如何提高板材数控下料的利用率，这个很有用

1.概述近年来，钢材利用率的高低反映了企业的管理水平，也是影响钢结构制造厂经济效益的主要因素之一。目前，发...

1. 概述

近年来，钢材利用率的高低反映了企业的管理水平，也是影响钢结构制造厂经济效益的主要因素之一。目前，发达国家同行业的钢板下料，材料利用率已达75%以上，国内企业一般只有55%～70%，差距较大。对年耗钢板数千吨的企业来说 ，材料利用率若提高10%，每年就可节约数百吨钢材，经济效益十分显著。因此，挖潜降耗，降低生产成本，成为企业管理的一个重要方面。

提高钢材利用率的工作是一个系统工程，涉及技术、生产、物资等各部门，既有管理因素，又有技术因素，而管理是重点。由此可见，提高板件数控下料的利用率势在必行。

2. 合理采购板材

（1）购买定尺板

目前我厂主要生产液压支架，由于产品架型不一，零件形状不规则，零件面积有大有小，所以给数控切割排料计算带来的工作难度加大。以25mm的板厚为例，现在我集团公司所使用25mm钢板的大零件有掩护梁、顶梁、底座体及顶板等，假若用购买回来规格是2100mm×8000mm的钢板下掩护梁，而下料排列最大宽度只能达到2000mm，且长度要10m以上才能出两套，这样就会剩余一个料头，只能用来切割小的零件；还会有一条8m长、100mm宽的窄条被闲置浪费，并且100mm宽的板材也不好再利用，基本上相当于废品。若提前通过排料，可预订宽2000mm、长10m以上的钢板来切割下料就可避免上述情况，可见若能根据实际切割排列方式购买固定规格板材，将减少很多不必要的边角料浪费。

（2）注意钢板购买时的质量

尽量不要购买已经生锈或已经变形弯曲的钢板。弯曲变形的钢板会加大切割难度，容易造成切割质量差，并且切割完毕后需要大锤敲打校形，影响产品外观并增加制作工时，耽误生产进度。严重变形的，只能够当废品处理；若钢板生锈，则在切割过程中，很容易出现断线，切割面不平等现象，并且锈铁的熔点高于钢板，在切割时会不断地炸出小铁屑，严重时会直接烧伤、炸伤割嘴，造成不必要的耗材损失。

3. 合理排料

结合实际生产情况，分厂技术人员从以下几个方面做了要求：

（1）实行每张钢板一个排料图  

在实施以前，都是把图样分给操作工，操作工现场拿图干活。当然，操作工首先考虑的是开枪率，这样就造成剩余大量的料头料边，即使能二次利用，也造成很大的浪费。自从实行按每张钢板尺寸进行排料后，技术人员排料时在考虑利用率的同时也做到兼顾开枪率，并要求一次尽量把钢板全部排满，不剩料边、料头（见图1），并要求操作工严格按照排料图进行施工，这样既提高了材料利用率，控制了成本，又利于现场管理。（2）滚动套料切割  

传统的切割方式已经不能满足目前我公司的生产现状，对于数量多而复杂并且形状极不规则的零件，当前批量没有相同材质的活件套料更是一个难题。我们采用多个批量滚动套料，预先将难套料活件在多个批量中寻找合适的活件搭配套料，这样有效避免了局部套料和局部切割产生的大量剩余材料，并对剩余钢材进行重复套料和使用，使大量剩余钢材得到再利用。这种方法应用到我公司所有零件的实际切割中，所节省的钢板和耗材不可估量。

（3）共边切割  

共边切割是节省切割耗材最有效的方法。在我公司长直线边的零件还是很多的，如各种矩形板件、窄长三角型活件（滑道）等。采用原来的切割方法时，材料利用率非常低。而采用共边切割，仅使用一次穿孔，就完成几个零件的连续切割（见图2），在提高了生产效率的同时，也为公司创下可观的经济效益。（4）实行排料图明细与工时小票统计制度  

在实行排料图明细与工时小票统计制度以前，一张钢板上能下多少活件，适合下什么活件，只有已成事实，才知道这张钢板上活件合适不合适，下了多少活件。自从实行排料图明细与工时小票统计制度， 排料图上有了各种活件的明细，下的什么活件，有多少种类，每种活件多少数量，都一览无余，员工上报工时的同时要上交排料图，这样既利于材料的管理，又给活件的数量控制提供了依据（见图3）。4. 利用率的核算

由于每张排料图上明细栏的活件种类繁多，用计算器算起来利用率比较麻烦，并且容易出现错误，为了提高准确率，我们用VB、C语言做了一个针对材料利用率算法的程序（见图4）及折弯活件中性层算法的程序，既提高了速度，节省了时间，又提高了材料利用率计算的准确率，并且可以明确地知道每张板的利用率是多少。当排出的利用率低时可以询问同事，看有没有更为合理的排料方法，集思广益提高材料利用率。由图5的材料可看出，明显B要比A排料更合理、利用率要更高一些。

5. 管理过程

只有转变观念，认真做好基础管理工作，改变生产组织方式，加强对余料的管理与利用，才能向管理要效益。

建立高效实用的生产管理系统如下：

（1）生产管理  

第一，生产管理包括生产计划和材料计划的编制和分解、生产调度与动态跟踪，完工与作业统计。焊接工艺中的工序流程、材料定额、工时定额三位一体正是生产管理的基础数据，采用计算机将三者融为一体，资源共享，较快地通过计算机进行生产计划和材料计划的编制和分解，以及生产设备的使用率统计，从而尽快地做好生产准备，提高设备利用率，搞好均衡生产，减少制品积压，缩短生产周期，提高材料利用率。

生产管理过程：将下料零件全部计入计算机管理，在进行生产准备的同时，根据材料库的材料供应情况，下料零件的形状大小和数量及各种下料方法的特点，进行充分细致地套排下料的预排分析比较工作，及时选用代用材料，最终形成最佳的钢板下料生产作业计划。

第二，余料管理。在生产管理子系统中还应有计算机进行余料管理和下料零件的仓储管理，建立车间专人负责管理的余料库，分材质规格堆放，防止混料。充分利用各种形状的余料，对余料进行专门编程套排下料，建立车间专人负责管理的零件库，堆放下料后不立即使用的零件，以此提高材料利用率。

（2）对技术部门（设计、工艺）的要求   

第一，设计选材规范化，减少材质和规格的种类，为生产组织提供有利的条件。

第二，制定抗拉强度为600MPa以下的材料（有热处理等特殊要求的例外）均可采用高代低使用的规定。虽然单个零件成本上升，但因利用了高强度钢的余料，实际是降低了成本，这一点在实际工作中很实用。

第三，在不影响强度和性能的前提下，允许个别形状复杂的零件断开下料。这样容易套料且活件和活件配合套料时不易留太大空隙，不会有太多小活，这样既提高了材料利用率，又提高了生产效率。

第四，建立准确实用的钢板下料定额管理系统。建立按生产台份、分材质规格，到具体落实钢板数量的动态管理模式。

6. 结语

总之，提高下料的材料利用率方法不仅限于以上几种。因此，只有重视技术和管理的有机结合，重视生产过程组织管理机制的合理化，建立计算机辅助焊接工艺和生产管理系统，才能有效地提高下料的材料利用率，使企业管理水平跃上新台阶，促进企业的技术进步，创造最佳的经济效益。

本文刊登于《金属加工（热加工）》2013年20期

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