冠捷SMT車間切換流程優(yōu)化

孫忠麗

【摘 要】對于全自動的生產(chǎn)車間而言，如何合理的安排人員的作業(yè)流程，以及建立一套完善的服務體系，降低切換的時間耗費，提高切換的效率和提高產(chǎn)能是一項非常重要的工作，對于企業(yè)提升經(jīng)濟效益也是至關(guān)重要的。本文結(jié)合了冠捷科技集團的SMT自動貼片車間的實際情況，以SMT切換流程為研究對象，運用IE基礎知識及質(zhì)量管理中六西格瑪?shù)南嚓P(guān)理論，對SMT切換流程進行分析改善，提出流程優(yōu)化的方案，實現(xiàn)切換流程的優(yōu)化，降低切換時間，提高切換效率，并最終實現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升。

論文先從了解SMT車間的整個概況著手，包括SMT車間的生產(chǎn)工藝過程、切換流程、及人員的配備等，然后運用六西格瑪?shù)腄MAIC理論的進行分析，找出切換流程中存在的問題，并加以分析，尋找問題的原因，提出改善的方案對策，且對改善后的方案加以控制，制定標準作業(yè)指導書進行過程的控制和標準化。

【關(guān)鍵詞】冠捷；SMT；切換流程；DMAIC

一、理論綜述

本次課題的研究主要運用的兩大理論，分別是程序分析法和六西格瑪DMAIC兩大理論。

（一）程序分析相關(guān)理論

1.定義

程序分析是通過調(diào)查分析現(xiàn)行工作流程，改進流程中不經(jīng)濟、不合理、不均衡的現(xiàn)象，提高工作效率的一種研究方法；

2.目的

程序分析的目的是改善生產(chǎn)過程中不經(jīng)濟、不合理、不科學的作業(yè)方法、作業(yè)內(nèi)容以及現(xiàn)場布置，設計出科學、先進、合理的作業(yè)方法、作業(yè)程序以及現(xiàn)場布置，以此提高生產(chǎn)效率；

3.種類與工具

程序分析的種類與工具主要有一下幾種，如表2-1所示：

4.方法

程序分析的方法主要有動作經(jīng)濟原則、ECRS四大原則、5W1H技術(shù)；

（二）六西格瑪DMAIC相關(guān)理論

在PCDA循環(huán)的基礎上，六西格瑪管理形成其獨特的業(yè)績改進模型——DMAIC。這是以數(shù)據(jù)為基礎的質(zhì)量方法，用于改進現(xiàn)有產(chǎn)品或過程，是實現(xiàn)六西格瑪目標的關(guān)鍵。DMAIC是六西格瑪管理的基礎，一切過程和活動都緊緊圍繞D、M、A、I、C展開。

1.D（define）——項目定義

六西格瑪管理突破性改進的成功，取決于項目的選擇。項目界定，即確定顧客的關(guān)鍵需求并識別需要挨近的產(chǎn)品或過程，將改進項目界定在合理的范圍內(nèi)，其主要內(nèi)容包括：識別潛在項目、評估項目、選擇項目、比較項目使命、挑選并確定項目團隊。

2.M（measure）——測量

測量，即通過收集和整理數(shù)據(jù)，確定過程的基線以及期望達到的目標，識別影響過程輸出Y的輸入x，并對測量系統(tǒng)的有效性作出評價。這一階段的主要工作是：測量業(yè)績并描述過程、數(shù)據(jù)的收集、驗證測量系統(tǒng)。

3.A（analyze）——分析

分析，即研究相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，尋找和確定過程的關(guān)鍵影響因素。這一階段應完成的主要任務是把握改進的問題，并找出改進的切入點，即績效結(jié)果的決定因素。這一階段要完成以下內(nèi)容：收集并分析數(shù)據(jù)、提出并驗證關(guān)于波動源和因果關(guān)系的假設、確定過程業(yè)績的決定因素。

4.I（improve）——改進

改進，即尋找優(yōu)化過程輸出Y，消除或減少關(guān)鍵因素x影響的方案，使缺陷或變異降到最低。改進階段是DMAIC過程顯示效果的關(guān)鍵步驟，這一階段主要完成的任務是：確定“關(guān)鍵的少數(shù)”根本原因、測試解決方法、解決方案程序化、測量論證結(jié)果。

5.C（control）——控制

控制，即將改進后的過程標準化，并通過有效的檢測方法保持已取得的成果?？刂齐A段是六西格瑪項目團隊保持改進成果的重要步驟，控制階段的主要目的是避免“突然”回到舊的習慣和程序上來。在這一階段主要的任務是：制定過程監(jiān)控程序，明確已經(jīng)做出的改變、制定應變計劃、聚焦關(guān)注點，集中在少數(shù)重要的測量上。

二、SMT車間切換流程的分析與改善

采用六西格瑪系統(tǒng)改進的方法對研究的課題進行分析，這里所運用的理論是在PDCA循環(huán)的基礎上，六西格瑪管理形成其獨特的業(yè)績改進?！狣MAIC，是一種以數(shù)據(jù)為基礎的質(zhì)量方法，用于改進現(xiàn)有的產(chǎn)品或過程，是實現(xiàn)六西格瑪目標的關(guān)鍵。

（一）冠捷SMT車間簡介

冠捷SMT車間是自動貼片生產(chǎn)車間，主要完成PCB的表面零件的自動貼裝，是PCB制造過程中必不可少的一道工藝，目前主要分布有32條SMT線體，車間線體的現(xiàn)狀如下圖3-1所示：

圖3-1SMT車間線體現(xiàn)狀圖（線體布局圖我還沒畫好，先用這張，我下次更新）

其工藝流程如下圖3-2所示：

圖3-2SMT生產(chǎn)工藝流程圖

（二）SMT車間切換流程簡介

1.切換工作安排

SMT車間切換分為三個部分，各部分由不同的責任人完成，他們需要完成很好的配合，共同為自動貼片機服務，建立一個完善的切換輔助體系，盡可能的將切換時間降低到最少，快速而高質(zhì)量的完成工單切換的任務。下表3-1是切換工作安排表，大概介紹切換時各部分工作的內(nèi)容及責任人。

表3-1切換工作安排表

2.切換流程

通過調(diào)查分析，繪出SMT車間在工單切換時的作業(yè)流程程序圖，如下表3-2所示：

表3-2切換作業(yè)流程程序圖

（三）SMT車間切換流程分析與改善

1.SMT車間切換存在的問題調(diào)查——D（define）項目的界定

（1）.項目的依據(jù)

通過調(diào)查SMT車間的異常時間損失，得到異常時間損失柏拉圖，如下圖3-3：

圖3-3SMT車間異常時間損失柏拉圖

從圖3-3中可以發(fā)現(xiàn)：切換損失占SMT車間異常時間損失的約40%，是最主要的異常損失，因此我選擇損失最大的項目進行改善，通過降低SMT自動貼片機的切換損失，提高SMT車間的產(chǎn)能及生產(chǎn)效率，進而提高SMT車間的UPPH。

（2）.項目的機會

目前福清冠捷SMT車間的平均切換時間需37.8min，而歷史最佳水平為21min，具體如下表3-3所示：

表3-3項目機會表

（3）.項目的目標

通過降低切換損失，由原來的37.8min的切換時間減少到25.2min。[【目標制定依據(jù)：在相同條件下比較，相對歷史最低水平下降75%，即37.8-（37.8-21）*75%=25.2min】]

2.SMT車間切換存在問題數(shù)據(jù)的收集——M（measure）現(xiàn)狀量測

測量，即通過收集和整理數(shù)據(jù)，確定過程的基線以及期望達到的目標，識別影響過程輸出Y的輸入X，并對測量系統(tǒng)的有效性作出評價。

通過觀察記錄，繪制SMT車間的切換流程甘特圖如下圖3-5所示：

圖3-5切換流程甘特圖

3.原因分析——A（analyze）分析

（1）.定義內(nèi)外變換時間——內(nèi)外分離

內(nèi)部變換時間：不停機器/設備就無法進行的切換準備作業(yè)，即必須停機作業(yè)的時間；

外部變換時間：即使不停機器/設備也能進行的準備作業(yè)，不必停機作業(yè)的時間；

根據(jù)內(nèi)外部變換時間的定義，將整個切換流程的各工作事項按內(nèi)外部變換時間分離，結(jié)果統(tǒng)計如下表示3-4所示：

表3-4內(nèi)外部變換時間定義表

從表中可以計算得出，整個切換流程的總時間未2950s，其中內(nèi)部時間占了整個切換時間的55.6%，而外部時間占44.4%。

（2）.定義八大浪費

八種浪費包括：等待浪費、搬運浪費、加工本身的浪費、庫存的浪費、動作的浪費、制造不良的浪費、管理的浪費、過多或過早制造的浪費等八種浪費。

根據(jù)八大浪費的定義，對SMT切換流程進行分析，存在的八種浪費如下表3-5所示：

表3-5八大浪費表

（3）.因果關(guān)系分析

通過對切換流程的調(diào)查分析，可以知道SMT車間的切換能力低下，造成大量的切換損失，因此利用魚刺圖對其進行因果關(guān)系分析，找出造成切換損失嚴重的影響因素。主要從人、機、料、法、環(huán)五個方面進行分析，具體過程如下：

圖3-6魚刺圖

通過因果分析可以得到人以及作業(yè)方法是影響切換損失的主要因素，針對人和作業(yè)方法進行進一步的分析，運用5W1H、ECRS四大原則進行分析。

首先，看能否有可以取消的工序；

其次，看能否將工序進行合并或重排；

再次，看能否將工序簡化；

最后，看能否使工藝過程更好。

具體分析過程如下表3-6所示：

表3-6問答表

（4）.價值分析VA/NVA

在因果關(guān)系分析找出影響切換的主要因素后，再進行價值分析，找出流程中那些對最終目的沒有價值的動作和事項，并加以分析改善，具體分析過程如下表3-7所示：

表3-7價值分析表

從上表中可以知道，只有“切換程序”、“換吸嘴”、“上Table”三項動作是存在價值的，這三項有價值的工作時間占總工作時間的比率即增值比（PCE）=10.89%，也就是說SMT切換流程周期效率為10.89%，是一個相對比較低的值。

4.提出改善方案——I（improve）改進

根據(jù)前面的分析，在找出主要的影響因素之后，進行消除八大浪費，再將內(nèi)部變換時間轉(zhuǎn)化為外部變換時間，即將一些需要停機作業(yè)的工作轉(zhuǎn)化為在不必停機下完成，最終實現(xiàn)一個流程的優(yōu)化。具體優(yōu)化方案如下：

（1）.消除浪費的改善

將“更換吸嘴”作業(yè)放在蓋上模組之前完成，這樣就可以減少一次“拉起模組60S和蓋上模組50S”的重復動作，可節(jié)省110S。

（2）.內(nèi)部變換時間轉(zhuǎn)化為外部變換時間

根據(jù)內(nèi)外變換時間定義表，并結(jié)合流程甘特圖，將內(nèi)部轉(zhuǎn)換時間轉(zhuǎn)化為外部轉(zhuǎn)換時間，具體措施如下表3-8所示：

表3-8內(nèi)外部變換時間轉(zhuǎn)換表

從表中可以看出，改善前的內(nèi)變換作業(yè)占用整個切換時間的55.6%，將部分內(nèi)變換作業(yè)轉(zhuǎn)化為外變換作業(yè)后，在降低整個切換時間的同時，也將降低了內(nèi)部變換時間在整個切換時間的比例，至此，切換時間由2950s下降到1420s。

（3）.優(yōu)化內(nèi)部變換作業(yè)——合理安排內(nèi)變換作業(yè)的順序和人員安排

第一、領班在切換時提前一點時間過來，避免等待浪費；

第二、領班在切換時提前一點時間過來，避免等待浪費；

第三、換吸嘴的工作安排在蓋上模組之前完成；

第四、隨著部分內(nèi)部變換時間轉(zhuǎn)化為外部變換時間，料控員職位也隨之取消，減少人力一人。

至此，換線時間已經(jīng)由最初的15min下將到理論的6.3min，極大的降低了SMT切換的時間，提高了SMT切換的效率，達到了理想的目標。

5.改進后方案的標準化與控制——C（control）控制

針對改善的結(jié)果進行標準化與后續(xù)的控制，制定標準作業(yè)指導書SOP，要求產(chǎn)線嚴格按照SOP作業(yè)，避免之前的不良現(xiàn)象“突然”回到舊的習慣和程序上來。

（1）.切換作業(yè)指導書SOP

根據(jù)改善方案，制定相應的作業(yè)指導書SOP，具體如下圖3-10所示：

圖3-10標準作業(yè)指導書

四、改善效果分析

在改善方案的實施后，需要針對本次研究的結(jié)果進行追蹤，對改善后的效果進行分析評價，主要從實際達成效益與潛在效益兩個方面進行分析評價。

（一）實際達成效益

本次課題研究基本上達成了初始的目標，切換的流程更加流暢，減少了許多不必要的浪費，切換總時間由最初的37.8min降到25.5min，明顯提高了切換的效率，同時在人力減少一人。由此給公司帶來了極大的益處，首先財務效益顯著，具體如下表4-1所示：

表4-1財務效益表

（二）潛在效益

在SMT切換流程優(yōu)化之后，不但切換的效率提高了，人力也減少了，公司的財務效益也有顯著的提高，另外，本次的課題研究的成效不單在于完成了原定目標，同時給公司帶來了潛在的效益，如提高了生產(chǎn)的柔性、降低了庫存、縮短了成品交貨期，這些都是潛在的效益。

五、總結(jié)

本文經(jīng)過一個多月的調(diào)查分析，運用了程序分析法和六西格瑪DMAIC理論進行研究，此課題有了一個初步的優(yōu)化方案，并實現(xiàn)了較好的改善效果，具體如下：

第一、切換的時間由之前的15min降到6.3min（不包括生產(chǎn)首片的時間），明顯得提高了切換的效率；

第二、人力減少一人（料控員）；

第三、流程更加的順暢，消除了不必要的浪費；

在改善方案實施之后的關(guān)鍵是完成控制，并且做標準化，將這些改善效果保持，避免回到初始的狀態(tài)。就整個分析過程而言，流程的優(yōu)化在于合理的安排人員的作業(yè)，合理的人力配置，消除不必要的浪費，減少無故的機器停止及工時浪費。

但本次課題的研究仍存在一些不足之處，例如：只從切換的時間上考慮，沒有從降低SMT整個車間的綜合切換次數(shù)上考慮；沒有完成合理的人力配置；沒有進行生產(chǎn)現(xiàn)場的進一步優(yōu)化布置。所以今后的努力方向主要從以下幾個方面：

第一、綜合SMT整個車間的線體特性與工單量大小，進行合理分配，盡可能將工單量小的工單集中安排在一條或幾條線條中生產(chǎn)，降低車間的物流強度，加快切換的速度；

第二、進行人員飽和度調(diào)查，綜合線條的重新布置，如并排線體可首尾相接，考慮兩條或三條線體共同配置一個操作員或切換輔助人員，實現(xiàn)一人多機作業(yè)。

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