知识管理在夹具设计中的应用范文

摘要：

随着企业的快速发展，如何将夹具设计知识进行有效的管理成为制造企业的一个难题。本文通过知识管理在夹具设计中的应用研究，对夹具设计知识进行搜集、共享、应用和创新，建立适合公司特点的夹具设计知识库，提升夹具设计的水平和促进设计人员的成长，实现设计知识的继承和传递，提高企业的新产品开发能力。

关键词：

知识；知识管理；夹具设计

随着机械加工技术的快速发展，给数控加工带来了巨大的挑战，对起连接工件与机床作用的夹具也要求越来越高。夹具一般属于非标准装置，需要根据产品的结构特点、生产实际进行设计制造。在夹具设计和制作时不但要保证新产品开发速度，同时要保证质量、提高生产效率和降低产品成本等方面的要求。如何避免夹具设计过程中的问题及缺陷，减少新产品开发中的风险，提高产品试制过程中的质量，成为很多制造企业面临的难题。由于夹具设计工作的一次性和复杂性的特点，设计人员在参与具体的产品开发过程中，积累了丰富的经验和多方面的知识，包含了许多的设计技巧和试制调试过程中的问题等。如果这些经验性知识不能及时地在企业内部进行传播，则企业的这些宝贵财富就难以得到广泛的利用，并将随着时间与人员的流失而受到损失。因此对夹具设计方面的知识管理研究，将设计人员的经验技巧得以显性化，使夹具设计知识能够得到传承增值，有助于提高夹具设计的效率和实用性，为新产品的开发提供必要的技术支持。

一、知识管理概述

随着信息技术和知识经济的快速发展，知识成为一个企业具有长期竞争力的保证，知识管理受到了广泛的关注，而且变得越来越重要。早在1988年，管理大师彼得•德鲁克就正式提出用“知识管理”一词来形容企业的“知识活动过程”，随着后续学者对知识管理的深入研究，其研究重点已经从定义、概念等方面深化到具体应用领域之中，细化到了各个不同的层面和角度。知识管理将知识作为对象的管理，是企业对知识的获取、转化、传播、分享、应用及创新的全过程管理，同时也是一种循环往复、不断积累、不断更新的知识积累过程。知识管理主要可分为4个基本功能：知识积累、知识共享、知识应用和知识创新等。知识管理过程如图1所示。夹具设计是典型的知识密集型活动，是一个可以继承和重用设计知识的过程。企业在长期的生产过程中积累了大量的设计经验和数据，但这些夹具知识资源存在分布极其不平衡的现象，主要集中在夹具设计经验丰富的少数人手中。结合知识管理的过程，重点解决知识的积累、共享、应用和创新的难题，成为企业高效、合理并充分发挥夹具设计知识的关键。知识积累是对现有夹具设计进行搜集、分类、整理和存储的过程。由于夹具设计知识的分散，不仅需要对夹具设计过程中的工艺、设备、刀具等多方面的显性知识进行积累，还需要对保存在设计人员头脑中的隐形知识进行搜集，特别是经验型、技巧型知识，往往是一个企业夹具设计知识的精华。

知识共享是通过知识的交流、扩展和融合的过程。夹具设计人员的个体知识是知识创造的基础，通过知识的共享使企业内部成员间的交流变得无障碍，从而使知识和信息能够得到最大程度的融合，将最需要的知识在合适的时间传递到最需要的人员。知识应用主要指共享的夹具设计知识的使用、挖掘和总结的过程。在知识共享的基础上，利用积累的知识去解决新产品开发中的问题，将以往的夹具设计经验教训传递给新人，避免错误的多次重犯，优化夹具设计方案，减少开发中的风险。知识创新的过程就是通过知识积累、知识共享和知识应用等过程相互作用，产生夹具设计各类新知识、新经验、新方法的过程。同时也是新一轮知识获取搜集的开始，对夹具设计知识应用实例进行总结，实现知识资源库的动态更新。

二、夹具设计知识管理过程

1.设计过程流程化夹具设计作为新产品项目开发中的重要组成部分，与工艺路线设计、加工设备等密切相关，对整个项目开发周期都有着重要的影响。规范夹具设计过程，明确各个环节的输入输出，规划不同阶段的重点工作，有助于提高夹具设计工作效率，实现设计过程流程化。首先在项目启动后，明确夹具设计任务，在加工工艺路线评审后输出《夹具设计任务单》，确定项目等级、工装类型、交付日期、图纸信息、工艺路线、加工设备、定位说明、防错要求等关键信息。同时通过签字、审核确认后的任务单，实现夹具设计信息的有效输入，避免无效的夹具设计工作。设计人员在接收设计任务单时，根据已编制的Checklist项点清单，核实工艺人员传递的设计任务是否清晰，夹具设计准备工作是否齐备。明确项目启动日期、工装交付、试刀件、调试等关键节点，确认加工图纸、铸件图纸、配件图纸、版本及数模等图纸信息，掌握定位方式、刻字打标位置、防错要求、制作数量等工艺要求。夹具工程师根据新产品项目开发要求，结合共享的夹具设计知识进行夹具方案设计。在方案设计完成后，召集工艺工程师、专家委员会等人员进行设计方案评审，输出评审意见表。重点关注定位尺寸一致性、机床接口正确、刀具无干涉等，确认点检夹具设计问题清单，避免以往问题的重复发生。最后根据方案评审意见，夹具工程师完成设计方案的优化后，进行设计图纸的输出、会签、审核及批准。在此过程中确认夹具编号是否正确、装配检测尺寸是否明确、易损备件库存制作等，提交液压缸、气缸等标准外购件采购清单。在完成图纸的受控、分发后，夹具设计工作结束，进入夹具制作阶段。

2.夹具设计标准化在对夹具设计知识积累的基础上，针对夹具设计开展标准化工作，以期更有效地进行知识的共享与应用。由于新产品自身结构的差异，夹具设计工作也就有各个不同的特点。因此在充分尊重产品差异化的基础上，开展设计标准化工作，归纳梳理设计工作中的共性部分，通过标准化要求规范设计人员的设计，减少重复性工作。夹具设计标准化主要从以下3方面开展：（1）夹具编号标识标准化：统一夹具编号标识，便于维护、查询和管理，结合生产开发现状，编制夹具编号规则，涵盖产品件号、夹具顺序号及工序字母缩写等。夹具本体上要求制作工装标识牌，填写零件号、客户资产号、夹具编号等信息，对工装标识信息尺寸进行标准化要求。（2）夹具接口、外购器件标准化：在夹具设计过程中，需要充分考虑与机床等的连接，便于实现夹具的快速换型。在设计知识的整理过程中，统一规范夹具的接口设计，避免夹具在应用中的连接问题。针对常用的液压、气压元器件等外购件建立优先选用清单，指导设计人员选用，减少备品备件库存。（3）制定企业夹具标准件库：针对企业常用通用的工具零件，制定企业夹具标准件库。通过企业标准件库的建立，一方面降低了工装设计过程中的工作量，另一方面也便于供应商准备库存，减少工装制作周期。随着工装夹具应用的不断扩展，企业夹具标准件库也进行改进优化、动态调整和补充。

3.夹具知识库的建立在夹具设计过程流程化、设计标准化的基础上，对夹具设计过程中涉及到的大量知识与基础数据进行积累、整理，充分利用长期积累的设计经验，构建实用性强的夹具设计知识库，更好地服务于夹具设计知识的应用和创新。夹具设计知识库总体结构如图2所示。夹具设计知识库主要包括设计流程、设计规范、基础数据和典型案例4个模块。设计流程模块针对夹具设计过程中从输入到输出各个关键节点要求，是用来指导夹具设计人员在各个阶段开展设计工作的具体要求。设计规范模块规定了在夹具设计中的具体项点设计和选用规则，包括夹具编号标识规则、材料选用规范、定位、夹紧、防错及接口设计等方面内容。其中重点对以往夹具设计经验教训进行归纳总结，制定建立夹具设计Checklist清单，实现对以往掌握在不同设计人员手中的知识点的收集，实现关键知识的共享和应用。基础数据模块整理了企业的机床、刀具信息、转台及辅助工具等参数数据，建立并定期更新企业外购件选用清单和企业标准件库，便于设计人员知识的查阅和使用。在典型案例模块，结合公司产品加工工艺特点，选出具有代表性的设计结构和夹具实例，供设计人员引用及参考，提高设计质量，缩短设计周期和避免设计资源的浪费。

三、结束语

当知识逐渐成为企业的一种重要的资源和竞争力来源时，通过对夹具设计过程中的知识管理进行分析，建立一个适合公司特点的夹具设计知识库，实现对夹具设计知识的不断积累、吸收和创新，提高夹具的设计水平和促进设计人员的快速成长。本文通过知识管理在夹具设计中的应用研究，使夹具设计知识在公司内部实现共享且具有继承性，防止夹具设计技术知识的流失，提高企业的新产品开发能力，推动企业的持续快速发展。

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作者：尚付成 谷春春 单位：中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 常州中车汽车零部件有限公司