加强数控刀具管理促进数控机床增效

　　此阶段主要任务是依据刀具技术方案及生产计划、任务的安排，完成包括刀具需求计划、刀具供应、存储管理、刀具拼装、预调、配送等方面的刀具生产准备工作。

　　此阶段的业务主要可以划分成2个方面：一是以刀具能力规划为主的刀具计划，一是以刀具调度执行为主的刀具准备。

　　依据刀具技术方案和主生产计划的要求，评估现有刀具库存、刀具寿命并考虑财务指标，刀具计划业务要确定一段时期内的刀具需求计划，以满足技术和生产上对刀具能力的要求。根据具体的生产任务安排和刀具配送清单，刀具准备业务需要按时、按量完成所需刀具拼装、预调、配送等工作，确保实际加工任务的顺利完成。刀具存储业务管理刀具及组件库存、出入库、修磨情况等，根据库存控制策略提出补货计划。刀具供应根据刀具需求、补货计划，对供应商、采购过程进行管理，完成刀具供给。

　　为高效完成刀具生产准备，此阶段重点关注各项业务之间的信息集成、数据共享、物流顺畅，需要全面、准确的企业刀具管理数据库的支持，涉及到刀具类别、编码、管理信息、状态数据、数据交换等方面的内容。此阶段的业务活动与资源计划、生产管理、制造执行等业务环节紧密地关联在一起，如图3所示。最终，实现“在正确的时间、将正确的刀具、以正确的数量、送到正确的地点”的目标。

图3 刀具准备相关业务环节 

　　1.2.3 现场刀具加工使用阶段

　　此阶段的主要任务是根据刀具技术方案及刀具准备结果，完成刀具加工使用过程，积累实际使用数据。此阶段需要完成刀具在机床上的正确安装、调整，正确设置参数补偿，实时监控刀具状态、加工质量，完成实际的加工任务，并将刀具使用情况反馈到企业刀具应用数据库中。也可以在现场进行专门的刀具切削试验，优化刀具使用参数，并积累到企业刀具应用数据库中。

　　此阶段工作是刀具技术方案阶段所需依据的企业刀具应用知识、数据的重要来源，需要建立起规范的数据收集、反馈、积累机制。

　　此阶段的业务活动与现场管理、DNC控制、生产监控等业务环节紧密地关联在一起，如图4所示。最终，实现刀具切削加工、数据收集。

图4 刀具使用相关业务环节 

　　1.3 目前存在的主要问题

　　上述数控刀具管理业务是一个完整的过程，在理想的情况下，在完善的知识库、数据库、信息协调机制的支持下，实现数控刀具各项业务的紧密协同，是最佳的结果。然而，在企业实际生产过程中，目前在数控刀具管理各个阶段都还普遍存在一些问题，主要包括以下方面。

　　(1)缺乏对刀具应用知识、数据的有效积累、利用，选刀困难。

　　如上所述，刀具技术方案阶段的工作是源头，对整个数控刀具管理业务影响最大，然而也恰恰是在这个阶段，相关的工作最为薄弱，主要体现在：

　　·已有的刀具技术方案、应用经验停留在各种技术文件、技术人员的头脑里，没有进行整理、归纳，难以查找、共享。

　　·依靠翻阅纸质刀具样本、手册、生产现场查找、口头交流、个人经验等方式完成刀具选择，困难较大，合理性较难保证。

　　·偏重于对刀具一般日常管理方面信息的维护，普遍缺乏对刀具详细技术参数数据的结构化表达、描述，包括几何参数、切削参数、材料等，导致很难根据具体的加工要求去匹配适当的刀具。

　　(2)业务环节之间缺乏并行、协同，难以优化、效率较低。

　　数控刀具管理各项业务之间以及与其他相关业务环节之间在业务逻辑上是紧密关联，然而目前在企业以职能划分为主的分散管理模式中，各业务环节之间并行、协同性较低，难以实现在时间、成本方面的优化，业务执行效率较低，主要体现在以下方面。

　　·工艺技术人员不能准确、及时了解生产单位刀具存储、使用情况，刀具技术方案确定较难考虑实际的刀具状况，造成设计阶段和生产阶段刀具信息的脱节，加大了生产准备的难度，延长了准备周期。

　　·生产准备阶段，刀具计划、准备、存储业务与生产计划、任务安排之间脱节，易造成刀具库存居高不下，刀具准备周期长。

　　·刀具在生产现场的加工使用往往相对独立，与上层其他刀具管理业务的数据交换、数据反馈缺乏有效的手段，难以实现相关刀具数据的及时更新。

　　1.4 关键技术环节

　　解决上述存在的问题，加强数控刀具管理，需要重点关注刀具应用知识管理和刀具业务协同，其中涉及到一些关键的技术环节，简要说明如下。

　　(1)刀具管理模式变革。

　　传统的各自为政、分散式刀具管理不利于实现刀具应用知识的积累、共享，不利于实现刀具管理业务的协同，在针对具体业务采取具体技术改进措施的同时，都应该在管理模式上进行相匹配的变革，否则很可能只能局限在某一个局部业务的改进，不能对整体产生影响。促进刀具技术人员专业化、刀具数据统一化、刀具业务过程集成化，应该是刀具管理模式变革的方向。

　　(2)刀具应用知识库。

　　包括切削参数数据库、刀具典型应用数据库、刀具使用经验数据库等在内的刀具应用知识库，是企业最为重要的智力资产，需要借助相关的辅助工具，建立起知识收集、整理、归纳、管理的机制。而在企业外部，刀具厂商和研究机构则可以提供更为通用的刀具应用知识库，供企业参考。

　　(3)统一的刀具信息数据库。

　　通常来说，企业中的数控刀具种类多、数量大，包括通用、专用、进口、国产、非标等，涉及到不同的刀具厂商、刀具品牌，在分类、名称、参数描述等方面存在多种不同的表达方式，相互之间缺乏参照。不同的业务之间也有各自关注的各种管理信息。在这样的情况下，建立规范的数控刀具分类编码体系，实现刀具数据的统一表达和交换，建立统一的刀具信息数据库，就成为一项重要的基础性工作，必须重点加以考虑。

　　(4)刀具搜索引擎。

　　在刀具应用知识库、信息数据库的基础上，实现刀具搜索引擎，能够方便地根据加工的具体要求，如加工材料、加工方式、加工特征、尺寸要求、机床条件等，在刀具应用知识库和信息数据库中快速匹配、选择、组装恰当的刀具，这将是数控刀具管理最为重要的一个应用人口。

　　(5)数据获取机制。

　　建立包括切削参数、加工性能、刀具寿命参数、使用状态等在内的刀具数据的动态获取机制，是重点也是难点技术。通过实际生产、试验、仿真等手段，加强刀具标识与自动识别、实时数据采集、状态监控、数据分析与优化等方面的工作，不断采集、积累、更新相关的刀具数据，是优化数控刀具使用的关键。而加强与企业外部刀具厂商、研究机构的交流、沟通，及时了解新的刀具应用技术数据，也是一个重要的途径。