很多专用电子设备的研制生产不同于常规的型号产品科研程序(先研制、审核和定型，后批量生产)，因为这样设备形成交付使用的周期较长，不能满足需求。为了缓解这一矛盾，专用电子设备研制企业实际采用当型号产品研制到一定阶段时同时进行批量生产的方法，以压缩科研和生产周期。实际上，在数控车间采用研制和生产混线的方式，生产管理难度大，技术状态和质量问题较多，这些都对生产效率产生很大影响。
从整体看，专用电子设备结构件生产车间的效率是不高的，无论是从单台机床的利用率，还是从项目的及时完成率都存在较多问题，有较多的增效潜力。
1 原因分析
1.1 设计工艺技术与生产未能很好结合
在研制与批量生产交叉的生产模式下，电子设备生产具有技术难度大和技术状态不稳定的特点(包含设计图纸技术状态和工艺文件技术状态等)，并且在现有科研生产模式下，设计一工艺一生产没有很好结合，有一定脱节。这些将造成研制开发的技术难度高，对工艺要求、制造和装配以及调试都带来一定的困难，研制和生产周期延长。
1.2 核心数控技术是制约数控加工效率的关键
目前，生产现场数控机床不能开动的原因中有20％～30％是由于加工程序一时编制不出而等待。虽然采用了CAD／CAM软件编制程序，但数控编程人员欠缺数控加工经验，编制的程序不合理，直接降低了数控加工的效率。同时数控编程人员配置较少或数控编程人员对软件掌握的熟练程度差，都可直接影响编程的效率，增加机床的等待时间。
另外，在数控工艺技术方面，对相关的刀具技术、加工方式、加工路线和装夹方式等研究应用不足，都是影响数控加工效率的关键因素。
1.3 生产准备时间过长
比如目前不少企业的数控机床处于单机运行，依赖磁盘、U盘和计算机等传输NC程序。另外，由于缺乏完善的生产准备工作，没有对刀具、夹具和量具等进行事先准备，因而不得不使机床处于空闲等待状态。
1.4 生产管理流程生产布局等不合理
现有生产车间按工种类型布局，如图1 所示。
图1. 原有的车间生产布局图
下料集中在准备段的下料区域，铣外形集中在普铣和刨床区域，数控铣集中在数铣区域，钳工集中在钳工区域等。
各工序完成后，送交检验，检验合格，由周转员转入下道工序，直至所有工序完成。零件加工中按照工序顺序在车间来回周转。存在问题如下：
(1)物流路线太长，人员劳动强度太大，并且各工序之间的衔接过程存在许多浪费，造成生产效率低下；
(2)现有生产线的各工种过于分割和战线拉得太长，并且缺乏强有力的全局管理人员(需管理质量、技术、计划和效率等各方面)掌控，没有形成真正的专业生产线。零件上了生产线后，在各个环节很多时候是处于不受控状态，造成零件在生产线上走得很慢，往往效率奇低；
(3)缺乏目视管理，现场异常情况处理不及时，影响生产效率。
1.5 生产计划管理粗放落后
根据多品种小批量生产条件下，数控机床使用情况的统计结果分析，由于生产计划调度的不协调，引起的待工工时约占整个工时的50％以上。
2 提高效率的途径
提高数控化生产车间的生产效率，是一项复杂的系统工程，涉及技术和管理的许多方面。我们通过数控机床增效工程，从技术和管理方面系统地进行了一些增效工作，取得很大收获。
2.1 提高单台数控机床生产效率
针对具体零件、数控机床、典型材料、刀具和进行切削参数优化，建立切削工艺参数数据库，使这些参数的组合达到最优化，提升数控机床加工效率。目前主要采用数控加工仿真优化方法，对“主轴+刀具+工件”构成的数控加工工艺系统，进行系统模态参数测试和切削过程动力学仿真计算，获取切削力、切削转矩、主轴功率和切削稳定域等力学信息，实现对数控加工参数和工艺的优化选择。
2.2 促进技术与生产更好结合
通过各种技术和管理调整，使技术与生产更好地结合，包括设计与工艺的结合，工艺与生产的结合，设计、工艺与生产的结合。实际工作中采取以下措施：
(1)采用并行工程，让工艺技术员早期介入设计，提高设计的工艺可行性，提高设计质量；
(2)实施面向制造的设计工程(DFM)；
(3)促进和加强设计师、工艺技术员、操作工人的沟通和交流。
2.3 通过流程再造优化等管理措施提高效率
依据精益生产的成组和流水原理，按照流程再造和流程优化的思路，按照典型零件的工艺流程对车间生产布局进行调整，组建U形生产线，布局改进后某U形生产线平面示意图如图2所示。
图2. 布局改进后U形生产线平面示意图
零件加工时按工序流程在生产线的各设备中以U形顺序移动，避免了以前车间的生产线布局中，各工种分隔较远，工序之间周转路径太长，既浪费体力也浪费时间的缺点。
同时，对生产线中相应的技术、计划、质量和操作等岗位职责重新进行了定义，减少了很多中间环节，提高了效率。
U形生产线达到以下目标：(1)缩短制造周期；(2)减少或消除数据输入时间；(3)减少或消除作业转换中的文书工作；(4)改进产品质量，减少次品；(5)缩短物流距离；(6)实现信息及时传递和共享；(7)加强计划和生产密切联系；(8)各司其职，职责分明，减少中间工作衔接部分因交接而造成的时间浪费。
另一方面，进行工业工程研究与规划，提升效率。
2.4 通过信息化手段提高效率
主要通过实施车间制造执行系统(MES)，采用信息化手段提升管理水平，提高效率。
实施MES项目后，其经过优化的生产排产调度有以下优势：(1)平均减少制造周期时间45％；(2)一般减少数据输入时间为75％以上；(3)平均减少半成品24％；(4)平均减少引导时间27％；(5)平均减少产品缺陷18％。
针对电子行业的生产特点，MES项目应达到以下目标：(1)实现车间生产进度、物料状态、加工信息的实时反馈、查询与监控；(2)实现生产信息的综合查询，为生产作业加工提供准确的信息支持，从而提高生产过程的产品齐套性；(3)实现生产计划合理编制、调整、跟踪、查询及反馈；(4)建立集成、可扩充的生产管理环境；(5)实现生产管理业务流程的优化，提升企业的生产经营管理水平；(6)实现整个生产过程信息的透明化，为后续任务提供实时、准确数据支撑。
2.5 新技术新工艺提高生产效率
通过引进和采用多种技术和工艺方法来提高数控切削加工效率，减少生产辅助时间，包括：(1)引入高速切削技术；(2)快速编制合理优化的数控程序，引入程序仿真和优化技术；(3)采用各种高效率的数控刀具；(4)采用可快速装夹和组装的组合夹具系统；(5)乳化液和刀具等的离机准备，减少机床待机时间；(6)开展高效率的插铣等技术试验；(7)引进自动对刀技术；(8)引进自动检测技术，减少质量检测等待时间。
3 结束语
专用复杂电子设备在向小型化、微型化和复杂化方向发展，生产企业陆续引进了很多相关的工艺技术和先进生产设备，如何利用好这些生产装备，应从技术管理和生产管理人手。
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