列車制動(dòng)系統(tǒng)閥類產(chǎn)品生產(chǎn)“透明化”管理的研究及應(yīng)用

錢葉昶, 孫浩清

(北京縱橫機(jī)電科技有限公司， 北京 100094)

制動(dòng)系統(tǒng)是高速列車行駛安全的重要保障，閥類產(chǎn)品作為制動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其產(chǎn)品生產(chǎn)具有多品種、小批量和訂單波動(dòng)大等特點(diǎn)，縱橫公司的生產(chǎn)工藝流程包括了零部件機(jī)加、檢測、組裝、測試和包裝。由于閥類產(chǎn)品的重要性，其產(chǎn)品質(zhì)量、交貨期和成本直接影響到縱橫公司的未來發(fā)展。由于閥類產(chǎn)品種類眾多、批量小，相比其他產(chǎn)品，現(xiàn)場“布朗運(yùn)動(dòng)”最明顯，生產(chǎn)管理和現(xiàn)場作業(yè)人員均處于忙碌狀態(tài)，但是最終的訂單準(zhǔn)時(shí)交付率可能還是很低。為了消除生產(chǎn)現(xiàn)場的“無序”運(yùn)動(dòng)，提高“增值”活動(dòng)比例，需要將整個(gè)車間運(yùn)營流程的“黑匣子”打開，打造生產(chǎn)運(yùn)營的“透明化”環(huán)境。

車間現(xiàn)場管理的“透明化”，就是要將影響車間生產(chǎn)運(yùn)營效率的各種因素實(shí)時(shí)顯現(xiàn)化，以達(dá)到及時(shí)處理并跟蹤解決的效果。透明化管理是現(xiàn)代企業(yè)管理的一種趨勢，在某種程度上，企業(yè)管理透明化程度的高低決定了企業(yè)競爭力的高低。精益生產(chǎn)的標(biāo)桿企業(yè)，如：豐田、博世等，在車間現(xiàn)場“透明化”管理方面作出了大量的投入。這些成功的企業(yè)不但將“透明化”與誠信原則納入戰(zhàn)略中，更將這兩個(gè)關(guān)鍵特性融入到產(chǎn)品與服務(wù)、品牌與聲譽(yù)之中[1]。

1 車間現(xiàn)場問題調(diào)研

如圖1所示，車間沒有明確的區(qū)域規(guī)劃，作業(yè)現(xiàn)場擺放大量的物料和貨架；沒有明確的物流運(yùn)營方案，各工位作業(yè)人員需要負(fù)責(zé)各自所需物料的搬運(yùn)工作。車間管理方面，直觀的印象是車間可視化管理不足，車間展示板，不足以持續(xù)精益日常管理，車間沒有做到“自解釋”的可視化程度。同時(shí)員工不能及時(shí)準(zhǔn)確地了解到相關(guān)的業(yè)務(wù)目標(biāo)指標(biāo)信息。

在生產(chǎn)管理方面，缺乏可靠的數(shù)據(jù)支撐，影響設(shè)備綜合效率OEE(Overall Equipment Effectiveness)的居多因素，如：缺料、來料質(zhì)量、工藝、設(shè)備等，相互參雜，沒有深入?yún)^(qū)分，并針對(duì)性的進(jìn)行根本原因分析法RCA(Root Cause Analysis)分析。生產(chǎn)產(chǎn)能一直以來沒有一個(gè)參照的標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的計(jì)劃排產(chǎn)、物料配送和原材料采購均沒有數(shù)據(jù)可依，車間產(chǎn)出的波動(dòng)可能會(huì)很大，原因錯(cuò)綜復(fù)雜，難以對(duì)癥下藥。

圖1 閥類班組生產(chǎn)區(qū)域(改造前)

2 “透明化”管理方案設(shè)計(jì)與實(shí)施

針對(duì)車間運(yùn)營的“黑匣子”現(xiàn)狀，實(shí)施現(xiàn)場的“透明化”管理，讓所有問題浮出水面，是車間實(shí)現(xiàn)管理精益化的第一步，見圖2。

圖2 “透明化”改善流程

現(xiàn)場管理管的是現(xiàn)場數(shù)據(jù)，車間現(xiàn)場的“透明化”，其本質(zhì)就是生產(chǎn)現(xiàn)場“數(shù)據(jù)”的公開化，首先需要將產(chǎn)能損失按影響因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為“透明化”管理提供數(shù)據(jù)支撐；其次需要對(duì)產(chǎn)能損失進(jìn)行“尋醫(yī)問診”，只有找到了問題根源原因，才可以“對(duì)癥下藥”；對(duì)問題的“治療”和“開藥方”的過程中，必然會(huì)涉及到與現(xiàn)有技術(shù)規(guī)范或管理流程相互“沖突”的地方，需要我們進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證，對(duì)“藥效”進(jìn)行評(píng)估，如果事實(shí)證明效果明顯，最后需要我們將修改后的技術(shù)規(guī)范或管理流程進(jìn)行“固化”和“標(biāo)準(zhǔn)化”。

根據(jù)現(xiàn)場“透明化”管理的實(shí)施要點(diǎn)，縱橫公司以閥類班組為試點(diǎn)，建立了車間的日常持續(xù)改進(jìn)流程CIP(Continuous Improvement Process)流程，對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)狀通過“數(shù)據(jù)”來描述；針對(duì)問題分析，建立了RCA分析流程和機(jī)制，對(duì)影響生產(chǎn)現(xiàn)場的關(guān)鍵問題，進(jìn)行根源原因分析，并采取針對(duì)性措施；CIP和RCA流程實(shí)施完善后，通過ANDON系統(tǒng)(一種可視化的管理工具，讓人們一眼就能夠看出工作的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，并且在任何有異常狀況時(shí)發(fā)出信號(hào))，應(yīng)用信息化手段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，確保生產(chǎn)數(shù)據(jù)的客觀性；同時(shí)建立了現(xiàn)場問題的快速解決流程和機(jī)制，實(shí)現(xiàn)OEE的提高。

2.1 CIP流程

構(gòu)建車間現(xiàn)場的CIP流程，第1步：需要通過對(duì)工位作業(yè)情況按寫實(shí)的方式，將工位的產(chǎn)能及產(chǎn)能損失情況客觀記錄下來，根據(jù)前期對(duì)標(biāo)桿制造企業(yè)的調(diào)研，在車間沒有上MES系統(tǒng)之前，多采用小時(shí)產(chǎn)出表進(jìn)行產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)；第2步：按照固定頻次(參照標(biāo)桿企業(yè)，一般建議為一個(gè)月)，對(duì)工位的產(chǎn)能損失情況，按照E(設(shè)備故障)、Q(質(zhì)量不良)、M(缺料)、P(工藝)、S(管理體系)五大類進(jìn)行分析匯總，并列出OEE損失的前3項(xiàng)；第3步：將每月OEE損失的前3項(xiàng)，作為問題專項(xiàng)，進(jìn)行RCA分析，提出問題解決方案；第4步：根據(jù)問題解決方案，就方案實(shí)施情況進(jìn)行進(jìn)度追蹤和實(shí)施效果評(píng)估；第5步：通過實(shí)施后的效果評(píng)估，對(duì)已經(jīng)達(dá)到關(guān)閉要求的問題，將實(shí)施方案進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化并作為日常管理的一部分進(jìn)行實(shí)施。

為了對(duì)日常生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，首先需要建立“評(píng)價(jià)依據(jù)”。依照“縱橫公司標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)統(tǒng)計(jì)規(guī)則”，完成閥類產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)統(tǒng)計(jì)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)，計(jì)算出理論的小時(shí)產(chǎn)能，作為實(shí)際產(chǎn)能損失的參照依據(jù)。以高度閥為例，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)為：Bt=50 min，實(shí)際換算某小時(shí)的實(shí)際產(chǎn)出為0.8臺(tái)，OEE損失可依據(jù)式(1)計(jì)算：

1-OEE=(60-N×Bt)/60×100%

(1)

式中：N為單位小時(shí)內(nèi)生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量，單位為件、臺(tái)或套等；Bt為1個(gè)單位數(shù)量產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)，min；

根據(jù)式(1)，可得該小時(shí)內(nèi)的OEE損失為：

1-(0.8×50)/60=33%

對(duì)于OEE損失的監(jiān)控，可以按天、周、月的時(shí)間周期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)損失原因進(jìn)行分類匯總。

圖3 縱橫閥類班組透明化改善案例

如圖3所示，在沒有上ANDON系統(tǒng)之前，閥類班組通過對(duì)生產(chǎn)過程“操作寫實(shí)”的方式，記錄每天的工位產(chǎn)能，下班前分析總結(jié)當(dāng)天的產(chǎn)能損失，并對(duì)產(chǎn)能損失進(jìn)行分類，編制OEE損失統(tǒng)計(jì)表，按周為周期，對(duì)OEE損失統(tǒng)計(jì)表進(jìn)行匯總，對(duì)影響產(chǎn)能損失大的前幾項(xiàng)，通過會(huì)議的形式進(jìn)行討論分析，通過問題分析工具(如：魚骨圖、RCA、8D(是福特公司處理問題的一種方法)分析等，提出問題解決方案，并通過PDCA(Plan Do Check Act)循環(huán)，對(duì)優(yōu)化后的流程進(jìn)行固化，并形成新的生產(chǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 RCA分析

CIP的標(biāo)準(zhǔn)是通過RCA分析并進(jìn)行改善實(shí)施的方式來實(shí)現(xiàn)水平的不斷提高。RCA分析是整個(gè)現(xiàn)場“透明化”管理的最核心環(huán)節(jié)。RCA分析關(guān)注的改善點(diǎn)是縱橫公司及各級(jí)供應(yīng)商的“人、機(jī)、法、料、環(huán)”(見圖4)，RCA分析有很多工具可利用，如：8D、5-WHY、交叉驗(yàn)證等。不論采取何種方法，RCA的問題原因均應(yīng)盡可能的挖掘到供應(yīng)鏈最下端供應(yīng)商的5個(gè)加工要點(diǎn)：

(1)人：作業(yè)人員是否具備相應(yīng)的技能要求？作業(yè)狀態(tài)是否穩(wěn)定？

(2)機(jī)：設(shè)備狀態(tài)是否符合生產(chǎn)需求？設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)周期是否合理？

(3)法：作業(yè)指導(dǎo)是否“標(biāo)準(zhǔn)化”？作業(yè)工裝工具狀態(tài)是否符合生產(chǎn)需求？

(4)料：來料是否符合質(zhì)量要求？

(5)環(huán)：作業(yè)環(huán)境是否符合要求？

圖4 RCA分析邏輯

以縱橫閥類某個(gè)軸孔配合的“干涉”問題分析為例，首先對(duì)涉及干涉的軸徑和孔徑進(jìn)行測量，很容易發(fā)現(xiàn)軸徑超標(biāo)，作為一般的問題分析，我們很容易下結(jié)論：來料問題，加大進(jìn)貨檢的抽查比例。然而作為RCA分析來說，這樣的結(jié)論是不符合要求的，我們還需要分析到供應(yīng)鏈最下端供應(yīng)商的“人、機(jī)、法、料、環(huán)”環(huán)節(jié)。RCA分析過程如下：

(1)按照2個(gè)不同的到貨批次，從庫房各抽取10個(gè)樣件，進(jìn)行軸徑測量后發(fā)現(xiàn)20個(gè)樣件均在設(shè)計(jì)尺寸范圍內(nèi)，兩批次測量數(shù)的過程能力指數(shù)Cpk分別為1.22、1.18，都沒有達(dá)到要求的1.33，兩批一起綜合后的Cpk僅為0.96。通過數(shù)據(jù)分析可知：該軸的軸徑尺寸，雖然都符合要求，批次內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定，但不同批次間差異較大，遠(yuǎn)沒有達(dá)到Cpk≥1.33的要求，軸徑的加工標(biāo)準(zhǔn)化控制能力不足，產(chǎn)生次品概率大。

(2)該軸到北京縱橫機(jī)電科技有限公司前，在甲供應(yīng)商處完成成型加工后，再到乙供應(yīng)商處進(jìn)行表面處理(磷化)。通知甲供應(yīng)商，分別按照下列方式，各提供10個(gè)樣件軸徑的測量數(shù)據(jù)。

①保持操作人員(甲)不變，同一天在不同的2套(標(biāo)注為1,2)設(shè)備上各生產(chǎn)的10個(gè)樣件。

②更換操作人員(乙)，在同樣設(shè)備上各生產(chǎn)10個(gè)樣件。

將甲乙操作人員分別在設(shè)備1上生產(chǎn)的20個(gè)樣件測量數(shù)據(jù)，計(jì)算其Cpk為0.86，將甲操作人員在設(shè)備1、2上生產(chǎn)的共20個(gè)樣件測量數(shù)據(jù)，計(jì)算其Cpk為1.26。通過數(shù)據(jù)分析可知，供應(yīng)商(甲)作業(yè)人員的個(gè)體差異較大，在設(shè)備間的性能穩(wěn)定情況下，我們初步可以判定供應(yīng)商的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化水平不足，需要供應(yīng)商及時(shí)完善作業(yè)指導(dǎo)、細(xì)化到動(dòng)作標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)工藝紀(jì)律檢查，后續(xù)可以再按照上述抽樣方式進(jìn)行整改后的效果評(píng)估。對(duì)于乙供應(yīng)商的加工能力評(píng)估，同樣可以按照上述方式開展。

根據(jù)上述案例看出，對(duì)于RCA分析是一個(gè)長期的、復(fù)雜的工程，完整的管理流程支撐和專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)都是必不可少的。

2.3 ANDON系統(tǒng)

通過增加ANDON系統(tǒng)達(dá)成以下目標(biāo)：

(1)可視化和透明化車間現(xiàn)場狀況；

(2)實(shí)現(xiàn)工位和相關(guān)人員的快速互動(dòng)(例如線邊庫、工藝人員等)；

(3)實(shí)現(xiàn)裝配過程中問題的分級(jí)上報(bào)機(jī)制；

(4)問題發(fā)生時(shí)第一時(shí)間發(fā)送短信給相關(guān)人員；

(5)統(tǒng)計(jì)各崗位響應(yīng)時(shí)間及有效工作時(shí)間。

圖5 ANDON顯示屏布局示意圖

如圖5所示，閥類車間涉及到35個(gè)工位，共采用5個(gè)40寸顯示屏(一體機(jī))，每個(gè)工位共有4個(gè)ANDON按鈕，分別對(duì)應(yīng)生產(chǎn)中斷的問題類型：設(shè)備、質(zhì)量、缺料和工藝。ANDON系統(tǒng)設(shè)為5級(jí)呼叫，分別為：

班組長、工程師、部門主任、主管副總、總經(jīng)理

當(dāng)工位出現(xiàn)不可持續(xù)生產(chǎn)的故障時(shí)，有作業(yè)人員先自行判定“生產(chǎn)中斷”問題分類，選擇不同的問題上報(bào)按鈕。通過系統(tǒng)設(shè)定：

第一時(shí)間，短信通知到班組長，工位三色燈同時(shí)進(jìn)行提示；

當(dāng)生產(chǎn)在10 min內(nèi)，得不到恢復(fù)，系統(tǒng)自動(dòng)短信通知到相應(yīng)的工程師；

當(dāng)生產(chǎn)在30 min內(nèi)，得不到恢復(fù)，系統(tǒng)自動(dòng)短息通知到相應(yīng)的部門主任；

當(dāng)生產(chǎn)在60 min內(nèi)，得不到恢復(fù)，系統(tǒng)自動(dòng)短信通知到相應(yīng)的主管副總；

當(dāng)生產(chǎn)在180 min內(nèi)，得不到恢復(fù)，系統(tǒng)自動(dòng)短信通知到總經(jīng)理。

如表1所示，通過顯示屏信息可知，工位1目前的OEE損失，主要由設(shè)備故障、來料質(zhì)量不良、缺料和工藝問題所造成，除了來料質(zhì)量不良問題尚未解決，其余問題均已得到解決，根據(jù)來料問題引起的停產(chǎn)時(shí)間(10 min<12 min<30 min)來看，目前該問題處理正處于ANDON系統(tǒng)呼叫的第3層級(jí)，問題信息已傳達(dá)到質(zhì)量部門主任。

表1 ANDON顯示屏工位實(shí)時(shí)信息案例

通過ANDON系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“透明化”管理流程數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集和統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合RCA分析，推動(dòng)CIP標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高。同時(shí)通過ANDON系統(tǒng)的逐級(jí)上報(bào)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)車間現(xiàn)場臨時(shí)快速恢復(fù)生產(chǎn)，確保車間整體OEE水平。

3 結(jié)束語

從管理方法的角度，研究如何提高車間整體OEE水平。通過以提高車間現(xiàn)場“透明化”管理水平為抓手，建立起：快速發(fā)現(xiàn)問題→暴露問題→分析問題→解決問題→效果評(píng)估→形成標(biāo)準(zhǔn)的問題解決機(jī)制，實(shí)現(xiàn)以解決生產(chǎn)問題、消除浪費(fèi)為導(dǎo)向，拉動(dòng)生產(chǎn)管理體系的精益化轉(zhuǎn)變。目前通過縱橫閥類班組"透明化"管理項(xiàng)目的實(shí)施，試點(diǎn)工位的生產(chǎn)效率均實(shí)現(xiàn)了10%以上的提升，優(yōu)化生產(chǎn)管理流程5條以上，通過RCA分析，對(duì)供應(yīng)商的生產(chǎn)技術(shù)也起到了很大的推進(jìn)作用。