汽車制造業(yè)模具二級預(yù)警機制數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建及應(yīng)用

摘 要：通過模具實物狀態(tài)的監(jiān)測數(shù)據(jù)和整合來建立二級預(yù)警數(shù)學(xué)模型，以預(yù)警值評判模具的在用狀態(tài)，使管理者通過篩選可以在第一時間掌控重點并對其采取必要的預(yù)防措施，通過預(yù)防性維護(hù)和預(yù)見性維修將質(zhì)量隱患消除在萌芽狀態(tài)。模具預(yù)警數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用可以顯著地提高模具的可視化及狀態(tài)的透明度，防止因模具問題而導(dǎo)致的中停、零部件不良品及成本損失等問題。

關(guān)鍵詞：預(yù)警值；預(yù)防性維修；預(yù)見性維修

中圖分類號：C931.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-291X（2013）09-0044-03

引言

模具是汽車制造企業(yè)在生產(chǎn)過程中最主要的工藝裝備，也是公司提升產(chǎn)品質(zhì)量、保障生產(chǎn)、降低成本的重要環(huán)節(jié)。但由于汽車公司模具數(shù)量較大，且在用狀態(tài)隨生產(chǎn)使用不停變化，模具管理者無法第一時間全部掌握所有模具的在用狀態(tài)，造成生產(chǎn)的中停、質(zhì)量損失和成本失控，因此可以建立二級預(yù)警數(shù)學(xué)模型，并求得預(yù)警值來評判其在用狀態(tài)并采取的必要的預(yù)防措施，可以較大幅度提高公司的經(jīng)濟(jì)效益。本文討論模具二級預(yù)警機制數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建及應(yīng)用過程，此種數(shù)學(xué)模型和管理模式已經(jīng)實施并取得了良好效益。

一、汽車制造業(yè)模具管理現(xiàn)狀

一般的汽車整車企業(yè)模具數(shù)量多者達(dá)幾千余套，投入使用的時間不一，使用頻次參差不齊，在用狀態(tài)各異，模具隱患基本憑眼觀及經(jīng)驗判定，沒有建立數(shù)據(jù)量化過程及采取措施的評判標(biāo)準(zhǔn)，小問題拖成大問題，問題之間又相互作用，同時由于管理者無法同一時間監(jiān)測到所有模具的使用狀態(tài)，不能準(zhǔn)確判定采取有效措施來預(yù)防，導(dǎo)致經(jīng)常因模具問題導(dǎo)致生產(chǎn)中停、零部件不良品和維護(hù)成本上升等損失。

經(jīng)過探查，造成模具影響使用效果的是模具本身狀態(tài)的保持度、后果損失可控度，使用壽命及已使用頻次、維修頻次及成本這四個方面，這些數(shù)據(jù)綜合起來能準(zhǔn)確反映出模具現(xiàn)有的狀態(tài)和管理者可接受程度，如何利用變量因子建立數(shù)學(xué)模型并將其量化，借以此來評判模具的現(xiàn)有狀態(tài)，這是設(shè)立模具預(yù)警數(shù)學(xué)模型的基本思路。

二、模具預(yù)警值的數(shù)學(xué)模型

上述關(guān)鍵因子的變化對于模具本身狀態(tài)屬于正向線性關(guān)系，而模具狀態(tài)隨著使用頻次的增多會逐步降低而構(gòu)成負(fù)向關(guān)系，因此設(shè)置如下數(shù)學(xué)模型：

V=S×I×T×U

其中，V為模具預(yù)警值，S為模具嚴(yán)重度（模具本身問題評價系數(shù)），I為模具已維修頻度及費用（模具實際維修次數(shù)和維修費用比重），T為模具后果評價系數(shù)（模具出現(xiàn)問題將會導(dǎo)致的結(jié)果），U為模具已使用系數(shù)（已使用頻次或設(shè)計使用頻次）。

按照模型，模具預(yù)警值的維度數(shù)據(jù)分辨（如表1～3所示）。

三、預(yù)警值變量的測量系統(tǒng)分析

從V值的數(shù)學(xué)模型和表1～3可以看出，I、U的數(shù)值為模具的實體狀態(tài)，屬于階段時間點的固定值，但表1、2的S和T值雖然設(shè)置了極為詳細(xì)的測量分級，但是否會由于測量者的不同而導(dǎo)致數(shù)學(xué)模型的失真和變異，以及整個預(yù)警值的不準(zhǔn)確，對此，利用6-sigma對是否因觀察者不同而產(chǎn)生結(jié)果變異進(jìn)行了測量系統(tǒng)分析。工裝預(yù)警值測量系統(tǒng)分析設(shè)計如下：抽樣方法為隨機抽取，樣本數(shù)量為20套模具，測量者為甲（管理者）、乙（使用者），重復(fù)次數(shù)為2次，分析方法為交叉方差分析，測量工具為塞規(guī)、千分尺、卡規(guī)、目視、尺子等，測量目的是要對嚴(yán)重度S、后果評價T是否隨測量者的不同而引起誤差進(jìn)行判定。測量結(jié)果（如表4所示）。

從上述合計量具 RR、再現(xiàn)性、可區(qū)分的類別數(shù)三個數(shù)值來看，掌握了基本測量方法的模具管理者和使用者，完全可以正確掌握并在現(xiàn)實中使用此數(shù)學(xué)模型并得出正確的預(yù)警值。但從數(shù)據(jù)中也可以看出，使用者因為責(zé)任和利益訴求的不同，有三組數(shù)據(jù)超過了可區(qū)分的類別數(shù)，需要反復(fù)的練習(xí)來提高測量過程的準(zhǔn)確性。

四、模具預(yù)警數(shù)據(jù)區(qū)間的判定及使用

根據(jù)使用經(jīng)驗，可以認(rèn)為50分為評判模具在用狀態(tài)的分界線，預(yù)警值的判定區(qū)間及使用如下：預(yù)警值V≥90時，采取報廢；預(yù)警值70≤V<90時，考慮復(fù)制；預(yù)警值50≤V<70時，予以重點關(guān)注，加強預(yù)維修和整改力度；預(yù)警值20≤V<50時，增加預(yù)防性維護(hù)，關(guān)注備件及深度檢修記錄及異常；預(yù)警值1≤V<20時，關(guān)注點檢作業(yè)及異常。模具管理者通過篩選，對每個區(qū)間的模具進(jìn)行分類，采取不同的措施。在模具預(yù)警值小于50分的情況下，可以通過模具維修班組的預(yù)見性維護(hù)，如更換備品備件，進(jìn)行深度保養(yǎng)，表面光潔處理等措施來完成。在模具預(yù)警值大于50分的情況下，必須采用預(yù)見性維修的方式來安排預(yù)維修、項修、大修的方式來保障模具的使用狀態(tài)，甚至對即將超過90分的模具進(jìn)行報廢和預(yù)復(fù)制。

在一個有基本保養(yǎng)、維護(hù)秩序的汽車企業(yè)，作為固定資產(chǎn)的模具都有班前班后點檢和額定頻次的深度檢修及質(zhì)量系統(tǒng)的事前（沖壓首件、末件檢驗）、事后反饋（裝焊退貨），可以得到所需數(shù)據(jù)。當(dāng)將每一階段的預(yù)警值套入?yún)^(qū)間，采取不同的措施來消除之后，可以重新對其進(jìn)行預(yù)警判定，并及時將預(yù)警值發(fā)生的變化進(jìn)行記錄。有條件的企業(yè)可以把預(yù)警數(shù)模應(yīng)用到固定資產(chǎn)的信息化系統(tǒng)中，以此為核心搭建信息化系統(tǒng)中的“單套模具全生命周期管理數(shù)據(jù)模型”，以此數(shù)據(jù)模型和模具在全生命周期中每一階段的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)作為對標(biāo)來反饋、考核和提高模具使用的整體效能。

結(jié)論

通過數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建思路、方法和應(yīng)用，可以看出，以模具管理者的視角對所有監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行整合計算，準(zhǔn)確掌控在用工裝現(xiàn)有狀態(tài)，通過預(yù)防性維護(hù)和預(yù)見性維修，既可以有序安排模具的各項業(yè)務(wù)，防止異常發(fā)生，同時也降低了維護(hù)成本。

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[責(zé)任編輯 劉嬌嬌]