費贱枣。從經(jīng)濟角度來看监署，在制品代表金錢、時間和占地空間的浪費纽哥。此外钠乏，儲存的半成品在物流系統(tǒng)中移動時可能會損壞。因此柬激，車間的在制品應盡可能減少诽祠。

降低能耗
縱觀歷史，制造業(yè)總能用更少能源消耗獲得更大成果行忘。例如秧诊，在上世紀 80 年代初，許多車間的機床功率都在 70 千瓦或以上牡徘。如今喧撕，功率為 7 千瓦的銑床所提供的生產(chǎn)率可以比那些十倍功率的銑床還要高∈搅妫可持續(xù)的加工過程可將每立方毫米或立方英寸材料的能耗降至最低呀琢。最大限度地降低能耗，自然而然可減少能源浪費贡金，使加工過程更加環(huán)保壕归。

效率最大化
圖 3 顯示了一個五軸加工中心在一個工作日內(nèi)的電能消耗（這些數(shù)據(jù)收集自一臺機器，可供一般性參考）衅侥。令人驚訝的是癞季，這臺機器使用的大部分能量并不是被主軸消耗的。主軸和軸驅(qū)動電機通常只消耗 30% 的能量倘潜，而各種冷卻系統(tǒng)消耗 44%绷柒，其余的則由泵、變壓器涮因、機器控制和其他系統(tǒng)所消耗废睦。因此，當機床不在進行切削作業(yè)時蕊退，機床的大多數(shù)其他系統(tǒng)仍會繼續(xù)消耗能量。

高效利用能源可以在整體能源使用量小幅增加的情況下憔恳，顯著提高產(chǎn)品產(chǎn)量瓤荔。假設在第一個場景里，一個工件的實際加工需要一個小時。通過編程输硝，設置和等待時間需要 6 個小時今瀑，機床將在 8 小時內(nèi)生產(chǎn)兩個工件。當機床進行切削時点把，能耗可視為 100% 或一個名義單位橘荠。切削操作消耗 20% 的能量，而機床不在切削時消耗 80% 的能量單位氢碰。因此克酿，機床一天的總能耗為 6.8 個單位，產(chǎn)出為兩個工件申广。

第二個場景限匕，對過程進行了分析并著重考慮了如何削減浪費的時間。通過分析东六，可將閑置時間縮短至 5 個小時困荤，減少了 16.5%。現(xiàn)在有三個小時的切削時間待讲，可生產(chǎn)三個工件捎鹤。每天的總能耗為 7 個單位，比第一個場景高出 3%殃烤。

在第一個場景中亡荞，生產(chǎn)一個工件需要 3.4 個能量單位，而在第二個場景中致驶，每個工件的生產(chǎn)需要 2.2 個能量單位芯勘。第二個場景中每個工件的能耗減少 36%，而每日能耗僅增加 3%腺逛。在第一個場景中生產(chǎn)三個工件需要機器運行更長時間并消耗更多能量荷愕。由此可見，可持續(xù)加工不一定旨在消耗更少的能量棍矛，而是要用所耗能量做更多工作安疗。

總結(jié)
長期以來，制造商通過加工價格具有競爭力的高質(zhì)量產(chǎn)品來追求經(jīng)濟可持續(xù)性够委，從而支持和維持其業(yè)務發(fā)展荐类。經(jīng)濟的可持續(xù)性包含多個方面，但總的來說茁帽，這些組成部分都是基礎性且直接了當?shù)挠窆蕖Ｗ钪匾氖牵?jīng)濟的可持續(xù)性意味著制造商需要切實潘拨、準確地評估生產(chǎn)過程中各方面的浪費情況吊输，并采取合理的應對措施饶号。

制造商在實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)性過程中所解決的問題，也使得他們得以應對和降低其業(yè)務對環(huán)境的影響季蚂，并實現(xiàn)全球意義上的可持續(xù)性对轴。

（附注）
度量和可持續(xù)性
對加工工藝和設備的組織和測量，是消除浪費和實現(xiàn)可持續(xù)加工的重要步驟肥刻。為準確了解時間和能源浪費發(fā)生在哪個環(huán)節(jié)亮史，車間人員需要使用確切的數(shù)字和事實，而不是依靠猜測和整數(shù)估值茄溢。

最基本的一個層面就是制造人員必須知道車間中有哪些可用刀具以及刀具的位置哩敞。如果對這些信息不夠了解，就會存在“車間游獵”的現(xiàn)象演侍，也就是工作人員知道刀具在車間里哼狰，但不知道其確切位置，需要花費很多時間去找刀色递。

山高刀具提供了一系列刀具識別和管理系統(tǒng)痊追，旨在消除車間游獵。例如粪趋，山高庫存管理系統(tǒng)是一個多功能的工業(yè)級自動分發(fā)系統(tǒng)蛆狱，可以與工廠的生產(chǎn)流程完全聯(lián)網(wǎng)。在配置了工廠特定的刀具需求后磺浙，這一庫存管理系統(tǒng)會自動提供全面的報告洪囤，以跟蹤刀具使用情況并發(fā)現(xiàn)可能表明存在問題的異常情況。

在生產(chǎn)過程中正確識別刀具也至關(guān)重要撕氧。很多刀具外觀相似瘤缩，僅靠視覺和觸覺識別可能是不夠的。山高刀具與 IDEM 合作推出了一個數(shù)字刀具識別系統(tǒng)伦泥，該系統(tǒng)采用了射頻識別 (RFID) 標簽和藍牙標簽讀取器剥啤，允許操作人員通過本地 IOS 或 Android 應用程序?qū)崟r連接到一個包含 900,000 多個刀具的數(shù)據(jù)庫。全面的信息包括刀具規(guī)格和刀具歷史記錄管理以及其他功能不脯，如用于在多個參與者之間共享評論和項目詳細信息的群組通信功能府怯。車間人員也可以使用相同的 RFID 技術(shù)來識別量具和其他車間物品。

實時機床監(jiān)控可支持經(jīng)濟的可持續(xù)性防楷，因為它能夠持續(xù)跟蹤加工過程牺丙。采取實時監(jiān)控后，車間人員將能夠即時告知客戶其訂單的生產(chǎn)進度和交付時間复局，從而提高客戶滿意度冲簿。

山高刀具已與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 機器平臺提供商 MachineMetrics 就山高機床監(jiān)控系統(tǒng)開展合作。機床監(jiān)控系統(tǒng)可在直連機床 PLC 和控件的同時屏糊，促進以太網(wǎng)吓缴、WiFi 和蜂窩通信以叛。可通過 Web 界面對數(shù)字和模擬 I/O 進行配置和管理笛蛋。這一基于云的系統(tǒng)易于使用、可完全自定義且安裝迅速诊乐。該系統(tǒng)可捕獲加工數(shù)據(jù)并提供制造分析绢拓，幫助用戶了解其操作并提高機床的利用率和產(chǎn)能。它還支持與山高刀具信息數(shù)據(jù)庫和經(jīng)驗的交互晰等，以便用戶改進流程然怕，并充分利用有關(guān)刀具壽命、速度和進給優(yōu)化以及刀具破損的數(shù)據(jù)歉莫。

山高刀具總部設在瑞典法格斯塔市鱼灶，在超過 75 個國家和地區(qū)開展業(yè)務，是為銑削张绊、非轉(zhuǎn)位刀具信高、孔加工和刀柄系統(tǒng)提供全面金屬切削解決方案的全球領(lǐng)先供應商。80 多年來涛贯，山高一直致力于為制造商提供最新的技術(shù)诽嘉、先進的工藝和貼心的支持服務，確保他們獲得最高的生產(chǎn)率和利潤弟翘。山高的創(chuàng)新產(chǎn)品和專家服務將幫助各行各業(yè)的制造商取得成功虫腋，更多詳情，歡迎訪問 www.secotools.com稀余。

（Patrick de Vos悦冀，山高咨詢部門業(yè)務開發(fā)經(jīng)理兼技術(shù)培訓經(jīng)理）

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