一般来说，刀具费用在总的制造成本中所占比例约为3%～5%。在规模较大的制造企业中，刀具费用的水平可能还不足以引起企业高层管理者的重视。但是，基于整个生产活动的成本分析表明，与刀具采购、供应、管理、使用等流程相关的间接成本可能远远超过刀具本身的购置费用。这一认识促使许多制造商开始采用刀具全面服务供货(full-service supply)方式。此外，

　　另一个令人棘手的问题是：即便刀具本身的价值只有5万美元，但却可能影响到企业的每一条生产线或每一个柔性制造单元，刀具备货不全是制造企业经常碰到的老问题。许多企业指望通过车间刀具管理(shopfloor tool management)来解决这些问题。

　　但是，仅仅在车间管理层面上解决问题的努力其效果十分有限。显然，指望通过车间刀具管理来解决问题的观念将刀具管理与工艺设计(process engineering)割裂开来，理所当然地将刀具管理问题仅仅当作后勤供应问题来处理。考察一下车间经常面临的生产效率低下的原因，就可以发现上述观念的错误。影响车间生产效率的主要因素包括：

车间必须管理大量不同类型的刀具组件； 车间所用刀具来自多种供货渠道，刀具的品种规格存在明显的重复冗余； 刀具配置方案不一致； 将刀具数据输入车间管理系统的方式极易出错。

　　由此可见，造成车间刀具管理困难的许多因素早在刀具进入车间使用阶段之前即已存在。事实上，将近70%的车间刀具管理问题均源于工艺设计。由于刀具配置方案、刀具供货商、刀具技术规格等均在工艺设计阶段即已确定，因此刀具整个寿命周期成本的70%取决于前期的工艺设计。

　　基于制造企业将刀具应用(包括刀具寿命周期的全过程)从工艺设计问题变为了后勤供应问题这一现实，提出了一种全新的概念——刀具一体化管理 (integrated tool management)。在工艺设计阶段，刀具应用属于工艺创新的范畴。而在加工制造阶段，刀具应用则变为提高机床加工效率的驱动力。

　　设计和制造分属两个相对独立的领域，虽然可对它们各自的信息流进行优化，但一般来说，这两个领域彼此之间并不将对方视为自己的消费对象。设计环节难以为制造环节提供附加价值服务；反之，制造环节也缺乏将其经验与需求反馈回设计环节的渠道。刀具一体化管理的任务就是要为这两个相互分离的环节提供沟通手段，使其实现集成化，从而实现刀具的最优化配置。

　　一、刀具一体化管理的内容

　　刀具配置方案通常是以工艺文件的形式从设计部门移交到生产车间。刀具配置方案是以工程语言(包括图纸、材料清单、参数表等)来表达刀具信息的。一份特定的刀具配置方案要针对某一特定机床的某一特定主轴给出完成某一特定加工操作所需的配套刀具，还需要详细说明组装刀具所用的各种组件(包括备用件)。在发动机制造行业，平均一台加工机床需要配置30～50套刀具，每一套刀具中又包括了约230～350个组件。为如此多的刀具组件编制工艺文件，刀具工程师需要付出大量的劳动，而这些付出对于下游生产活动常常并无太大价值。

　　机床操作人员和刀具采购人员(或刀具全面服务供应商)需要从刀具配置方案中为他们各自的下游系统提取出相关的刀具信息。由于这些系统所需的大部分信息都是以非数字化形式提供的，因此信息的获取及录入只能在各种不同的操作平台上进行。下面是某些操作步骤实例：

采购部门编制刀具采购包(tool packages)——即用于生成采购订单的刀具材料清单。 车间刀具管理部门为刀具分配存储编号(storage IDs)，将其编入存货管理系统，并将刀具组件按易损件或耐用件、刀具按可返修刀具或不可返修刀具进行分类。 刀具准备站按照刀具配置方案组装刀具并进行加工预调(对刀)，并将刀具尺寸修正值输入机床数控系统。 刀具准备站对返修刀具进行检测，并生成故障报告。 生产现场成本控制人员对加工过程进行优化完善——即改变切削速度和进给率，或要求更换刀具——由此需要改变刀具参数，或重新设计新刀具。

　　研究一下实现上述操作步骤需要完成的相关工作。耗时较多的工作主要有以下几项：

搜寻加工所需刀具并研究以往的加工实例及其效果(包括与刀具供应商进行交流)：仅此项工作就可能耗费刀具部门50%的工作时间。 生成刀具采购包：每一个刀具采购包对应于加工机床的某一特定主轴。生成一个刀具采购包大约需要3天时间。 将刀具配置方案编入下游生产系统：按约每2分钟录入一个刀具条目的速度计算，将一个汽车传动器制造厂平均所需的15000种刀具编入生产系统大约需要500小时；对于一个汽车发动机制造厂，此项工作所需时间约为200小时。

　　由此可见，通过刀具一体化管理，在提高效率、节约时间方面所能实现的潜在效益相当可观。除此以外，通过刀具一体化管理，还可以提高工艺设计的质量，明显减少加工中使用的刀具种类。

　　既然刀具一体化管理与传统的刀具管理方法相比具有明显优势，为什么目前真正采用这种管理模式的公司(尤其是大规模制造企业)并不太多呢？最为常见的理由可归纳为以下几点：

刀具种类缺乏共通性。 不同系统的工艺文件相互隔离。 刀具图纸和技术数据未采用数字化形式。 缺少关于刀具性能的数字化信息。 缺少加工中实际在用刀具的相关信息。

　　对于大多数企业而言，由于没有建立与主要刀具供货商进行远程电子数据交换链接的供货商电子集成系统，加上企业本身存在的上述管理障碍，导致与外部刀具供货商的协作相当困难。此外，制造企业的工艺设计部门普遍缺少与技术合作伙伴(如刀具、机床制造商)进行技术协作所必需的适用通讯标准。

　　即使在已经采用电子数据管理系统和车间刀具管理系统分别为工艺设计部门和刀具供应部门提供有效技术支持的少数企业中，实施刀具一体化管理仍然存在许多困难。这是因为工艺设计部门综合了加工过程的所有相关信息，并将其集成到完整的刀具配置方案中。但在刀具供应部门，为了生成订货用的刀具采购包并将刀具数据编入下游生产系统中，又不得不对完整的刀具配置方案进行分解。此外，即使同属于一家公司，其设在各地的制造工厂对车间刀具管理的要求可能也不尽相同。