1.刀具管理的意義及其面臨的挑戰

　　機械制造業的生產過程涉及大量的機械加工，特別是金屬切削加工所加工產品的尺寸、形狀、位置精度、表面形貌等都與刀具有關，刀具的性能、質量及其管理直接影響到能否順利加工出所需要的合格產品，影響到加工節拍和生產效率，影響制造成本的控制和降低，關系到制造型企業的核心競爭力，這在汽車制造業中表現得更為突出。

　　(1)汽車制造業中刀具發展和應用的新特點

　　現代汽車制造業的機械加工及其所用刀具技術近年來發展特別快，高新技術被大量采用，在加工工藝、切削方式、刀具結構、刀具材料、表面工程等方面都已有了與過去傳統機械加工很大的不同點，首先是大量采用柔性加工生產線，采用高效、高速切削，各類數控加工中心機床被大量采用，與此相應的是超硬刀具如CBN(立方氮化硼)、PCD(聚晶金剛石)刀具和新型硬質合金刀具被大量采用，由表面工程和摩擦學技術發展所獲得的各種新型涂層應用在刀具表面，新的刀具結構和具有新型切削刃和幾何形狀的刀片被不斷研究和開發出來，適應數控機床和高速加工需要的刀具夾持及其與機床的連接件如HSK刀柄、熱套刀柄、液壓刀柄等以及其他新型刀柄獲得廣泛應用。為提高生產效率和減少換刀時間在汽車零部件的加工中越來越多地使用了各種復合刀具，如鉆鏜復合、鉆鉸復合、鉆孔和螺紋加工復合等各類復合刀具，結構復雜的展開式刀具滿足了很多特殊的加工要求，有些刀具甚至已發展成機、電、液一體化的裝置，已遠遠超越了傳統的刀具的概念。刀具需要維護和保養，需要預調整和檢測，刀具壽命需要得到控制，需要有完善的系統和一系列的管理來確保生產線及時得到符合要求的、數量足夠的刀具，并在發生加工問題或刀具問題時得到快速的響應和支持，迅速分析和解決出現的問題，以使生產正常進行，并且包含刀具費用在內的制造成本應具有足夠的市場競爭力，所有這些都對刀具的管理提出了與過去不同的全新的要求。

　　面對機械加工和刀具技術的高速發展，面對現代汽車制造業既要柔性還要高效生產的挑戰，面對日益激烈的市場競爭和不斷降低制造成本的壓力，刀具的管理成為各汽車制造企業日益關注的熱點。

　　(2)刀具及其管理對生產效率的影響

　　刀具的性能與質量直接影響到能否順利加工出所要求的合格產品，刀具能否滿足高速切削的要求，刀具壽命如何及換刀頻次高低都直接影響生產線開動率，影響到加工節拍和生產效率，而能否按時和保證質量地將調整或修磨好的刀具提供給生產線又將直接關系到生產能否正常持續地進行下去。由于汽車工業中大量采用的是流水生產，上道工序的生產直接影響到下道工序的生產，而為了提高生產效率和降低生產成本，又采用了大量的式刀具及由此引起的非標刀具，因而一把關鍵的刀具特別是非標刀具如不能按時供應，就會如同串聯電路中一個元件損壞引起整條電路癱瘓一樣，會造成整條機加工生產線停產，而如果沒有應急措施或不能快速反應，還有可能造成總成裝配線甚至汽車總裝配線停產，由此可見刀具及其管理對汽車生產的重大影響。

　　(3)刀具及其管理對制造成本的影響

　　刀具及其管理費用在汽車零部件制造費用中占有相當重要的一部分。一般情況下，一個年產幾十萬臺發動機和變速箱的工廠，每年刀具費用可能會達到幾千萬乃至上億元人民幣。此外，刀具和刀輔具庫存還要占用大量流動資金。因此，降低刀具費用就成為了汽車制造企業的一項十分重要、迫切而又難度頗大的任務。而刀具費用的降低又與新刀具、新工藝、新技術、新材料的采用緊密相關，與刀具的采購、物流、調整、修磨、刀具質量控制、刀具優化等一系列的刀具管理工作緊密相聯。

　　刀具管理水平的高低直接關系到刀具的成本控制，刀具管理需要既能保證生產線及時得到符合要求的所需刀具，又能使庫存刀具數量保持在的必要水平上;使得流動資金的占用及其引起的財務費用降到;并能在發生刀具非正常消耗時做出及時和快速的反應，確保生產正常進行。

　　刀具消耗量與很多因素有關，需要具體情況具體分析。在看總的刀具消耗費用的同時，更重要的是看單件加工產品消耗的刀具成本,不僅要看直接的刀具成本，更要看刀具對生產效率的影響及其引起的總的制造成本的變化。新刀的性能、壽命及其采購價格對刀具費用的影響非常大，而可重磨刀具的數量、重磨次數及修磨費用高低對刀具的總成本也有著顯著的影響;同時，還要注意一次性設備和刀具投資與長期性刀具消耗費用之間的關系，有的項目有可能在項目規劃時節約了設備投資，卻采用了昂貴的刀具或不合理的切削參數，造成刀具壽命短以及長期的刀具消耗成本過高，需要綜合考慮和平衡。

　　2.刀具一體化管理的出現和發展

　　在現代汽車制造業中，刀具的管理已不再是簡單的采購刀具、庫存刀具以及等待生產線人員來領取刀具的傳統概念，伴隨汽車制造業大批量、柔性化生產和高新技術的大量采用，刀具的應用及其管理已發展成為一門專門的專業，它涵蓋了刀具規劃、采購、物流、調整、刃磨、修理、現場技術支持、加工問題分析和解決、刀具優化和刀具成本控制等多方面內容，需要有全新的理念和方法，有一套完善的體系來運作和控制，以期達到預定的目標。

　　(1)刀具一體化管理與傳統刀具管理的區別

　　傳統的企業管理中將刀具僅作為一種輔助性的工具來管理，與刀具有關的采購、物流、調整、刃磨、修理、加工問題解決、刀具優化、成本控制等業務分屬本企業內不同的部門分別管理，未認識到在大批量流水生產的現代化汽車制造企業中，特別是采用了高速、高效加工和柔性生產線以后，如何及時、按需、高效又低成本地向生產線供應高性能、高質量刀具與先進的刀具管理理念和刀具管理系統緊密相關，如無可靠、受控、有效的刀具管理系統，不僅不能實現高速、高效加工，而且有可能使生產的正常進行都成為問題，也有可能造成嚴重的產品質量問題和制造成本高昂。

　　近年來探索和發展起來的刀具一體化管理，充分認識到了與刀具有關的機械加工和相應的刀具準備是一個復雜的系統問題，系統問題就要用系統的觀點和系統的方法來解決，將與刀具有關的采購、物流、調整、刃磨、修理、加工問題解決、刀具優化、成本控制等相關業務統一在一個系統中，實現一體化的管理，以此實現統一指揮、協調、快速響應和高效運作，確保生產獲得可靠、有力的支持。

　　(2)刀具管理外包的應用

　　刀具管理外包是根據價值鏈和社會大分工及規模效益的理論，出于對市場競爭快速反應、提高效率、減少一次性投入、降低制造成本和發展與保持競爭優勢的需要，利用社會資源對刀具涉及的方方面面進行一體化的管理，對有關業務流程進行重新整合，實現資源優化配置，獲取差異化的競爭優勢，以求獲得更高的效率、更高的質量、更低的成本和的投資回報。

　　刀具管理外包于二十世紀九十年代初出現在北美的美國通用汽車公司，這時可以稱為刀具管理發展的第一階段，實行的是初級層次的刀具管理外包，第一階段的刀具管理外包僅負責刀具的采購和庫存管理。九十年代中期刀具外包管理的概念和做法逐漸傳播到歐洲、南美洲，隨后又傳到亞洲和大洋洲，出現了專門從事刀具管理的專職公司，如奧地利的TCM公司、美國FSS公司等。1996年在匈牙利的歐寶公司出現了現在意義上的較高層次的刀具管理，隨后在波蘭的大眾汽車公司、TRW公司等都開始應用刀具外包管理。

　　這期間，北美的汽車制造企業更廣泛地推行了現代刀具外包管理，2000年，美國通用汽車公司決定在所有的動力總成新項目中實行第二階段的刀具管理外包，在第二階段的刀具管理外包中，刀具管理外包供應商不僅要負責第一階段刀具管理外包所要承擔的全部工作，還要負責刀具的調整、修磨和工程方面的工作。目前通用汽車公司已有多個工廠實施刀具管理外包，如Flint Engine South，Warren Transmission，Silao Engine Plant，Ypsilanti Transmission等工廠。

　　隨著汽車市場競爭的激烈和刀具管理對現代汽車生產的重大影響為越來越多的汽車制造企業高層領導所重視，越來越多的汽車制造企業開始重視刀具的一體化管理，試圖在刀具管理方面作出新的探索，包括應用刀具管理外包這種模式。上海通用汽車公司從建設初期就規劃并采用了刀具外包管理，上海合創企業公司與美國Valinite刀具公司合作承擔了上海通用汽車公司動力總成廠的首期刀具管理任務，2002年起TCM中國公司在中國第一次以按單件工件加工所需刀具費用的方式承接了上海通用汽車公司動力總成廠的刀具管理任務。隨后德國藍幟公司也承接了大眾汽車變速器(上海)公司的刀具管理任務。國內已有相當一部分工廠正在考慮或已開始著手采用這種新的刀具管理模式，如一汽大眾、上海大眾、奇瑞汽車、上汽通用五菱甚至韓國的汽車公司都曾組織力量研究和了解有關刀具一體化管理的經驗，有的也準備采用刀具管理外包這種模式，如現在上海大眾動力總成有限公司已采用刀具管理外包，上汽通用五菱也正著手實施刀具管理外包。

　　(3)刀具一體化管理的不同模式

　　刀具一體化管理可以有不同的實現模式，可以通過外包的方式實現刀具一體化管理，也可以由需要刀具管理的企業自營一體化管理，也可以通過由發包企業參股設立的刀具管理公司來進行，其共同點是要實現統一、和諧的系統，并要確保該系統受控和高效運轉。不同的模式各有長處和短處，需要依據企業的自身情況和戰略考慮，采用最有利于提高企業核心競爭力的做法。

　　刀具一體化管理的不同的模式，各有其特定的應用條件，關鍵是要適合本企業的內、外部條件，具體情況具體分析，采取相應的對策，以達到預期的目標，獲得理想的效果。對于采用哪一種模式進行管理，需要綜合考慮多方面的因素，如項目的性質、企業的供應鏈管理方法、建立和更新過程的成本、刀具方面設備的投資、人力資源的考慮和安排、物流成本、刀具庫存成本的考慮和死庫存風險的大小、設備維修的成本、對由于刀具供應或刀具質量造成的生產損失的風險控制等，還要考慮外包市場的成熟度和可供選擇的外包供應商的數量和質量等多方面情況。

　　刀具管理的概念和創新正不斷向深入發展，在管理模式上、管理方法上、控制機制上、績效評估上都有很多問題需要回答，需要進一步的探索和實踐。

　　3.刀具管理的發展趨勢和進一步的探索

　　刀具管理所具有的重大意義和所面臨的挑戰，要求繼續對刀具一體化管理進行探索和創新，研究分析比較不同模式的特點和實施方法，探索通過刀具管理進一步提高效率和降低成本的途徑和方法，探索進一步增強對刀具管理系統實行有效控制的機制和手段，進行技術創新、管理創新、體制創新和機制創新，創造新的理論和經驗。

　　(1)刀具管理中精益生產理念的貫徹

　　面對當前激烈的市場競爭，各機械制造企業特別是汽車制造企業都把提高效率、降低成本作為最重要的任務和目標之一，而精益生產的理念和生產方式就是實現這一目標的最有效的手段。精益生產的一個核心理念就是消除一切浪費，現在很多的汽車制造企業都已按照精益生產的方式來規劃和組織生產，這就對刀具管理提出很多新的需求，同時刀具管理本身也需貫徹精益生產的理念，實現體現精益思想的刀具管理。

　　汽車生產實現精益生產后，按照拉動式方式組織生產，中間庫存和在制造品都會變得很少，加工中使用的刀具如果出了問題又不能及時得到解決，就有可能由于影響一道工序的生產變成影響整條生產線的生產，嚴重時還有可能造成總裝線的停產，所以刀具管理承受的壓力就變得更大，必須通過有效、科學的管理，確保刀具的按需供應和刀具的性能優良及質量穩定可靠，同時還要設法使刀具的性價比提高，不斷降低刀具成本和刀具管理的成本。

　　而為了滿足這些要求，刀具管理本身也要實現精益的管理，其中很重要的一個方面是如何科學地組織刀具的采購和包括庫存管理在內的刀具物流。需要研究和探索如何在確保生產線正常運轉的情況下降低刀具的庫存資金占用、優化刀具的庫存設置、刀具的采購起始點、刀具的合理采購頻率和采購批量，建立有效的刀具預警機制、應急機制和快速響應機制，有科學有效的方法跟蹤、監控刀具庫存狀態和采購狀態。需要根據消除一切浪費的精益生產的理念，對設的利用、人力資源的安排、包括刀具收送刀和調整及刃磨等在內的刀具物流的路線不斷地進行優化和及時調整，重構相應的流程，同時需切實實施刀具有關設備和檢測儀器的預防性維護，以確保貫徹了精益理念的刀具管理工作對實施了精益方式的生產提供有效可靠的支持。

　　(2)滿足高速加工和高效加工的要求

　　切削采用了高速、高效加工，理論上應能提高生產效率，但對于實行了流水生產的汽車制造業來說，能否真正達到生產效率的提高還需要通過刀具管理對以下幾方面因素加以控制：

　?、俚毒吣陀枚燃皳Q刀頻次高低、換刀時間長短直接影響機床開動率，需高度重視刀具壽命的合理設定和換刀控制，需要考慮如何在換一臺機床上的各把刀時，使生產線設備的停機時間最少，還要考慮刀具磨損到何種程度時進行換刀可獲得較好的刃磨效果和最長的總體刀具壽命。

　　②切削參數提高后對刀具要求的提高及其價格的變化對總的制造成本的影響，要考慮刀具成本變化與生產效率變化帶來的制造成本之間的綜合平衡。

　　③生產線上各臺設備能否達到同樣的效率，否則高速加工帶來的高效率由于生產線上某些設備的瓶頸效應，仍然不能實現。

　　④高速加工刀具的預調整和檢測極為重要，調刀一次合格率對生產效率的影響很大，需通過完善的質量體系對其加以保證。

　?、菁訌妼Φ毒叻钦Ｏ牡念A防和控制，注意設法控制有可能造成刀具非正常消耗的各個變量，如工件的毛坯質量、機床的穩定運行、切削液的控制、刀具及其涂層的質量穩定性和一致性等等，采取各種必要和有效的控制和預防措施。

　?、藜訌妼秃鲜胶驼归_式刀具的管理，建立類似于設備維護保養那樣的刀具維護保養制度，定期對結構復雜的刀具進行拆檢、清洗、潤滑等工作，進行預防性維護保養。

　　(3)適應現代制造業信息化發展的要求

　　適應現代制造業信息化發展的要求，刀具管理的信息化和網絡化正在快速發展，一方面是現代制造企業的信息化管理要求將刀具管理納入企業的信息系統中，另一方面是刀具管理本身越來越需要先進的、可靠的基于計算機技術、網絡技術和信息技術基礎上的刀具管理信息系統提供強有力的支持。

　　刀具管理需要建立起包括有關刀具的技術信息、應用信息、商務信息和管理信息等在內的完整、準確的數據庫，刀具管理需要實現采購、物流、調整、刃磨、生產線之間的網絡化通訊與管理，調刀設備與加工設備之間在必要時進行直接的刀具信息交換，實現實時的刀具壽命設定、換刀控制和性能跟蹤以及刀具成本分析的控制，并實現現場、備刀、庫管、采購、修磨、技術、圖紙及文件控制和更改等刀具有關的各個方面的交互聯系、動態跟蹤和及時的反應與控制，還要實現與企業其他有關部門的聯系和協調管理。

　　由此可見，對刀具管理信息系統的要求是很高的，其不僅需要處理很多管理類型的信息，還需要能夠處理很多技術類型的信息。目前國內外已有的很多ERP 軟件，擅長于處理企業管理的很多方面的事務，可是還無完善的能處理刀具管理這個特殊領域的模塊，而一些信息公司包括一些刀具制造公司開發出的一些專用的刀具管理軟件，目前還不完善，其與企業的ERP軟件的連接也有待開發和改進，這方面還有很多工作要做，但這將是刀具管理中極為重要和具有極大發展潛力的一個領域。

　　(4)系統工程方法的進一步應用

　　由于切削加工是一個系統問題，工藝的變化、機床、夾具、切削液、切削參數都對刀具的壽命有著顯著的影響，而影響加工性能的刀具本身的結構形式、刀具的材料、表面涂層等的確定又與工藝、切削參數、切削液等緊密相連，刀具的選用包括刀具供應商的確定，都必須經過切削試驗，經過切削試驗后確定的刀具及其供應商，非經嚴格的試驗和審批、控制流程是不能隨便更改的，這種種因素都影響到刀具的消耗和成本，對不同的產品、不同的加工工藝、不同的生產設備等所組成的系統的刀具成本進行比較也很不容易。

　　系統的問題必須用系統的觀點和方法來分析和解決，所以刀具管理需要更注重采用系統工程的方法來分析和解決與刀具有關的機械加工問題，更注重組織和協調管理，與工藝、設備、夾具、工件毛坯、冷卻液、刀具供應商、涂層服務商等多個方面進行協同工作，刀具的材料、結構、表面涂層和從切削部分、夾持部分直至與機床的接口部分的各因素及其與其他因素的相互作用和關系將被聯系起來分析和研究，以發現問題的原因和尋求控制措施，獲得新的解決方案。

　　需要高度重視項目規劃投資階段的刀具方面的工作，近年來的工作實踐和國內外的經驗都表明，一把價值幾萬元的刀具有可能影響一臺價值幾百萬元的設備的效率的發揮，工藝規劃階段對刀具的設計和安排在很大程度上決定了生產階段的制造成本和刀具費用。需要設法探索如何在項目的規劃設計階段就對刀具的設計選用加以更有效的管理和控制，并向設備供應商和刀具供應商提出項目投產后對刀具的耐用度和有關使用成本的基本要求，對投產后生產中將發生的刀具費用和制造成本在項目的規劃階段就有預測和控制，這將大大提高新項目實施后的技術經濟效益。

　　(5)刀具管理不同模式的進一步探索

　　出于市場競爭和力求獲得比競爭對手更低的制造成本的壓力，不斷地降本增效將是制造業和刀具管理所面臨的長期的任務和挑戰，刀具管理的哪種模式或哪種管理途徑及方法能更有利于迎接這種挑戰，更有利于達到預定的目標，將是企業管理者和從事刀具管理的人們所需要回答的問題，需要理論上的深入分析和研究，也需要不斷的實踐和探索。

　　在研究、分析和比較不同的刀具管理模式和方法時，一定要注意應用科學的方法，客觀、全面地考察和分析問題，例如，對于刀具成本的比較和分析就要注意，一是需將很多隱性的費用支出顯性化，包括需考慮是否有計入其他部門的與刀具及其管理有關的人力、物力、財力的支出未顯性表達出來;二是刀具管理對成本的影響還表現在對生產效率的影響、對生產柔性化的影響、對市場快速響應的影響以及企業組織、人力資源管理等的影響。

　　根據實踐的經驗和長時期的分析研究，刀具管理外包要能夠真正實現理論上所提出的各項益處，達到預定的目標，以下各要素是獲得成功必須注意的，其如何得到真正貫徹是需要實踐中作進一步探索的：

　　①刀具管理外包是企業的戰略決策，而不是一項權宜之計。高層次的刀具管理與機械制造企業的核心業務緊密相關，是否進行外包以及進行哪一級層次的外包都需要認真和全面的分析，需要有科學的分析評估方法和完善的外包決策機制。

　?、谟捎诘毒吖芾順I務的特殊性，刀具管理的發包方與承包方具有很高的相關性，雙方都需要切實貫徹雙贏理念，只要有一方在指導思想上和實際行動上違背這一原則，都會導至不能達到外包預期的目標，如何在實踐中真正貫徹雙贏的理念需要雙方的共同努力。

　　③為了使雙方都可以做較長期的打算和進行相應的投資，并有利于穩定員工隊伍和工作經驗及知識的積累，克服供應鏈中的薄弱環節，需要探討如何能建立較為穩定的合作伙伴關系又不致于形成過份依賴的途徑。

　　④承擔刀具一體化管理外包任務的供應商，是一家獨立的公司，可是由于刀具管理任務的特殊性，其在客戶現場的運作就相當于客戶的一個虛擬部門，必須按照客戶的各項指令，快速完成各項布置的任務，如何實施這一虛擬部門的運作和實現對其的有效控制是一個需要繼續探索的課題。

　　⑤如何運用系統工程和控制工程的方法來分析和解決刀具管理中遇到的種種問題，如何既保持高效率又不失去必要的約束和控制將是刀具一體化管理需要認真研究和思考的問題。

　　4.結語

　　刀具及其管理是現代管理科學與高新技術應用的有機結合，刀具及其管理對機械制造業的重要性、對生產效率和制造成本的重大影響正引起越來越多的機械制造企業高層管理者的重視和思考。在當今如此激烈的市場競爭中，科學、有效、不斷完善的管理，將顯著提高生產效率，有效地降低制造成本，使企業在激烈的競爭中處于有利地位。越來越多的機械制造企業正試圖改進對刀具的管理，探索新的刀具管理模式或管理方法，應用刀具一體化管理，試圖通過有效的刀具管理及其管理下的刀具優化過程，大幅度提高刀具的性能和壽命，提高生產效率和加工質量，顯著降低制造成本。刀具管理將發展到一個新的階段，刀具管理的理論和方法將得到不斷的完善，在實踐中獲得進一步的探索和發展。