基于快速換模的行列機利用率改善

李長苓 辛玉杰 李少波

摘要：在工業(yè)制造業(yè)[1]的生產(chǎn)中，快速換模對于企業(yè)來說能大大的提高生產(chǎn)效率以及整體設備的利用率，能保證多品種小批量的產(chǎn)品穩(wěn)定生產(chǎn)。本文對A公司的生產(chǎn)不同類型的玻璃瓶的行列機進行快速換模研究[2]，通過分析換模的流程，內(nèi)部向外部的作業(yè)單向轉化，縮短作業(yè)時間的步驟進行改善，間接降低了內(nèi)燃機為動力源的成本。

Abstract： In the production of industrial manufacturing industry， rapid die change for enterprises can greatly improve the production efficiency and the overall equipment utilization ， and ensure the stable production of multi variety and small batch products. In this paper， a company's production of different types of glass bottles row and column machine for rapid die change research ， through the analysis of the die change process， internal and external operation unidirectional transformation， shorten the operation time steps to improve. The cost of internal combustion engine as power source is reduced indirectly.

關鍵詞：快速換模;行列機;設備的綜合利用率;內(nèi)燃機

Key words： SMED;line machine;equipment utilization;internal-combustion engine

中圖分類號：TK411+.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）15-0156-02

0? 引言

隨著市場競爭的日益嚴重，對于一些制造型的企業(yè)來講，傳統(tǒng)的大批量的生產(chǎn)方式會導致庫存的積壓和生產(chǎn)成本的提高，而且客戶的多樣式、高質(zhì)量、高效率的要求是一個挑戰(zhàn)。那么為了適應市場的需要，必須革新生產(chǎn)的技術。傳統(tǒng)的換模技術雖然是通過極少的人工來進行，但是還是浪費了產(chǎn)能?？焖贀Q模技術打破了這個瓶頸，既可以保持生產(chǎn)能力，又不用擔心庫存積壓而產(chǎn)生的一系列問題。

本文研究對象是具有一定生產(chǎn)規(guī)模的玻璃制品公司，主要生產(chǎn)多種樣式與大小的玻璃瓶等一系列玻璃制品。對不同類型玻璃瓶的成型車間進行了快速換模的研究，通過收集行列機成型設備的數(shù)據(jù)，分析了其中的換模流程的裝備時間與調(diào)整時間等，其中盡最大努力將內(nèi)部作業(yè)時間轉化為外部作業(yè)時間，進一步再縮減外部的工作時間，制定標準的換模作業(yè)的流程，從而達到提高行列機利用率。

1? 快速換模技術概念

快速換模技術最早由日本豐田公司的工程師新鄉(xiāng)重夫提出。快速換模是能顯著縮短換模時間的一種方法。當一種產(chǎn)品完成之后，需要暫停生產(chǎn)線更換模具，包括考慮原料的配比等因素，從成本來講，換模具這些時間是沒有價值的產(chǎn)出時間。通過工業(yè)工程的方法，快速換模能緩解生產(chǎn)庫存與生產(chǎn)能力的矛盾，提高人員的工作效率與設備的利用率。

快速換模的流程有以下幾部分：①劃分內(nèi)外部作業(yè);②將內(nèi)部作業(yè)轉化為外部作業(yè);③減少內(nèi)部作業(yè)工作時間;④減少外部作業(yè)工作時間;⑤持續(xù)完善，爭取邁向“零”切換。其中關鍵的兩部分就是如何區(qū)分內(nèi)外部作業(yè)及如何將內(nèi)部作業(yè)轉換為外部作業(yè)，就可以針對不同的步驟進行優(yōu)化，從而達到提高設備的利用率的目的。

2? 問題描述

A公司生產(chǎn)線主要由內(nèi)燃機帶動的行列機等一系列機器傳動進行生產(chǎn)。玻璃瓶的生產(chǎn)工藝一般包括配料、熔化、成型、退火、檢驗等。內(nèi)燃機工作原理是將熱能轉化為機械能，但是內(nèi)燃機每次開動的成本幾乎一致并且消耗大量時間，于此通過快速換模技術[2]來改善行列機的利用率，從而最大程度提高了內(nèi)燃機的利用效率。

衡量設備的整體運轉情況，我們常用OEE來表示，OEE的計算公式=時間開動率×產(chǎn)品合格率×性能開動率，通過收集2020年6月和7月的原始數(shù)據(jù)，玻璃瓶產(chǎn)線各生產(chǎn)設備綜合效率如圖1所示。行列機成型的整體設備的綜合效率只有61%左右，有著很大的改善空間。針對行列機換模時間和其他工序的對比，具體數(shù)據(jù)由圖2所示，可以得知行列機換模時間占無價值時間總比的74.5%，因此縮短換模時間是提高OEE的關鍵。

3? 改善與實施

改善公司現(xiàn)用的換模技術，首先現(xiàn)收集換模的流程與數(shù)據(jù)并且保存，便于以后的分析，記錄一次行列機換模過程和各部分的作業(yè)時間，如表1所示，可以看出整體換模時間為39.9分鐘，內(nèi)部作業(yè)總時間為34.4，外部作業(yè)總時間為5.5，內(nèi)部作業(yè)所占的整體的比例是86.21%。

通過分析步驟7、步驟8、步驟13和步驟16這幾個內(nèi)部作業(yè)可以轉化為外部作業(yè)，并且步驟13可以和步驟16合并為檢驗一次，使得內(nèi)部時間縮短了5分鐘。通過初步改善使得整個換模的比例從86.21%下降到73.68%。

經(jīng)過初步的改善，有了一定好轉，為了進一步提高行列機成型的整體效率，通過繪制魚骨圖，分析得到影響整體效率的關鍵因素如圖3所示。

①將步驟6清潔舊模具可以在安裝之前就清潔好或者在使用后清潔保存，采用專業(yè)的器具，可以采用一次性的，不要反復利用，這樣時間從4分鐘縮短至2.5分鐘。

②步驟7和8采用模具專業(yè)的小車或者加一個傳送帶，縮短了人工搬運的時間，或者提前將模具準備好放置在機器旁，方便隨時更換。時間由3分鐘縮短至1.5分鐘。

③步驟10模具的定位，可以提前將機械手臂擺正，將螺絲固定，避免左右歡動，可將底模先放置好，來縮短模具定位的時間，從3分鐘減少至1.5分鐘。

④步驟14和15可根據(jù)ECRS原則[3]，進行合并，在固定模具的同時，先將模具內(nèi)部刷油，然后再固定，不需要二次打開，則時間減少了0.2分鐘。

⑤步驟17將檢驗人員進行定期培訓，增加專業(yè)知識，時間由0.5分鐘縮短至0.2分鐘。改善后的行列機換模流程和作業(yè)時間，如表2所示。

4? 總體改善效果評價

根據(jù)以上快速換模的改善方案，換模時間節(jié)省了25.39%。通過縮短換模時間，行列機成型綜合效率得到明顯改善，提高了生產(chǎn)效率，設備利用率因為換模時間的縮短而提高，具體見圖4。

不難看出，行列機利用率由改善前的60.85%提高到了改善后的76.94%，改善的效果比較明顯?？焖贀Q模有助于企業(yè)生產(chǎn)更加均衡和靈活，能滿足不同客戶對產(chǎn)品的需求，使企業(yè)增強了競爭力[3]，從而在內(nèi)燃機工作的情況下，提高了生產(chǎn)效率，將機械能的利用放到最大，未來應該多投入精力研發(fā)快速換模技術。

參考文獻：

[1]周子業(yè)，姜淑鳳，高福生，等.“工業(yè)工程”技術發(fā)展促進現(xiàn)代企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的管理路徑研究[J].時代農(nóng)機，2020，47（1）：38-39，41.

[2]趙慧凱.研究工業(yè)工程技術在設備管理與維修中的應用[J]. 中國設備工程，2018，30（04）：29-30.

[3]都云飛，張宗富.快速換模（SMED）在工程機械制造工廠的應用研究[J].建設機械技術與管理，2013（11）：104-106.