黃輝宇 羅劍英 簡健揚 胡開順

(東莞理工學院 機械工程學院，廣東東莞 523808)

設備綜合效率 (Overall Equipment Efficiency，OEE)于1999年由SEMT組織提出，起源于日本汽車行業(yè)。由于實行OEE分析有助于幫助企業(yè)降低設備故障和維修成本，延長設備的使用壽命，提高勞動者的工作效率，解決工序上的瓶頸問題，提升產品質量和降低返修率，減少不必要的制造成本，最終提高企業(yè)的整體效益［1］，因此該技術逐漸從日本推廣到歐美，應用范圍含蓋了通信設備、電子、醫(yī)藥、化工、食品加工等制造行業(yè)。近年來，OEE分析技術在國內制造企業(yè)中也逐漸被推廣應用，但總體應用水平遠不及發(fā)達國家。

縫紉線行業(yè)屬于傳統(tǒng)制造行業(yè)，競爭環(huán)境激烈，成本敏感性高，同時由于其機器自動化程度高，對機器設備利用率要求較高，因此對OEE分析在縫紉線生產管理中的應用進行研究具有重要意義。

1 EE與工作抽樣的概念

1.1 OEE的定義

OEE本質是實際合格產量與負荷時間內理論產量的比值。從時間角度講，OEE計算的是合格品的凈生產時間占總可用生產時間的比例［2］。其計算公式如下:

其中:時間開動率=開動時間/負荷時間，性能開動率=產量×理論生產能力/開動時間，合格品率=合格品量/產量。

時間開動率反映了設備的時間利用情況;性能開動率反映了設備的性能發(fā)揮情況;而合格品率則反映了設備的有效工作情況。從設備的6大損失［3］來說，時間開動率度量了設備的故障或停機損失，換裝調試損失，性能開動率度量了空轉/暫停機損失、減速損失，而合格品率度量了啟動過程次品損失和生產正常運行時產生的次品損失?？梢?，分析計算OEE不是目的，而是為了分析六大損失，進而消除這些損失，提升OEE水平。

1.2 工作抽樣的概念

工作抽樣 (Work Sampling)是利用數理統(tǒng)計的原理，用隨機抽樣方法研究生產率的一種技術。它又稱為瞬時觀測法，是在一段較長的時間內，以隨機的方式對調查對象進行間斷地觀測，并按預定的目的整理、分析所調查的資料，最后得出需要的結果［4］。由于它不是全數調查，所以就會產生誤差，這又取決于抽樣的數量 (即觀測次數)。抽樣數越多，可靠性就越高;反之，可靠性就越低。但是抽樣次數多，人力、物力、財力的消耗將增加，因此就必須考慮可靠度與精度的問題。

2 基于工作抽樣的制線部OEE現(xiàn)狀分析

打線是縫紉線生產的一個最為核心生產環(huán)節(jié)，直接影響到產品的產量和品質。目前公司制線部生產尼龍線產品有101個錠子機器，而生產成衣線產品則有288個錠子機器，總共有389個錠子機器。經調查發(fā)現(xiàn)，由于種種原因，制線部現(xiàn)場設備存在大量的損失與浪費，OEE整體水平不高。下面分別通過時間開動率，性能開動率和合格品率三個方面來分析影響設備綜合效率OEE低下的根本原因。

2.1 時間開動率

2.1.1 數據收集方法——工作抽樣

由于制線部目前機器錠子總數已達到389個，錠子數量較多，一個工人一般要管理多個錠子。另外打線時也經常會出現(xiàn)偶發(fā)性的異常停機情況，控制難度很大，因此如果用傳統(tǒng)的思路去分析計算OEE的時間開動率，缺乏相應的人員配置，時間、經濟代價高，并難以統(tǒng)計數據，不利于公司OEE項目的及時開展。

基于以上考慮，項目組采用工作抽樣方法收集數據，這樣可以大大節(jié)省工作時間及費用。另外它不受時間約束，可以在較長一段時間內進行觀測，從而可以減少不同時間段之間的差異的影響，觀測也可以隨時中斷，隨時繼續(xù)，不會影響結果。此外利用工作抽樣方法收集數據還可以在無指定的可靠度下展開，即便是不太熟悉資料收集方法的人，其所提供的結果仍有意義，因而觀測者不需要經過專業(yè)的培訓;對于觀測者來說，由于是間斷抽樣，因而可以較少工作疲勞。

為了便于記錄分析，項目組經過研究分析后，將打紗時錠子出現(xiàn)停機和閑置的原因分為以下幾類:①無單停機 (用“N”表示)，有三種情況:真正意義上的沒訂單，錠子停機當時沒人在，訂單跟錠子不匹配;②因換線管所造成的停機 (用“D”表示);③因錠子出現(xiàn)故障需要維修所造成的停機 (用“M”表示);④因等待換紗造成的停機 (用“C”表示);⑤因斷線所造成的停機 (用“B”表示);⑥其他 (用“O”表示)。

2.1.2 數據收集統(tǒng)計分析過程

項目組以制線部錠子的開動情況作為調查目的，調查制線車間所有的錠子。經過3個月現(xiàn)場收集記錄數據，對每一周制線部機器錠子的停機原因次數分布情況進行了匯總，如表1所示。從表中可知造成尼龍錠子停機主要因素是無單停機“N”和換線管“D”;而造成成衣錠子停機主要因素是無單停機“N”和修機“M”;總體來說，影響當前制線部設備時間開動率的主要因素是無單停機“N”、換線管“D”和修機“M”。

表1 錠子停機原因次數分布表

表2 時間開動率統(tǒng)計計算表

2.2 性能開動率

將公司與美國公司進行對比，統(tǒng)計其打線減速損失，表3所示?？梢姡c美國公司相比，公司成衣機器錠子的減速損失達22.80%，尼龍機器錠子的減速損失達8.75%。

表3 公司與美國公司對比的打線減速損失

因此，總的錠子性能開動率為:1－(26.47% ×288/389+8.75% ×101/389)=78.13%(設備空轉損失較少，忽略)，也存在較大的提升空間。

2.3 合格品率

通過日常統(tǒng)計匯總，公司產品的合格品率達98.92%，相對時間開動率和性能開動率來說，產品合格品率暫不作為當下改善的重點。

設備綜合效率OEE=時間開動率×性能開動率×合格品率=40.19% ×78.13% ×98.92%=31.06%。可見，公司OEE水平較低，存在較大的提升空間。

3 制線部OEE提升改善研究

3.1 目標設定及VA分析

由于制線部目前的OEE的總體水平為31.06%，針對當下的現(xiàn)狀，經討論分析后，項目組確定未來三個月的OEE總體改善目標為50%，相對目前水平提升61%。

為了制定一個合理的改善行動計劃，項目小組利用了VA分析技術，對前面分析獲得的改善方向/改善重點從直接性、時間性、可行性、經濟性、技術性、推廣性等方面綜合考慮，最終討論的分析結果如表4所示?？梢?，當前要改善的順序依次是成衣減速損失、M、N、D，最后才是改善其它影響OEE水平的因素。下面分別對各種改善措施進行分析。

表4 VA分析技術評分

3.2 成衣減速損失改善

針對成衣錠子減速損失，項目組參考歐洲和美國公司的打線速度開展速度提升項目，但必須保證過程穩(wěn)定受控，長度測試、含油率測試和疏密成型測試無異常。

為此項目組將機器運行速度進行了提升，然后分別對其加工品質進行檢測。以1200A行為例，項目組將其運行速度普遍由原來的800 M/Min提升到1000 M/Min，然后借助Minitab軟件，通過控制圖判定其長度測試、含油率測試是否正常，如圖1所示，直接根據人的經驗來判斷疏密成型是否可接受。測試結果表明，機器速度提升后完全能滿足品質要求。同時項目組加強了設備的維護管理，以保證設備的穩(wěn)定性，延長設備壽命，減少故障率。

圖1 1200A行長度測試控制圖

3.3 因機器維修停機“M”改善方案

項目組通過以下兩個方面來進行改善:

1)依據TPM(Total Productive Maintenance，全員生產維護)［5］，優(yōu)化制線部維修保養(yǎng)計劃。項目組在公司宣傳引進了TPM，成立TPM推進委員會小組，以5S管理為基礎，組織全員參與生產保全，優(yōu)化制線部維修保養(yǎng)計劃，并百分百執(zhí)行計劃，爭取實現(xiàn)盡可能減少壞錠數量。全面開展自主維修活動，按照自主維修初期清掃，技術對策與攻關，自主維修臨時基準、規(guī)范的編制，總點檢，自主點檢，通過整理、整頓步入標準化，自主管理的深入七個階段去實施TPM活動，從而調動打線員的積極性，使他們成為熟悉設備的生產線員工，能夠對錠子進行日常檢查、清潔，及時發(fā)現(xiàn)設備故障并進行簡單的維護，防止錠子狀況惡化，維護及改善錠子設備。同時，開展計劃性維護活動，以最少的成本發(fā)揮錠子的最佳的效能，減少錠子突發(fā)性作業(yè)的發(fā)生，縮短保養(yǎng)作業(yè)工時。

改善效果:改善前3個月，車間平均待機修錠子數是51個，而在改善后3個月車間平均待機修錠子數是33個，大大地提升了設備時間開動率。

2)開展快速處理纏線改善活動。以前處理錠子纏線停機問題是由現(xiàn)場打線員通過使用勾刀來進行勾線，由于勾刀非常鋒利，打線員的技術不專業(yè)，因此勾線效率較慢，這樣不僅影響到打線員看錠子時間利用率，而且很容易出現(xiàn)安全事故，造成不必要的傷害和經濟損失。為了效率與安全起見，項目組建議改由兩名專業(yè)操作人員專門負責處理日常勾線作業(yè)，同時利用處理勾線以外其它的時間幫助打線員進行備線筒作業(yè)，從而可以減輕工程部人員的工作壓力，快速處理纏線問題，提高錠子時間開動率。經調查對比發(fā)現(xiàn)，改善后，平均一次處理纏線時間由之前的6.22小時減少到2.29小時。

3.4 無單停機“N”改善方案

項目組通過頭腦風暴并用因果圖按照5M1E分類法來尋找影響無單停機的主要因素 (見圖2)，并對其進行改善。

圖2 無單停機原因分析

經項目組調研討論發(fā)現(xiàn)，影響無單停機最主要的因素是訂單跟錠子不匹配和人機配比不合理所造成的停機，因此應重點對這兩個因素進行改善。為此項目組采取了以下改善措施:

1)更換機器配件，快速響應訂單變化。目前制線部主要有三種配件規(guī)格寬度的錠子，分別是10.5 CM，13.1 CM和15.5 CM，，它們分別打4.5寸，5.5寸和6.5寸的線筒。通過與工程部人員的協(xié)商，根據訂單變化和更換配件規(guī)格條件，定期實施更換機器配件，快速反應訂單變化，進而提升機器時間開動率。

2)通過時間研究，閑余能力分析，制定制線部人機配比標準表。以H1500A機行為例，首先通過觀察分析，將影響人機配比的動作單元劃分為:上紗、落線打結、接線、線放入周轉車、移動一半錠子，然后對動作單元進行詳細的目視動作研究，制定各個動作的時間標準。最后通過式 (2)，計算一個工人看管的機器臺數:

式中:N為一個工人可操作的機器數，T為一個工人操作一臺機器所需人員的動作時間 (包括從一臺機器走到另一臺機器的時間)，M為機器自動完成該項工作的時間。

通過以上分析，匯總制定各個機行的人機配比標準表，從而合理減少了錠子和工人的閑余時間，使人員和錠子的利用率得以提升。

3.5 因換線管造成的停機“D”改善方案

針對“D”來說，造成的影響主要體現(xiàn)在尼龍打線上，項目組通過兩種方法進行改善:

1)線筒改造，縮短打結時間。對線筒進行改造，以卡槽夾線頭的方式替代打結，將落線打結時間由原來的22 s減少到13 s。

2)優(yōu)化尼龍打線流程。通過對尼龍打線流程進行分析，發(fā)現(xiàn)有些工序或動作存在著不合理的環(huán)節(jié)，根據ECRS改善原則，做出針對性改善，從而減少了換線管等待時間，提高時間開動率。

3.6 改善實施后總體評價

改善前后日產量對比如表5所示。由之前分析可知OEE(前)=31.06%，故可通過下式求得改善后的OEE(后):

故:OEE(后)=31.06%×9.4/6.5=44.98%。由此可見，改善后OEE提升率為44.82%。

表5 改善前后日產量對比

4 結語

本文根據縫紉線生產的具體特點，利用工作抽樣及IE的有關分析改善技術，對某公司制線部OEE提升改善進行分析研究，取得了較為理想的應用效果。由于改善時間較短，離改善目標 (OEE水平50%)還存在一定的差距，接下來項目組將繼續(xù)通過工作抽樣尋找影響OEE水平的關鍵因素，然后通過建立完善單機設備OEE數據分析模型［6］等方式不斷改善，持續(xù)提升公司的OEE水平，從而提高公司的綜合效益及市場競爭力。

［1］王江文.基于OEE方法的J公司設備綜合效率提升研究［D］.蘭州:蘭州大學，2011.

［2］陳保強，李葆文.TPM推進實務和案例分析［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2007.

［3］李澄宇.OEE在生產管理中的應用［J］.科技情報開發(fā)與經濟，2006，16(20):198－200.

［4］Royal J.Dossett.Work －measured labor standards:the state of the art［J］.Industrial Engineering，1995，27(4):21 －25.

［5］汪蓉，黃培，季建華.面向供應鏈的全員生產維護管理模式［J］.工業(yè)工程與管理，2002，7(2):31－33.

［6］林琳，馬濤.單機設備OEE數據分析模型的建立［J］.工業(yè)工程，2008，11(3):11－122.