汽车发动机企业刀具管理模式的分析

兰天旭

（北京汽车动力总成有限公司，北京100021）

随着汽车需求量的持续增长，作为汽车心脏的发动机，由于其零件制造工艺水平高于其他汽车零部件，越来越多的涂层刀具、陶瓷刀具、超硬刀具等先进刀具应用在发动机的制造工艺中，与之相伴的刀具管理变得越来越复杂［1］。如何不断创新并及时总结，掌握刀具管理成功的途径，不断提高机械制造的效率和降低制造成本，在激烈的市场竞争中占据有利的地位，将成为应用刀具及其管理的企业和提供刀具及其管理的企业的共同任务。

1 汽车发动机制造技术与刀具的现状

近年来，中国汽车发动机制造工艺和技术，尤其是机加工技术取得了很大的进步与发展。新世纪以来，汽车发动机制造技术的发展主要特征是:数控、柔性、高效、绿色以及信息化控制与管理。主要表现在:（1）制造方法的柔性化;（2）制造工艺高效化;（3）制造过程精益化;（4）制造技术绿色化;（5）制造系统智能化。

汽车行业使用大量的专用刀具，这些刀具大部分是随设备从国外引进的。国内刀具公司的数控刀具也仅是最近几年才开始研发生产，产品基础薄弱，发展速度缓慢，市场上竞争力很弱，而且分布散乱，品种少，相互之间合作较少，几乎没有一家公司可以为某个汽车企业配齐全部刀具。国外的刀具品种全，质量稳定，而且国外机床厂往往选择本国的数控刀具和机床一起配套推荐给客户使用。目前在国内汽车行业的刀具主要包括以下5大系列:一是山特系，包括山高、瓦尔特等;二是美国系，如肯纳等;三是欧洲系，如玛帕、钴领等;四是日韩系，如三菱、特固克等;五是以色列系，如伊斯卡等。而且这些公司还进行了进一步联合，如山特收购山高、瓦尔特、万耐特、多马等，伊斯卡、泰珂洛、特固克组建IMC集团。

2 刀具管理的影响

刀具管理的概念最早出现在美国，并于20世纪90年代首先应用于美国通用汽车公司，当时刀具管理只涉及简单刀具的物流管理［2－4］。自此之后，刀具管理概念开始在德国等欧洲企业推行。通过不断完善和改进，现在的刀具管理已经成为一个完整的管理模式，其应用范围也逐步拓展。目前已有越来越多的汽车生产企业采用了刀具管理模式。

2.1 刀具管理内容及复杂性

刀具管理是刀具应用的最高层次。刀具管理是指机械制造过程中涉及刀具运用技术及其他相关的管理活动的总称，主要包括刀具修磨、刀具调整、库存管理、新刀规划、刀具优化和采购等活动。刀具管理的最终目标是对刀具进行优化管理，节省刀具的仓储、采购、管理等费用，优化加工工艺，达到提高产品质量、降低库存资金和刀具成本。

2.2 刀具管理对生产的影响

刀具管理模式是企业管理中的一项战略决策，而不是战术行为或临时措施。刀具及其管理对生产率和生产成本都有非常大的影响［3］。在当今激烈的市场竞争中，能够运用良好的刀具管理模式有效地提高生产率、降低生产成本的企业将在竞争中处于非常有利的地位。

2.2.1 刀具及其管理对生产效率的影响

在加工过程中，刀具是直接与工件接触并改变工件几何尺寸、精度和表面质量的工具，机床等设备的性能需要通过刀具体现出来［5］。刀具性能的好坏直接影响到产品的质量和生产效率。现代汽车制造业大量采用高速成型刀具等非标刀具来减少加工时间。比如，加工缸盖火花塞孔，使用普通钻头需要进行4～5次加工，如果使用阶梯成型刀只需要一次加工便可以完成，而且同轴度等要好于用普通钻头加工的。

除此之外，刀具的寿命和刀具商供货是否及时对生产效率的影响也非常大，因为大部分汽车制造企业采用的是流水线生产，一道工序的不完成直接影响后续的生产，甚至会造成整条线的停产。因此，刀具管理者要根据刀具寿命合理安排刀具库存以及供应商交货时间并根据实际情况对刀具或切削参数进行更改来提高刀具寿命。

2.2.2 刀具及其管理对生产成本的影响

在发动机加工中，刀具的直接成本一般只占加工总成本的2% ～4%［1－3］，但是其间接成本（包括辅具费用、库存资金、管理费用等）约为刀具直接成本的4～5倍，如果将刀具寿命提高30% ～40%，总的加工成本将降低1%［5－6］，减少刀具成本是降低生产成本最具潜力、最有效的途径。刀具费用不仅与新型刀具、新工艺的更新有关系，而且与刀具采购、物流、修磨、优化等刀具管理工作息息相关，刀具管理水平的高低直接影响到刀具成本的高低。

虽然新刀的性能、价格对刀具费用有很大影响，但是刀具重磨次数、费用、寿命对刀具费用的影响也很大，而且要处理好一次性和长期性刀具投资之间的关系。在计算刀具费用时要注重单件产品的刀具成本，即单位为元/件。

3 刀具管理模式

目前，国内外的汽车发动机制造业企业对刀具的管理模式虽然存在着很大差异，但是总结归纳起来主要包括以下4类:

3.1 传统模式

传统的刀具管理方式并不能称为真正的刀具管理，因为与刀具相关的业务是由企业内部不同的部门自行管理，其中:刀具车间负责刀具刃磨、修理;采购部门负责刀具的采购;刀具工程师和工艺员负责解决生产中的问题、刀具的优化和改进以及向采购部门提出刀具采购申请;车间进行刀具的领用和调整以及刀具库的管理。

这种管理方式混乱，参与人员众多复杂，往往出现刀具采购和刀具问题解决周期长等问题，工作效率低下，而且为了避免因刀具不足造成生产线停产，企业不得不增加刀具的库存。这种管理模式需要消耗大量的人力和物力成本。

3.2 全部外包管理模式

刀具全部外包管理模式是将刀具管理相关的业务作为一种支持工作全部外包给刀具管理服务商，而企业内各部门只需专注地进行自己的核心的业务，如产品的开发、生产及技术的发展和质量的控制等。刀具管理服务商能够充分发挥自己的专业技能，合理利用社会资源，降低刀具成本。

但是，全部外包管理模式对企业的发展也有不利的一面:（1）企业在刀具专业技术方面对刀具管理服务商产生较强的依赖;（2）企业可能会面临刀具管理服务商泄露自身生产技术的风险;（3）由于刀具库存资金的压缩，可能造成因刀具供应不足停产的风险;（4）采用全部外包刀具管理不一定会降低刀具成本。

3.3 丰田模式

丰田汽车公司不但在生产管理方式上独树一帜，而且在刀具管理上也有一套自己的独特做法。丰田公司设有刀具管理机构对刀具进行集中式统一管理，要求供应商对其使用量较大的刀具和附件进行备库并根据要求做出即时的反应。中央刀具管理机构可以获得所有子公司的刀具信息并对其工作进行指导。由于主要备库工作是由供应商完成，刀具库存和流动资金的占用大大降低。

丰田管理模式结合了日本刀具行业的现状，由于我国汽车行业大部分刀具都是进口刀具，刀具运输周期较长，要求国内代理供应商负责备库的工作现阶段很难实现，所以这种管理方式在我国现阶段很难实现。

3.4 部分外包管理模式

部分外包管理模式是企业自身负责核心的刀具技术，其他部分职能交给刀具管理服务商。这种管理模式充分发挥刀具管理服务商灵活、高效的采购和物流体系、先进的刀具刃磨设施以及各种支持资源，从而减少本企业的一次性投资及其相应风险，降低刀具库存和流动资金占用，而且不会向外泄露企业自身核心的刀具技术。

但是，采用部分外包管理模式由于企业和刀具管理服务商之间有很多交叉工作，会有大量繁琐的工作:（1）两者之间的结算方法比全包式复杂;（2）在刀具的入库、出库及报废上有大量交接工作。

4 国内刀具总包现状

由于刀具管理的市场在中国还不是很成熟，而且大部分企业认为刀具管理商的“服务”不一定比自己做的好，所以大多数企业仍然坚持自行管理。随着近些年国内制造业的迅速发展以及国外著名刀具公司纷纷在国内设厂、国内一些新兴的刀具生产公司及刀具代理公司，刀具总包在中国正在一步步兴盛起来，只不过在外包形式和内容上有些不同。表1列举了部分国内汽车企业的刀具管理模式，表2列举了一些可以在国内提供刀具管理并有刀具管理经验的刀具公司。

表1 部分轿车发动机厂采用的刀具管理模式

表2 部分可以在国内提供刀具管理的公司

5 刀具管理的发展趋势

不断探索和创新，进行卓有成效的刀具管理并达到双赢的目的，已成为汽车制造业企业和刀具供应商共同探讨的课题［7－8］。新的刀具管理模式正在不断被探索，其理论正在发展，有益的经验正在积累。

近年来，部分高校和汽车发动机制造企业开发了一些刀具管理软件系统，这些刀具管理软件系统可以更好地解决刀具查询困难、刀具重复购买、刀具选型不合适等问题，能够充分地发挥刀具的利用率。

将刀具管理软件系统和刀具管理模式相结合，发挥各自的特点:（1）增强刀具管理系统的专业技术含量，提升正确选刀能力，满足刀具应用条件;（2）发展外包管理模式，最大限度地发挥刀具管理软件系统的潜力。可以有效地降低人员成本、提高生产率、降低生产成本，提高企业的竞争力［7］。

刀具管理和刀具管理软件系统在我国还处于刚刚起步阶段，随着我国制造业的发展，刀具管理有着很大的应用潜力和广阔的发展前景，它的应用将加快企业信息化步伐和实现精益生产的进度，提高企业的生产效率和市场竞争实力。

［1］杨晓松.降低汽车刀具成本的几点探索［J］.工具技术，2008，42（12）:106－107.

［2］张书桥.刀具管理及其在汽车制造业中的应用［J］.工具技术，2002，36（9）:50－52.

［3］王瑚.刀具一体化管理——制造业刀具管理的发展方向［J］.工具技术，2004，38（9）:48 －50.

［4］蔡三发，赵琳，黄志明.基于流程的制造企业刀具管理模式分析［J］.上海管理科学，2008（1）:58－60.

［5］胡正国，张书桥.轿车发动机制造业的刀具管理［J］.工具技术，2005，39（3）:88 －90.

［6］达世亮.论刀具管理［J］.工具技术，2005，39（5）:14 －18.

［7］张书桥.汽车刀具使用与管理经验浅谈［J］.工具技术，2022，36（4）:48－49.

［8］蔡三发，赵琳，黄志明.汽车制造企业刀具外包管理的风险分析与控制［J］.工具技术，2009，43（3）:24 －28.