一種識(shí)別沖壓生產(chǎn)瓶頸的方法研究

姜 江

（上汽通用五菱汽車股份有限公司 青島分公司，青島 266555）

任何生產(chǎn)系統(tǒng)都存在制約輸出能力的環(huán)節(jié)，這些薄弱環(huán)節(jié)的輸出能力嚴(yán)重阻礙其他部分生產(chǎn)能力的發(fā)揮。生產(chǎn)瓶頸是指最受限的環(huán)節(jié)，是制約整個(gè)系統(tǒng)節(jié)拍提升和產(chǎn)量總輸出的工作步驟或環(huán)節(jié)，決定了整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。識(shí)別瓶頸的意義在于打破這種制約，運(yùn)用簡(jiǎn)單、高效的管理方法進(jìn)行瓶頸改善，提升生產(chǎn)線利用效率，提高輸出能力[1-2]。

在沖壓生產(chǎn)系統(tǒng)中，多條模具線在同一壓力機(jī)生產(chǎn)線上高頻率切換生產(chǎn)是沖壓工藝不同于整車制造其他三大工藝顯著的特點(diǎn)之一。流水線生產(chǎn)系統(tǒng)的瓶頸識(shí)別是按照查找操作時(shí)間最慢的工位的辦法來進(jìn)行?；跊_壓系統(tǒng)的自身特征，沖壓生產(chǎn)線的瓶頸識(shí)別以查找瓶頸模具線和瓶頸模具線的瓶頸工序?yàn)樗悸贰?/p>

1 識(shí)別瓶頸模具線

識(shí)別沖壓生產(chǎn)瓶頸，首先識(shí)別瓶頸模具線。沖壓生產(chǎn)線瓶頸模具線的選取由兩個(gè)因素決定，分別是輸出節(jié)拍差距和沖次比重。同一壓機(jī)生產(chǎn)線中，沖次比重大且輸出節(jié)拍與目標(biāo)節(jié)拍差異大的模具線，被定義為瓶頸模具線。

1.1 輸出節(jié)拍差距計(jì)算

沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)際運(yùn)行中，每分鐘實(shí)際輸出的沖次數(shù)用AsPM表示。

式中，總運(yùn)行時(shí)間是加工時(shí)間、各類停線時(shí)間及換模時(shí)間的總和，加工時(shí)間是在生產(chǎn)sPM下、無停線的純工作時(shí)間。而生產(chǎn)sPM（stroke per Minute）是為特定模具線設(shè)定在壓力機(jī)上的每分鐘沖次數(shù)，即設(shè)備無停線的連續(xù)工作節(jié)拍；綜合設(shè)備能力、模具性能等諸多因素，每條模具線的生產(chǎn)sPM一般不做變動(dòng)，可看作常量。所以，加工時(shí)間也是某時(shí)間段內(nèi)總沖次與生產(chǎn)sPM的比值。

進(jìn)行瓶頸模具線選取時(shí)，若以模具線AsPM的實(shí)際值與目標(biāo)值的差距來進(jìn)行衡量，具有一定的局限性。原因在于，單條模具線的AsPM是指從該模具線的上一條模具線最后一個(gè)零件下線到本模具線最后一個(gè)零件下線這一時(shí)間段內(nèi)的平均每分鐘實(shí)際輸出沖次；該時(shí)間段包含一次切換模具的時(shí)間。根據(jù)式（1），由于分母上“換模時(shí)間”幾乎為固定值，對(duì)于不同的生產(chǎn)批次，即使加工時(shí)間與停線時(shí)間的比率相同，總沖次數(shù)的大小差異對(duì)AsPM的影響也很大，進(jìn)而影響瓶頸分析。為了排除換模時(shí)間對(duì)結(jié)果分析的影響，瓶頸分析時(shí)，人們定義一個(gè)BsPM的概念。

BsPM是指從上一條模具線切換完成后開始，到本模具線最后一個(gè)零件下線的時(shí)間段內(nèi)、平均每分鐘實(shí)際輸出的沖次數(shù)，該時(shí)間段不包含換模時(shí)間。

因?yàn)槟硶r(shí)間段內(nèi)總沖次是加工時(shí)間與生產(chǎn)sPM的乘積，可得：

單一模具線BsPM的實(shí)際值可通過式（2），結(jié)合生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)得到。對(duì)于穩(wěn)定運(yùn)行的沖壓生產(chǎn)系統(tǒng)，目標(biāo)生產(chǎn)效率和目標(biāo)換模時(shí)間占比都是設(shè)定的常量，結(jié)合式（3），可得單一模具線BsPM的目標(biāo)值。然后，人們可以計(jì)算BsPM的差距比。

以某廠沖壓車間某生產(chǎn)線10條模具線為例，如表1所示，跟蹤某月實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，結(jié)合各模具線BsPM目標(biāo)值，可得BsPM運(yùn)行的差距比。

差距比的數(shù)值越大，表示BsPM實(shí)際運(yùn)行越優(yōu)，節(jié)拍輸出相比目標(biāo)值更出色；數(shù)值越小，表示BsPM實(shí)際運(yùn)行相對(duì)越差，節(jié)拍輸出相比目標(biāo)值表現(xiàn)較差；負(fù)值表示BsPM實(shí)際運(yùn)行低于目標(biāo)值。

1.2 沖次占比計(jì)算

計(jì)算各模具線在某時(shí)間段內(nèi)的沖次總數(shù)在該生產(chǎn)線總沖次中的占比，如表2所示。

表1 某生產(chǎn)線某月10條模具線的BSPM差距比

表2 某月某生產(chǎn)線10條模具線的沖次比例

1.3 瓶頸系數(shù)計(jì)算

將BsPM差距比與沖次比例相乘，得到該模具線的瓶頸系數(shù)。瓶頸系數(shù)最小的模具線，就是該生產(chǎn)線的瓶頸模具線。根據(jù)實(shí)際需要，可優(yōu)先選取前位瓶頸模具線。如表3所示，模具線1、2、4分別是該生產(chǎn)線的前三位瓶頸模具線。

表3 某生產(chǎn)線10條模具線的瓶頸系數(shù)

2 識(shí)別瓶頸工序

篩選出瓶頸模具線后，再進(jìn)行瓶頸工序的選擇。將瓶頸模具線的停線記錄按工序匯總，累計(jì)停線時(shí)間最長(zhǎng)的工序優(yōu)先被識(shí)別為瓶頸工序。

以模具線1為例，如表4所示，經(jīng)篩選累計(jì)，OP30停線時(shí)間（25min）最多，是該瓶頸模具線的瓶頸工序。因此，為了解決該模具線的問題，人們應(yīng)首先集中攻關(guān)力量解決OP30發(fā)生的停線問題。

表4 瓶頸模具線1各工序的停線時(shí)間匯總

3 結(jié)論

沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線單位時(shí)間整體輸出能力受多模具線中瓶頸模具線輸出節(jié)拍的影響。根據(jù)每條模具線的BsPM目標(biāo)，找出BsPM實(shí)際運(yùn)行差距最大的模具線，同時(shí)結(jié)合沖次占比，就可以識(shí)別出該生產(chǎn)線的瓶頸模具線，進(jìn)而識(shí)別瓶頸模具線的瓶頸工位，進(jìn)行相應(yīng)停線問題的攻關(guān)解決。這樣通過優(yōu)化瓶頸模具線的瓶頸工位，可以達(dá)到提高該模具線單位時(shí)間輸出能力的目的，提升整條生產(chǎn)線的節(jié)拍輸出。

當(dāng)然，瓶頸模具線及瓶頸工位的識(shí)別是一個(gè)循環(huán)往復(fù)和持續(xù)改善的過程。瓶頸問題動(dòng)態(tài)變化，原有瓶頸問題的識(shí)別與消除意味著新的瓶頸問題等待識(shí)別。因此，人們需要對(duì)沖壓生產(chǎn)線的日常運(yùn)行進(jìn)行密切關(guān)注和持續(xù)提升，使生產(chǎn)線的輸出一直維持在較高水平[3]。