兩化融合后設(shè)備運(yùn)行效率管理提升的思考

曾正群，李志虎

（貴州航天電器股份有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550009）

為了進(jìn)一步加快公司智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的步伐，落實(shí)公司“生產(chǎn)自動(dòng)化、管理信息化、工作精益化”三化工作要求，通過(guò)有效掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，用客觀數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析設(shè)備綜合利用率，為公司工作效率提升提供管理決策數(shù)據(jù)，為公司數(shù)字化車(chē)間建設(shè)打下基礎(chǔ)。公司于2016-06-08下發(fā)〔2016〕147號(hào)文件《關(guān)于下發(fā)設(shè)備管理系統(tǒng)項(xiàng)目任務(wù)書(shū)的通知》，按該項(xiàng)目文件要求，第一階段完成機(jī)加車(chē)間42臺(tái)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)工作，搭建平臺(tái)，作為后續(xù)工作開(kāi)展示范點(diǎn)。

機(jī)加車(chē)間作為首個(gè)試點(diǎn)部門(mén)，MDC設(shè)備在線管理系統(tǒng)于2016-07-12T11：00部署完成并開(kāi)始了第一批聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集工作。由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備型號(hào)多樣，有些設(shè)備系統(tǒng)較早，無(wú)法實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)卡模式的數(shù)據(jù)采集。實(shí)際部署實(shí)施中，有24臺(tái)設(shè)備采用硬件采集的方式，采用網(wǎng)卡采集數(shù)據(jù)的設(shè)備僅有18臺(tái)，占比僅為42.86%.而基于硬件采集的機(jī)床在MDC設(shè)備管理系統(tǒng)中能采集的數(shù)據(jù)非常有限，大多只能采集開(kāi)關(guān)機(jī)、是否運(yùn)行以及是否有報(bào)警等信息，并不能完全反映數(shù)控機(jī)床具體的加工程序信息、加工參數(shù)以及報(bào)警信息內(nèi)容。MDC設(shè)備在線管理系統(tǒng)的成功部署上線，也標(biāo)志著公司的兩化融合正式進(jìn)入實(shí)施環(huán)節(jié)。

1 基于設(shè)備在線管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析

經(jīng)過(guò)半年多的持續(xù)數(shù)據(jù)分析，機(jī)加車(chē)間2017年設(shè)備運(yùn)行效率得到一定的提升，取得成效的主要措施局限于車(chē)間內(nèi)部員工積極性的調(diào)動(dòng)及班組長(zhǎng)對(duì)已定生產(chǎn)計(jì)劃的合理分配。車(chē)間的42臺(tái)設(shè)備平均運(yùn)行效率持續(xù)穩(wěn)定在62%左右，較未實(shí)施設(shè)備在線管理系統(tǒng)分析的試運(yùn)行數(shù)據(jù)53.4%提升了8.6%.但是車(chē)間的機(jī)床運(yùn)行效率整體不高，運(yùn)行效率達(dá)到65%以上的機(jī)床僅有1/3.機(jī)床平均運(yùn)行效率已經(jīng)連續(xù)幾個(gè)月提升效果不明顯。

通過(guò)數(shù)據(jù)的分析總結(jié)發(fā)現(xiàn)，有一定量的批次零件加工時(shí)機(jī)床的運(yùn)行效率偏高，比如CTΧ310-31機(jī)床，連續(xù)2周加工同一批次同一工序的零件，輔助時(shí)間很短，機(jī)床運(yùn)行效率高達(dá)89.8%；而當(dāng)運(yùn)行時(shí)間比裝夾等輔助時(shí)間還短時(shí)，即便操作者24 h不間斷作業(yè)，設(shè)備的運(yùn)行效率也不足50%，比如ΧKNC-202機(jī)床本月連續(xù)幾周都不能達(dá)到50%，分析每周加工的零件發(fā)現(xiàn)，零件單工序加工時(shí)間不到2 min，而裝夾零件、確認(rèn)尺寸、啟動(dòng)程序等輔助時(shí)間卻不只2 min。針對(duì)單件生產(chǎn)模式的機(jī)床運(yùn)行效率我們也進(jìn)行了測(cè)試，車(chē)間調(diào)整專門(mén)用于加工工裝夾具的機(jī)床，2人輪班負(fù)責(zé)1臺(tái)機(jī)床，任務(wù)量飽滿，實(shí)際的加工效率卻只能達(dá)到48.60%.可見(jiàn)，增加零件的加工批次數(shù)量及實(shí)際加工時(shí)間、縮減輔助時(shí)間是提高機(jī)床運(yùn)行效率的關(guān)鍵。

2 影響設(shè)備運(yùn)行效率的原因分析

為了進(jìn)一步有效發(fā)揮設(shè)備在線管理系統(tǒng)的作用，本文從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)這6方面分析影響設(shè)備運(yùn)行效率的因素。

2.1 人的因素

高技能人才不足。機(jī)加車(chē)間目前在線監(jiān)控的設(shè)備主要是機(jī)加1班的部分設(shè)備和機(jī)加2班的設(shè)備。2個(gè)班組共有員工76人，中級(jí)技師及以上人員僅有7人。從事一線的高技能人才不足8%，現(xiàn)場(chǎng)人員技能水平不高，應(yīng)對(duì)當(dāng)前多品種小批量快速編程校車(chē)的節(jié)奏，致使生產(chǎn)的輔助時(shí)間比實(shí)際零件加工時(shí)間還長(zhǎng)。此外，目前車(chē)間的生產(chǎn)模式是1人負(fù)責(zé)兩三臺(tái)機(jī)床，頻繁地校車(chē)導(dǎo)致操作人員不能兼顧2臺(tái)設(shè)備的效率也是當(dāng)前面臨的主要難題。

2.2 機(jī)器設(shè)備因素

機(jī)床老舊失修。機(jī)加車(chē)間當(dāng)前的機(jī)床80%都是10年以前購(gòu)置的，監(jiān)控的42臺(tái)機(jī)床中，最新的機(jī)床也已經(jīng)至少連續(xù)工作3年以上。目前公司采用以生產(chǎn)計(jì)劃為主導(dǎo)的考核模式，導(dǎo)致機(jī)床從購(gòu)買(mǎi)調(diào)試好就沒(méi)有進(jìn)行過(guò)正規(guī)的保養(yǎng)和必要的定期維護(hù)檢修。機(jī)床的故障率較高，很多機(jī)床處于“帶病”工作狀態(tài)，不能適應(yīng)當(dāng)前的數(shù)字化軟件編程自動(dòng)加工，機(jī)床精度低，需要人工干預(yù)才能滿足零件的質(zhì)量需求，比如33號(hào)機(jī)床某月就一直處于維修狀態(tài)，且機(jī)器太舊無(wú)合適的維修配件。

2.3 刀具輔料因素

輔料準(zhǔn)備不足，缺乏系統(tǒng)管理。目前車(chē)間使用的刀具只能通過(guò)物資供應(yīng)部來(lái)采購(gòu)，刀具的需求沒(méi)有經(jīng)過(guò)專業(yè)的人員分析預(yù)測(cè)，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常出現(xiàn)零件馬上要加工卻沒(méi)有合適的刀具。現(xiàn)有的庫(kù)存刀具不能滿足加工需求。新申請(qǐng)采購(gòu)至少需要等待1周以上，且由于缺乏必要的數(shù)據(jù)維護(hù)和技術(shù)支持，買(mǎi)來(lái)的刀具是否好用、耐用以及能否滿足實(shí)際加工的需求，目前尚無(wú)有效的管理機(jī)制。

2.4 方法因素

加工方法不明確。當(dāng)前的技術(shù)文件只規(guī)定了工藝流程，比如車(chē)削成型、銑削成型A、銑削成型B等，但是對(duì)于具體需要加工哪些內(nèi)容，要用什么刀具、夾具等關(guān)鍵操作細(xì)節(jié)卻只字未提，即便有，也是自制工裝，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)加工只能依靠操作者自己想辦法。技能的參差不齊導(dǎo)致實(shí)際零件的產(chǎn)出效率不高，不能兼顧到機(jī)床的利用率。

計(jì)劃考核不合理。由于缺乏必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及信息化管理手段，目前的車(chē)間生產(chǎn)計(jì)劃都是由科研生產(chǎn)部根據(jù)市場(chǎng)需求，人為擬定計(jì)劃并考核，計(jì)劃的下達(dá)及考核偏離了車(chē)間的實(shí)際加工能力，導(dǎo)致部分機(jī)床工作任務(wù)堆積而部分機(jī)床沒(méi)零件可加工，機(jī)床的利用率從源頭上被制約。

2.5 環(huán)境因素

條件惡劣。機(jī)加廠房屬典型的簡(jiǎn)易廠房，尤其是1月份晝夜溫差有十幾度，在如此大的環(huán)境溫差下，數(shù)控機(jī)床的精度一致性會(huì)受影響，尤其是5軸等高精密機(jī)床，缺少恒溫環(huán)境，直接導(dǎo)致很多零件加工后不能滿足最終的尺寸需求。有些零件加工時(shí)合格，出車(chē)間檢測(cè)時(shí)卻超差不合格，也是受溫度影響所致。

質(zhì)量要求高。以前加工零件只要尺寸符合零件要求，刀具加工痕跡等外觀因素不作為質(zhì)量要求。如今外觀要求比以前更高、更嚴(yán)，而機(jī)床的環(huán)境卻日漸惡化，人員的技能也跟不上質(zhì)量的要求，返工、返修等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。

2.6 檢測(cè)測(cè)量因素

檢測(cè)方法手段落后，效率低。當(dāng)前車(chē)間的零件檢測(cè)還停留在20世紀(jì)80年代的游標(biāo)卡尺、千分尺等原始的檢測(cè)設(shè)備和方法上，對(duì)于卡尺無(wú)法檢測(cè)的大多程序或刀具，缺乏有效的數(shù)據(jù)依據(jù)。當(dāng)前的封樣、檢驗(yàn)還都是人工填寫(xiě)紙質(zhì)單據(jù)，占用了大量的勞動(dòng)時(shí)間。針對(duì)不能確認(rèn)的尺寸，還需要協(xié)調(diào)處理，這些都大大降低了機(jī)床的執(zhí)行效率。

3 改進(jìn)建議

鑒于此，為了進(jìn)一步提升車(chē)間的設(shè)備利用率及生產(chǎn)效率，建議做好以下幾點(diǎn)改進(jìn)。

3.1 加大車(chē)間技能人才培養(yǎng)力度

提升技能大師工作室的價(jià)值：將培養(yǎng)高技能人才納入大師工作室的考核中，切實(shí)提高生產(chǎn)一線高技能人才的占比。

3.2 建立逐年淘汰更新設(shè)備的機(jī)制

工欲善其事，必先利其器。數(shù)控機(jī)床只是零件的加工工具，提高設(shè)備利用率的本質(zhì)是要提高生產(chǎn)效率，逐步淘汰產(chǎn)能落后的機(jī)床，更新高效的機(jī)床，這樣才能使其發(fā)揮更大的價(jià)值，提升整體競(jìng)爭(zhēng)力。

3.3 強(qiáng)化工藝基礎(chǔ)研究

建議增加工藝人員的數(shù)量，尤其是基礎(chǔ)技術(shù)研究人員的數(shù)量，重點(diǎn)研究影響生產(chǎn)效率的刀具、加工方法、加工夾具等具體的基礎(chǔ)技術(shù)，建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，逐步實(shí)現(xiàn)技能知識(shí)的標(biāo)準(zhǔn)化。

3.4 強(qiáng)化以產(chǎn)能指導(dǎo)計(jì)劃

雖然生產(chǎn)計(jì)劃需要以市場(chǎng)為牽引，但是合理的預(yù)判和歸類可以有效避免當(dāng)前的單件突擊戰(zhàn)，1天幾十個(gè)批次急件缺件的被動(dòng)局面。只有變被動(dòng)為主動(dòng)，我們的生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備才能跟得上節(jié)奏，否則永遠(yuǎn)都是準(zhǔn)備不足。

3.5 引入先進(jìn)、高效的檢測(cè)手段

采用自動(dòng)檢測(cè)、電腦記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)等先進(jìn)、高效的檢測(cè)手段，縮短工人首件封樣確認(rèn)的時(shí)間，提高機(jī)床的運(yùn)行效率。然而執(zhí)行上述改進(jìn)，需要公司各部門(mén)的系統(tǒng)策劃與配合，有些還必須借助信息化軟件、數(shù)據(jù)分析；有些則需要配置足夠的人力，發(fā)揮主觀能動(dòng)性從零開(kāi)始摸索。智能制造是未來(lái)的趨勢(shì)，我們首先需要積累數(shù)據(jù)，研究數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為知識(shí)，再將知識(shí)轉(zhuǎn)化為模型，最終才有望形成關(guān)鍵工廠資產(chǎn)，成就制造型企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。