關(guān)于精益制造技術(shù)在汽車板裁切過程中應(yīng)用的研究

文／宋浩銘，徐賀坤，齊康寧·長城汽車股份有限公司

隨著全球后疫情時代的到來，國家對于汽車行業(yè)的政策放寬，汽車行業(yè)必將再次迎來雨后春筍般的增長，汽車制造過程的成本控制無疑就成了各項管理活動的關(guān)鍵要素。本文特別針對汽車板裁切生產(chǎn)過程中的成本遞減活動做了詳細(xì)的描述，對汽車板裁切生產(chǎn)過程中所有費用發(fā)生項目進(jìn)行梳理，明確管控項目。從現(xiàn)狀價值流分析、識別內(nèi)外部標(biāo)桿進(jìn)行同工程對比，兩個方面開展浪費點的識別及改進(jìn)工作。

近年來，中國制造業(yè)在世界制造業(yè)中的地位日益加強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)面臨新形勢，車企競爭日益激烈，成本壓力劇增，現(xiàn)公司面臨疫情防控及芯片短缺的雙重壓力，降本工作迫在眉睫，因此將新時代的科技成果運用到我們公司的汽車生產(chǎn)程序中，科學(xué)技術(shù)成果與穩(wěn)固有序的生產(chǎn)流程相結(jié)合將會給公司生產(chǎn)效率帶來一次質(zhì)的飛躍。

在保證品質(zhì)的前提下，不斷追求成本的持續(xù)遞減，為削減固定費用、減少生產(chǎn)過程制造成本，降低整車單臺制造成本，成立改善小組，以《關(guān)于精益制造技術(shù)在汽車板生產(chǎn)過程中應(yīng)用的研究》為課題，進(jìn)行研究。

課題分析

課題一：現(xiàn)狀價值流分析

對開卷線(擺剪線、落料1/2/3 線、飛剪1/2 線、拼焊1/2 線)原材料存儲、板料加工過程、板料存儲、轉(zhuǎn)運過程，逐項進(jìn)行觀察、通過現(xiàn)狀價值流分析(共計涉及16 個環(huán)節(jié))，共計識別問題2 項，具體見表1。

表1 開卷、運輸、沖壓價值流分析

問題描述：涉及156 種產(chǎn)品，經(jīng)過現(xiàn)狀價值流繪制分析(表2)發(fā)現(xiàn)：落料線之間生產(chǎn)負(fù)荷差距19%，需結(jié)合制造成本重新排列產(chǎn)品矩陣，消除浪費。涉及2 種產(chǎn)品，KD 拼焊板因工藝設(shè)計缺陷，導(dǎo)致半成品板料存在2 次翻板、轉(zhuǎn)運的浪費。

表2 精剪、翻板、焊接價值流分析

課題二：標(biāo)桿對比：

運用IE 七大手法中的流程分析法，對開卷線設(shè)備加工過程，從制件間、工位間、線體間、車間之間、集團(tuán)內(nèi)/外具備板料加工能力的單位進(jìn)行橫展對比，共計識別問題3 項，具體見表3。

表3 橫展對比當(dāng)中識別的三項問題

⑴問題一：臟/凈輥工序，自動化生產(chǎn)過程設(shè)備空轉(zhuǎn)；

我司工藝：一工位人員操作臟/凈輥落下，正轉(zhuǎn)將卷料送至料頭剪位置；

標(biāo)桿工藝：徐水開卷線自動化生產(chǎn)過程中不使用臟輥；

標(biāo)桿單位：徐水。

⑵問題二：清洗機(jī)工序，內(nèi)板件清洗存在過剩；

我司工藝：用于一般冷軋鋼板或鍍鋅鋼板的清洗；

標(biāo)桿工藝：飛剪線內(nèi)板件不使用清洗機(jī)；

標(biāo)桿單位：沖壓企業(yè)。

⑶問題三：碼垛皮帶工序，碼垛皮帶空轉(zhuǎn)；

我司工藝：將板料由取料區(qū)傳送至碼垛；

標(biāo)桿工藝：1/2 號碼垛皮帶交替使用；

標(biāo)桿單位：寶鋼。

案例分享

案例一：關(guān)于拼焊線人員優(yōu)化的改善

⑴改善前描述。

精剪機(jī)在生產(chǎn)劈板制件時(一分為二)作業(yè)繁瑣，精剪機(jī)定位尺只有后頂尺(圖1)，無法滿足剪板加去焊接邊同時作業(yè)，過程需周轉(zhuǎn)兩次，且板料周轉(zhuǎn)后存在劃傷，需翻板處理后進(jìn)行碼垛。

圖1 精剪機(jī)定位尺只有后頂尺

⑵改善思路。

增加精剪機(jī)前頂尺裝置(圖2)，剪板加去焊接邊作業(yè)一次性完成，消除板料周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，降低板料劃傷程度(由劃傷變?yōu)閯澓?，取消翻板作業(yè)，對叉車作業(yè)進(jìn)行整合，將精剪機(jī)叉車作業(yè)整合到拼焊線叉車工，拼焊2 線副機(jī)手翻板人員作業(yè)取消，將上料作業(yè)合并為拼焊1 線副機(jī)手作業(yè)。

圖2 增加精剪機(jī)前頂尺裝置

⑶改善成果：優(yōu)化精剪機(jī)叉車工1 人，優(yōu)化拼焊二線副機(jī)手1 人，年度收益20.4 萬元。

案例二：關(guān)于剪板機(jī)人員優(yōu)化的改善

⑴改善前描述。

剪板機(jī)正常生產(chǎn)時需要一人在剪板機(jī)的后方，生產(chǎn)過程中需人員手動下降，生產(chǎn)過程中未及時下降或下降較多，頻繁造成卡料異常，需人工處置，在處置異常時需要手動停止皮帶、拍打，未及時停止，存在擠傷人員的隱患。

⑵改善思路。

對剪板機(jī)進(jìn)行升級，增加程序、檢測，實現(xiàn)碼垛自動下降，取消人員碼垛，對剪板機(jī)后側(cè)碼垛區(qū)域使用光柵進(jìn)行防護(hù)，增加程序來實現(xiàn)人員進(jìn)入碼垛區(qū)域，皮帶、拍打自動停止。

⑶改善成果：優(yōu)化剪板機(jī)碼垛1 人，年度收益10.2 萬元。

案例三：關(guān)于碼垛皮帶能耗遞減的改善

⑴改善前描述。

飛剪1/2 線及落料2/3 線板料輸送方式為皮帶傳送方式，皮帶由伸縮皮帶及兩段碼垛皮帶輸送皮帶組成，自動化生產(chǎn)模式下，碼垛切換生產(chǎn)，1、2號碼垛輸送皮帶及降速輥同時轉(zhuǎn)動，存在空轉(zhuǎn)現(xiàn)象(圖3)。

圖3 1、2 號碼垛輸送皮帶空轉(zhuǎn)現(xiàn)象

⑵改善思路。

通過對皮帶程序進(jìn)行更改，實現(xiàn)線體自動化生產(chǎn)過程中，使用的時候碼垛皮帶轉(zhuǎn)動，不使用的時候碼垛皮帶自動停止，減少設(shè)備空轉(zhuǎn)現(xiàn)象(圖4)。

圖4 減少碼垛輸送皮帶空轉(zhuǎn)現(xiàn)象

⑶改善成果：皮帶電機(jī)功率為27.55kW，涉及4條線體，以電費0.71 元/度計算，年度收益為22.5萬元/年。

案例四：關(guān)于落料2/3 線清洗機(jī)節(jié)能、降耗的改善

⑴改善前描述。

鋼廠加工過程中已對卷料表面進(jìn)行清洗、涂油，潔凈度可達(dá)到內(nèi)板件使用要求，落料3 線生產(chǎn)內(nèi)板制件再次使用清洗機(jī)清洗、涂油，存在能源(電)、清洗防銹油浪費現(xiàn)象，如圖5 所示。

圖5 板料與輥輪問題描述

⑵改善思路。

①通過對開卷及沖壓清洗機(jī)構(gòu)造對比分析，如果直接停用，存在板料劃傷風(fēng)險；

②運用防錯十大原理之“隔離原理”，將板料與清洗機(jī)引入輥、刷輥、擠干輥分開，對清洗機(jī)前、后承料臺使用墊片分別加高6mm(圖6)消除劃傷問題，同時對清洗機(jī)出料口平臺間隙進(jìn)行補(bǔ)焊，消除卡料問題。

圖6 兩側(cè)臺使用墊片增高

⑶改善成果：臟/凈輥電機(jī)功率為10.76kW，涉及2 條線體，電費為0.71 元/度，年度收益為2.64萬元/年，年度節(jié)省清洗防銹油4300L，合計5400 元。

案例五：關(guān)于開卷線自動化臟輥、凈輥停用的改善

⑴改善前描述。

臟/凈輥僅在手動穿卷過程使用，自動化生產(chǎn)臟/凈輥處于打開狀態(tài)，與設(shè)備滾輪同步運行，存在空轉(zhuǎn)能源浪費現(xiàn)象(圖7)。

圖7 臟/凈輥空轉(zhuǎn)現(xiàn)象

⑵改善思路。

運用ECRS原則對開卷線自動生產(chǎn)過程進(jìn)行簡化，通過控制程序設(shè)定，自動化生產(chǎn)時取消臟/凈輥使用，減少設(shè)備能耗(圖8)。

圖8 自動化生產(chǎn)時取消臟/凈輥使用

⑶改善成果：臟/凈輥電機(jī)功率為33.38kW，涉及5 條線體，電費為0.71 元/度，年度收益為28.4 萬元/年。

案例六：關(guān)于R2500 弧剪模具轉(zhuǎn)線生產(chǎn)及合并線體管理的改善

⑴改善前描述。

①現(xiàn)階段落料1、2、3 線產(chǎn)能不飽和，存在人員等待浪費現(xiàn)象；

②R2500 弧剪模具共計承擔(dān)制件21 種，牽引車日調(diào)撥8 次，存在牽引車調(diào)撥燃油浪費問題。

③飛剪1/2 線/剪板機(jī)班組配置9 人，線體生產(chǎn)任務(wù)小，管理幅度小，見圖9(a)。

⑵改善思路。

①結(jié)合落料1、2、3 線產(chǎn)能，識別將R2500 弧剪模具轉(zhuǎn)至落料1 線生產(chǎn)，崗位整合二工位、壓力機(jī)及三工位共計3 人，見圖9(b)；

圖 9 改善前后人員使用對比圖

②日減少牽引車調(diào)撥物料次數(shù)2 次，節(jié)省燃油費用；

③剪板機(jī)生產(chǎn)管理劃分至拼焊，飛剪生產(chǎn)管理劃分至落料，崗位整合 2 人，飛剪班長、自由人。

⑶改善成果：優(yōu)化5 人收益為51 萬元/年(含代理班長1 名)；節(jié)省物流成本1 趟/次/天，合計1.26 萬元/年。

結(jié)束語

“精益生產(chǎn)”這個理念公司一直在推行，其意思就是利用杜絕浪費和無間斷的作業(yè)流程，而非分批和排隊等候的一種生產(chǎn)方式。精益生產(chǎn)又稱精良生產(chǎn)，其中“精”表示精良、精確、精美，“益”表示利益、效益等，或者說精：即少而精，不投入多余的生產(chǎn)要素，精益生產(chǎn)就是及時制造，消滅故障，消除一切浪費，向零缺陷、零庫存發(fā)展。精益生產(chǎn)給了我們一個理念，精益生產(chǎn)也是一種文化。