基于精益生產(chǎn)方式的快速換模技術(shù)在S公司F生產(chǎn)線的提升研究

焦泳銓 黃麗 童小龍 周真丙

摘要：為滿足日益增長(zhǎng)的客戶交付問(wèn)題，提高汽車腳墊制造公司的生產(chǎn)效率，在保證質(zhì)量、控制成本的基礎(chǔ)上，本文運(yùn)用精益生產(chǎn)中的快速換模技術(shù)（SMED），對(duì)S公司F生產(chǎn)線的換模流程進(jìn)行改善，從作業(yè)流程、作業(yè)動(dòng)作、生產(chǎn)工具使用等角度來(lái)研究如何快速縮短換模的時(shí)間。結(jié)果表明，F(xiàn)生產(chǎn)線切換的總時(shí)間由原來(lái)的97min減少至40.5min，換模速度提升了59%。實(shí)現(xiàn)了保證生產(chǎn)品質(zhì)、降低生產(chǎn)成本、減少換模損失以及提高生產(chǎn)效率的目的。

Abstract： In order to meet the increasing customer delivery problem and improve the production efficiency of automobile foot pad manufacturing company， on the basis of ensuring quality and controlling cost， this paper uses the Single Minute Exchange of Die （SMED）， in lean production to improve the die exchanging process of F production line of S company， and studies how to shorten the die exchanging time quickly from the angles of operation flow， operation action and production tool use. The results show that the total switching time of F production line is reduced from 97 minutes to 40.5 minutes， and the conversion speed is increased by 59%. The purpose of ensuring production quality， reducing production cost， reducing die exchanging loss and improving production efficiency is realized.

關(guān)鍵詞：精益改善;快速換模法;生產(chǎn)效率提升

Key words： lean improvement;SMED;production efficiency improvement

中圖分類號(hào)：F273? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）36-0284-03

0? 引言

隨著國(guó)內(nèi)外工業(yè)的迅速發(fā)展，小批量 、多品種 、訂單式的市場(chǎng)需求導(dǎo)致產(chǎn)品的生命周期越來(lái)越短，客戶對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、價(jià)格、交付期等方面的要求也在不斷的提升?，F(xiàn)有的生產(chǎn)方式和作業(yè)流程難以滿足現(xiàn)有產(chǎn)能節(jié)拍提升的要求，故需要公司盡可能降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。S公司F生產(chǎn)線現(xiàn)階段換模效率低，并且?guī)讉€(gè)重要工序仍然采用傳統(tǒng)的手工作業(yè)方式，對(duì)產(chǎn)品成本、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率造成了一定的影響。由此可見(jiàn)生產(chǎn)線的改造已經(jīng)迫在眉睫，快速換模技術(shù)作為一種有效的工具通過(guò)降低作業(yè)轉(zhuǎn)換時(shí)間，減少批量大小，提高工作效率[1]，應(yīng)用于S公司F生產(chǎn)線改造，取得了明顯的效果 。

1? 快速換模法

快速換模（SMED）是在精益生產(chǎn)中必不可少的一種技術(shù)，該技術(shù)在日本及歐洲地區(qū)早已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用[2-3]，是指在生產(chǎn)過(guò)程中，由于產(chǎn)品更換等原因需要結(jié)合IE的方法將換模時(shí)間縮短的一種改善方法。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，對(duì)S公司F生產(chǎn)線換模過(guò)程進(jìn)行實(shí)例研究，探討了 SMED 技術(shù)對(duì)注塑類生產(chǎn)車間換線過(guò)程的應(yīng)用改善[4]。根據(jù)該企業(yè)現(xiàn)有的快速換模優(yōu)化體系，結(jié)合注塑線的生產(chǎn)加工特點(diǎn)，從流程改善和技術(shù)改進(jìn)兩方面出發(fā)，對(duì)換模過(guò)程進(jìn)行分析優(yōu)化，制定出標(biāo)準(zhǔn)的換模作業(yè)流程，以達(dá)到提高換線效率，規(guī)范操作過(guò)程，提高整體設(shè)備工作效率的目的。

2? S公司F生產(chǎn)線現(xiàn)狀分析

F生產(chǎn)線是公司的主力生產(chǎn)線，其生產(chǎn)線產(chǎn)能會(huì)直接導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的高低?，F(xiàn)階段F生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品中最為重要的是型號(hào)為888的產(chǎn)品，該產(chǎn)品需求量大，占用資源最多，因此對(duì)型號(hào)888的產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)跟蹤，收集數(shù)據(jù)并整理。由于F生產(chǎn)線是孤島式生產(chǎn)，產(chǎn)線切換時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，所以整個(gè)生產(chǎn)效率低下并造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。在對(duì)F生產(chǎn)線進(jìn)行實(shí)時(shí)實(shí)地地調(diào)查后，得到F生產(chǎn)線生產(chǎn)現(xiàn)狀信息如下：

F生產(chǎn)線人員及設(shè)備分布情況：如表1所示，1-11注塑生產(chǎn)單元用于生產(chǎn)產(chǎn)品888，12-23注塑生產(chǎn)單元用于生產(chǎn)其他型號(hào)的產(chǎn)品，在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃對(duì)1-11注塑機(jī)生產(chǎn)單元進(jìn)行換模操作，使產(chǎn)品生產(chǎn)能按時(shí)完成。

S公司F生產(chǎn)線注塑車間目前的換型整體流程如圖1所示。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察記錄，對(duì)整個(gè)換型作業(yè)流程各工序進(jìn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)并確定內(nèi)外部作業(yè)屬性，如表2所示。

根據(jù)表2可知，總換型時(shí)間是97min，其中內(nèi)部作業(yè)時(shí)間是73min，外部作業(yè)時(shí)間是24min，在停機(jī)時(shí)這段作業(yè)時(shí)間可以不需要進(jìn)行，在停機(jī)前就準(zhǔn)備就緒，能夠達(dá)到減少換型時(shí)間的目的。

3? 快速換模（SMED）改善

根據(jù)對(duì)現(xiàn)有換型時(shí)間的調(diào)查，由于外部作業(yè)時(shí)間是不必要的時(shí)間，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行削減，為此利用 5W1H 及 ECRS方法[5]對(duì)外部作業(yè)時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

由表2中可以看出，外部作業(yè)共24min，包括：通知質(zhì)檢確認(rèn)產(chǎn)品并將剩余原料還回倉(cāng)庫(kù)、拉取行車、將卸下的模具運(yùn)走、尋找新模具并運(yùn)至注塑機(jī)旁共四道工序。運(yùn)用5W1H法提問(wèn)技術(shù)對(duì)四項(xiàng)外部作業(yè)進(jìn)行原因分析如表3所示。

根據(jù)5W1H法提問(wèn)技術(shù)對(duì)換模外部作業(yè)時(shí)間進(jìn)行研究分析，對(duì)外部作業(yè)時(shí)間提出以下改進(jìn)措施：

①布置工位作業(yè)系統(tǒng)，F(xiàn)生產(chǎn)線在生產(chǎn)產(chǎn)品最后階段可提前安排送料員去倉(cāng)庫(kù)領(lǐng)原料，同時(shí)通知巡檢員到產(chǎn)線進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后簽板。

②設(shè)置產(chǎn)線模具放置區(qū)，提前將每天需要換模的產(chǎn)線對(duì)應(yīng)的模具找出并放置在產(chǎn)線的模具放置區(qū)內(nèi)，一般一臺(tái)機(jī)每天換模一次或幾天換模一次，這樣可以縮短換模停機(jī)時(shí)間。

③對(duì)模具架進(jìn)行目視化信息管理，對(duì)每一模具架進(jìn)行編碼，將模具進(jìn)行定置放置并錄入系統(tǒng)，減少找尋時(shí)間，同時(shí)也能加強(qiáng)對(duì)模具的管理。根據(jù)對(duì)換模時(shí)間的梳理得到如表4所示的換模內(nèi)部作業(yè)時(shí)間。

針對(duì)已經(jīng)梳理出來(lái)的內(nèi)部作業(yè)，提出以下改善措施來(lái)對(duì)內(nèi)部作業(yè)進(jìn)行優(yōu)化

改善。

①根據(jù)公司生產(chǎn)現(xiàn)狀可了解到，在進(jìn)行換模工作時(shí)基本都是由一個(gè)人來(lái)完成。由于注塑機(jī)質(zhì)量較重、體積較大，技工只能通過(guò)在注塑機(jī)周圍不停環(huán)繞走動(dòng)來(lái)完成換模作業(yè)。精益改善首先是要對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行改善，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行縮減。在此將換模作業(yè)更換為雙人聯(lián)合作業(yè)，這樣可以達(dá)到減小作業(yè)距離，縮短單次作業(yè)時(shí)間的目的。得到技工路線圖如圖2所示。

由單人作業(yè)更換為兩人聯(lián)合作業(yè)改善之后可以看出，技工走動(dòng)路線大幅度減短，走動(dòng)次數(shù)也明顯減少，提高了時(shí)間利用率。

②模具的提前預(yù)熱操作：由于模具的溫度是直接影響終制品的內(nèi)在性能、表面光亮度、熔接線及其強(qiáng)度等重要因素。且提前預(yù)熱可以達(dá)到提高物料內(nèi)部溫度的均一性，縮小物料與模具之間的溫差，提高物料流動(dòng)性的均勻程度，從而降低模壓成型壓力的目的，所以如果沒(méi)有對(duì)模具進(jìn)行提前預(yù)熱操作，模具則處于冷模的狀態(tài)，產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)流痕現(xiàn)象，模具的表面極易被劃傷，因此工序7和8不可取消，但可以用模溫機(jī)提前將擬換模具進(jìn)行加熱處理，從而將內(nèi)部作業(yè)改為外部作業(yè)。當(dāng)換模時(shí)首先將模具運(yùn)送并放置入到模具的預(yù)先加熱架中，然后打開(kāi)模溫機(jī)對(duì)其進(jìn)行加熱，在模具切換之前對(duì)模具溫度進(jìn)行測(cè)量，從而可以達(dá)到了工藝設(shè)定的溫度。

③參數(shù)重置的改善：在更換摸具之后，下一步是要更改注塑機(jī)的成型參數(shù)，將其更換為符合的工藝參數(shù)。在此過(guò)程中，需要操作工人在完成上下模作業(yè)后對(duì)注塑機(jī)參數(shù)進(jìn)行調(diào)試重置。在目前的作業(yè)流程中，操作工人是根據(jù)以往操作的經(jīng)驗(yàn)來(lái)輸入成型參數(shù)，如果工藝上出現(xiàn)了問(wèn)題，那么就必須要重新調(diào)整參數(shù)，直至目視沒(méi)有工藝缺陷為止。由于在這個(gè)過(guò)程進(jìn)行中缺乏作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的文件，導(dǎo)致消耗大量的時(shí)間來(lái)調(diào)試參數(shù)，同時(shí)也會(huì)浪費(fèi)更多的原材料。針對(duì)此問(wèn)題，將設(shè)備調(diào)試的參數(shù)進(jìn)行記錄，并制作標(biāo)準(zhǔn)化文件、即SOP作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。SOP能夠使作業(yè)流程標(biāo)準(zhǔn)化，提升作業(yè)人員工作效率，同時(shí)能夠保證所生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量。其具體內(nèi)容為：當(dāng)生產(chǎn)一種產(chǎn)品時(shí)，生產(chǎn)作業(yè)人員應(yīng)記錄好已調(diào)的成型參數(shù)，再次生產(chǎn)該產(chǎn)品時(shí)，由操作工人調(diào)試出該產(chǎn)品的成型參數(shù)，并設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。但如果存在缺陷，那么在限度范圍內(nèi)進(jìn)行細(xì)微調(diào)節(jié)。

④行車定位：以三定5S原則為指導(dǎo)，由前期調(diào)研可知生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)物品擺放分布雜亂，而良好的目視化管理能達(dá)到生產(chǎn)物品的快速拿放的目的。經(jīng)過(guò)觀察，工序5中機(jī)修工需要多次調(diào)整行車位置以保證模具位于注塑機(jī)的正上方，這樣才能達(dá)到準(zhǔn)確將模具放入注塑機(jī)內(nèi)的目的，經(jīng)過(guò)測(cè)時(shí)得出現(xiàn)狀的工序用時(shí)為5min。解決方案為：在行車的軌道上對(duì)每臺(tái)注塑機(jī)的相應(yīng)的位置進(jìn)行標(biāo)記，從而來(lái)減少放置模具時(shí)的調(diào)整和定位所需的時(shí)間。經(jīng)過(guò)改善可以看出時(shí)間由改善前5min降低到改善后的3min，顯著縮短了行車定位的時(shí)間。

⑤改善方案的固化：在對(duì)換模流程進(jìn)行優(yōu)化后，運(yùn)用ECRS原則對(duì)換模流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，得到新的改善方案如表5所示。

由此改善后換模作業(yè)方案我們可以看出，改善后注塑機(jī)從上下模作業(yè)到正常進(jìn)行生產(chǎn)，時(shí)間由改善前的97min降低至40.5min，大幅度地縮短了換模作業(yè)的時(shí)間，減少了F生產(chǎn)線的換線損失，大大地提升了換模作業(yè)效率。

4? 結(jié)論

本文借助精益的思想，對(duì)S公司F生產(chǎn)線進(jìn)行分析研究，挖掘出影響F生產(chǎn)線效率的相關(guān)問(wèn)題，對(duì)換模作業(yè)等相關(guān)要素進(jìn)行了仔細(xì)的分析，并進(jìn)行問(wèn)題優(yōu)化改進(jìn)。現(xiàn)得到以下結(jié)論：①在對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外公司對(duì)精益生產(chǎn)的研究應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后，我們發(fā)現(xiàn)了目前經(jīng)濟(jì)全球化的不斷加劇，國(guó)內(nèi)外企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的勢(shì)態(tài)也在不斷加大，國(guó)內(nèi)外企業(yè)都在不斷提高其企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，企業(yè)的生產(chǎn)管理方式開(kāi)始進(jìn)入持續(xù)改進(jìn)的階段，增強(qiáng)了我們進(jìn)行精益改善的急迫感。②對(duì)快速換模方法（SMED）進(jìn)行了研究和運(yùn)用。通過(guò)對(duì)換模現(xiàn)狀時(shí)間的分析研究，對(duì)換模現(xiàn)狀進(jìn)行內(nèi)外作業(yè)分類，并對(duì)外部作業(yè)進(jìn)行刪減，同時(shí)對(duì)內(nèi)部作業(yè)進(jìn)行改善，優(yōu)化內(nèi)部換模作業(yè)時(shí)間，達(dá)到快速換模的目的，在換模時(shí)間改善前后的對(duì)比分析中可以看出，F(xiàn)生產(chǎn)線的換模時(shí)間由原來(lái)的97min減少至40min，換模速度提升了59%。

本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是對(duì)生產(chǎn)方式以及換模技術(shù)的改進(jìn)，在本次優(yōu)化改進(jìn)過(guò)程中充分利用了人機(jī)聯(lián)合作業(yè)以及快速換模技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，有效提高了生產(chǎn)過(guò)程中的活動(dòng)效率，并且達(dá)到了資源節(jié)省、提產(chǎn)能的目的，是S公司第一次使用快速換模技術(shù)挖掘生產(chǎn)流程中的換模問(wèn)題并對(duì)其加以改進(jìn)，為S公司快速換模技術(shù)在以后的生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用做出鋪墊。

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