第二节 生产过程与组织
机械制造的任务就是为各行业提供满足需求的产品。一个产品的生产过程可以划分为新产品开发、产品制造、产品销售和服务三个阶段。
产品开发主要在于市场导向，根据技术的发展和企业的资源特征，通过设计、试制、生产准备等活动，推出有市场前景的产品。它保证了企业的发展与未来。
产品的制造活动主要是根据市场和定单所决定的批量，把开发的产品加工和装配出来。制造活动包括了零件毛坯的制造、粗精加工、热处理、表面处理、部件与整机的装配和检验，它涉及了制造过程的规划、调度与控制。
产品销售与服务，主要指把生产出的产品通过一定的渠道推向市场，把产品变为企业实际的利润。在现代社会，售后服务也是一个重要方面。
一、产品开发
1．产品开发的重要性
科学技术的发展与进步，为满足人类的更高消费提供了许多新的产品
方案。消费者随着生活水平的提高及社会环境的进步，对产品功能、质量、外观、价格提出了新的需求，这些都要求企业不断地开发出新的产品。同时，企业处于一个国际、国内的竞争环境中，利润较高的适销产品，势必吸引大批竞争者不断加入市场、争夺市场。企业为了赢得竞争，也需要不断推出新产品。随着科技的发展和消费的个性化趋势，使产品的市场寿命越来越短，新产品的开发也越来越重要，越来越需要大的资金投入。
2．新产品开发的决策
新产品可分为：全新产品、换代产品、改进产品、仿制产品四大类。
开发什么样的产品，必须来源于详细的市场调查、认真的评价分析、科学的决策。如果说产品开发的决策、技术开发、中试、生产上市几个阶段的资金投入比例可能是1：10：100：1000，但它们对该产品是否成功，即市场前景和企业效益的影响则可能是70%：10%：10%：10%，正确的决策是至关重要的。
新产品开发决策的依据是开发调研。开发调研可从科技调研、市场调研、竞争环境调研、企业内部调研几个方面进行。
对于拟开发的某一新产品，可以从技术（先进性、成熟度、技术独占度、质量指标）、适用性（与原有技术兼容性、现有设备可用性、现有人才可用性、现有销售渠道可用性）、竞争能力（市场宽度、可达市场占有率、与发展政策关系、环境保护）等方面进行评估。以上评价结果可作为决策的依据。每一个要素的权值可根据企业的经营战略来确定。
3．新产品开发的实施
新产品开发的途径有独立开发、合作开发、技术引进。
新产品开发的顺序是概念设计、方案设计、详细设计、样机试制与评审、新产品鉴定、适销、生产准备、批量生产。
产品的设计以图样或软件的形式确定下来。由于计算机在制造业的广泛应用，计算机辅助设计（CAD）得到了越来越普遍的应用。在以普通机床为主的企业中，二维计算机绘图还是传递设计信息的主要手段；在以数控加工为主的企业、实现CIMS管理的企业中，则三维CAD的应用较为广泛。
基于CAD/CAM/CAE以及多媒体技术发展起来的虚拟制造技术可以大大加速产品的开发过程。虚拟制造可以用计算机软件模拟产品的装配运行和使用，在设计阶段及早发现问题，减少试制、运行测试、改进设计的多次反复过程，也节约了开发费用。快速成形制造技术可以以较低的费用、很短的时间完成开发时单机或小批量的试制，是现代产品快速开发的主要技术。
二、制造过程与生产组织
1．制造活动
制造活动包括了设计、材料选择、计划、加工、质量保证等活动。制造活动输入的是原料、信息、能源、设备、人力以及政策和法规，输出的是产品。
2．生产类型与组织方式
产品的用途不同，决定了其市场需求量是不同的，因此不同的产品有不同的生产批量。需求的批量不同，形成了不同的生产类型，生产组织方式及相应的工艺过程也大不相同。
生产类型的划分可按年生产纲领划分，产品的年生产纲领就是产品的年生产量。而零件的年生产纲领N由下式计算：
N=Qn(1+a)(1+b)
式中：Q——产品的年产量；
n——单台产品该零件的数量；
a——备品率，以百分数计；
b——废品率，以百分数计。
表1 生产纲领与生产类型的关系
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生产类型
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零件年生产纲领（件/年）
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重型零件
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中型零件
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小型零件
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单件生产
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<5
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<10
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<100
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批量生产
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5～300
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10～500
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100～5000
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大批量生产
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>300
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>500
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>5000
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大批量生产往往是由自动生产线、专用生产线来完成的，单件、小批量生产通常采用通用设备靠人的技术或技艺来完成。数控技术及机器的智能化改善了这一状况，使单件小批量生产也接近大批生产的效率和成本。
针对不同的产品所选用的生产模式及制造技术的准则是什么？质量、成本、生产率长期
以来是评价机电产品制造过程的三准则。然而随着技术的飞速发展及人们消费水平的提高，消费的个性化及制造业的竞争日趋激烈，使大批量生产越来越被多品种、小批量所取代。质量、成本、生产率这三准则的内涵有了新的发展，T（交货时间）、Q（质量）、C（成本）、S（服务）的准则被提出来了。服务实际上也可看作质量的一个要素，单独提出来是为了引起更多重视。TQCS四要素孰轻孰重？由于市场竞争的日趋激烈，快速响应制造的概念被提出了。最大程度地满足用户需求的产品往往并不是一次设计和制造就能定位的，快速制造可以加速质量改进迭代的进程，以求继续保持质量的领先。
产品的制造过程实际上包括了零件、部件、整机的制造。部件和整机的制造一般是装配的过程。
企业组织产品的生产可以有多种模式：
⑴ 生产全部零部件、组装机器；
⑵ 生产一部分关键零部件，其余的由其它企业供应；
⑶ 完全不生产零部件，自己只负责设计和销售。
第一种模式的企业，必须拥有加工所有零件、完成所有工序的设备，形成大而全、小而全的工厂。当市场发生变化时，适应性差，难以做到设备负荷的平衡，而且固定资产利用率低，定岗人员也有忙闲不均情况，影响管理和全员的积极性。
第三种模式具有场地占用少、固定设备投入少、转产容易等优点，较适应市场变化快的产品生产。但对于核心技术和工艺应该自己掌握时，或大批量生产附加值比较大的零部件生产，这一模式就有不足之处。许多高新技术开发区“两头在内、中间在外”的企业均是这种方式。
许多产品复杂的大工业多采用第二种模式，如汽车制造业。美国的三大汽车公司周围密布着数以千计的中小企业，承担汽车零配件和汽车生产所需的专用工具、专用设备的生产供应。日本的汽车工业也是如此，汽车厂家只控制整车、车身和发动机的设计和生产。
对第二、第三种模式来说，零部件供应的质量是重要的。保证质量的措施可以采取主机厂有一套完善的质量检测手段，对供应零件进行全检或按数理统计方法进行抽检。
3．零件的制造过程
零件的制造过程实际上是获得具有一定几何特征和物理、化学、力学性能的零件的过程，使零件具有一定几何形状的工艺方法。主要有：
⑴ 材料成形工艺 主要包括铸造、锻造、冲压、焊接、注塑、粉末冶金等方法；
⑵ 机械加工工艺 主要指车、铣、刨、磨、 钻、镗、齿轮加工等方法；
⑶ 特种加工 电解加工、电火花加工、激光加工、超声波加工等；
⑷ 热处理工艺 退火、正火、淬火、表面处理等，使零件获得一定的力学性能、物理、化学等特性。
一个具体零件的制造过程，需要采用什么工艺方法主要取决于它的材料性能、技术要求和生产数量等。
