■ 曹玉亭，賀亮，邵巖海，孫相知

1. 概述

我公司是一家專門生產(chǎn)汽車制動盤的企業(yè)。目前有5個熱工部，電爐為中頻感應(yīng)電爐，容量3.5～12t，數(shù)量26臺，每天鐵液熔煉量1700t，材質(zhì)為HT200、HT250和高碳灰鑄鐵，年生產(chǎn)鑄件達(dá)30萬t。熔煉工部微調(diào)過程中鐵液需經(jīng)過多次調(diào)整才能合格。以往鐵液微調(diào)過程中合金重量的計算環(huán)節(jié)和稱重環(huán)節(jié)的操作，員工執(zhí)行起來極其不便，熔煉工藝只有配比百分?jǐn)?shù)，操作者憑人工計算（見圖1），加上工裝設(shè)計的缺陷，員工有時候憑經(jīng)驗稱量(甚至不稱量)，造成多次成分調(diào)整，熔煉時間長，用電量大，并且完全沒有防錯措施，現(xiàn)場未劃分區(qū)域，無明確標(biāo)識，存放合金的袋子都很相似，存在混用風(fēng)險，掩蓋了大量不精益問題，亟待解決。

2. 改善前原狀

經(jīng)前期調(diào)查，員工憑經(jīng)驗加料，沒有標(biāo)準(zhǔn)，配料人工計算，造成鐵液多次調(diào)整、熔煉時間長、用電量大。經(jīng)統(tǒng)計，鐵液最多需要經(jīng)過4次調(diào)整，增加調(diào)節(jié)時間約18min。

（1）在熔煉工藝方面 熔煉工藝只有配比百分?jǐn)?shù)，操作者在調(diào)整成分時，憑人工計算。

（2）在現(xiàn)場稱量方面 操作者在稱量合金時，操作很不規(guī)范，沒有標(biāo)準(zhǔn)。有用鐵鍬盛著合金在電子秤上稱量的，還有把合金放在廢棄的袋子上稱量的，有些合金的加入甚至未經(jīng)過稱量，完全憑經(jīng)驗加入。

（3）在合金爐料存放方面 ①現(xiàn)場未劃分區(qū)域，無明確標(biāo)識，存放合金的袋子都很相似，存在混用風(fēng)險。②爐上存放合金的材料柜，相似的合金，如錳鐵和鉻鐵，放在了相鄰的鐵制容器里，同樣存在混用風(fēng)險 。

3. 問題分析

通過魚骨刺圖（見圖2），二八法則，導(dǎo)致多次微調(diào)鐵液成分的原因是：人工計算、憑經(jīng)驗投料。

（1）人工計算 沒有現(xiàn)代化工具有效解決換算問題，計算時間長，容易出錯。

圖1 原配料流程

相關(guān)文件里對合金的加入量規(guī)定只有一個數(shù)值，沒有公差要求，根據(jù)技術(shù)文件要計算出需要添加的重量需要確定三個參數(shù)：差值、鐵液噸位、每噸添加量。員工需要計算三者的乘積來最終確定稱重量。

舉例：技術(shù)文件規(guī)定wMn每增加0.1%，加錳鐵（60Mn）1.8kg/t。

員工不但要計算實際含量與目標(biāo)含量的差值，還要乘以1.8，再乘以鐵液噸位，計算復(fù)雜，易出錯。

（2）憑經(jīng)驗投料 ①原鐵液以化學(xué)成分是否合格、溫度是否達(dá)標(biāo)為出爐標(biāo)準(zhǔn)。員工厭倦復(fù)雜的計算，時常不計算而僅憑經(jīng)驗就投料，隨意性大。②原設(shè)計只有一個稱體，當(dāng)需要調(diào)整多種合金時，員工需要反復(fù)使用一個稱體進(jìn)行稱重，易出現(xiàn)漏稱現(xiàn)象。

4. 解決方案

通過分析對合金配料系統(tǒng)進(jìn)行了構(gòu)思，如圖3所示。

將試樣從電爐送至光譜試驗室后，將合金百分比數(shù)據(jù)傳輸至軟件系統(tǒng)。軟件將自動換算加料數(shù)據(jù)，并將計算的數(shù)值傳送至儀表，準(zhǔn)確率100%，不需員工口算，員工稱量準(zhǔn)確確認(rèn)后，稱量結(jié)束，數(shù)據(jù)穩(wěn)定中限范圍，智能換算（目視化稱重)，如圖4所示。

員工根據(jù)終端電子稱儀表顯示的目標(biāo)量逐一對應(yīng)稱量，并使用安燈防錯系統(tǒng)提示稱重是否合格，如圖5所示。

5. 執(zhí)行方案并標(biāo)準(zhǔn)化

方案制訂后對員工進(jìn)行全面培訓(xùn)，使員工充分理解并嚴(yán)格按要求執(zhí)行。例如：我們編制了系統(tǒng)操作的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)，在實施前對員工進(jìn)行了培訓(xùn)。表1是“系統(tǒng)操作標(biāo)準(zhǔn)”。

每周檢查執(zhí)行情況，發(fā)現(xiàn)問題后立即反饋并制訂應(yīng)對措施。

6. 效果展示

（1）鐵液成分更加穩(wěn)定 以往人工稱量是以口算、心算添加合金元素，稱重時甚至憑經(jīng)驗添加合金，對材質(zhì)穩(wěn)定性有一定的影響，個別元素雖然在合格范圍內(nèi)，但是會因為人為因素忽高忽低。

應(yīng)用合金配料系統(tǒng)后，多數(shù)參數(shù)設(shè)置在中限范圍，并且保證了稱量范圍，鐵液化學(xué)成分更加穩(wěn)定。

圖 4

圖5 安燈防錯系統(tǒng)

表1 合金配料系統(tǒng)操作標(biāo)準(zhǔn)

（2）換算準(zhǔn)確，時間短 不需員工計算，操作簡單有效，配料時間節(jié)省5～10min。表2是配料時間統(tǒng)計。

（3）避免人因錯誤，防錯效果更佳 在設(shè)計初期對6種微調(diào)元素逐一對應(yīng)臺秤，使其保證不會出現(xiàn)漏稱和拿錯的現(xiàn)象（見圖6）。

合金元素的原材料包裝袋進(jìn)行相應(yīng)的顏色要求，顏色與托盤顏色一致，防止混料（見圖7）。

（4）稱量勞動強(qiáng)度減少 重新設(shè)計的料斗進(jìn)行了加高處理，員工在稱量時不必再彎腰（見圖8）。

（5）數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能 軟件帶有數(shù)據(jù)采集及統(tǒng)計功能，對于微調(diào)金屬用量可以有效監(jiān)控，例如：金屬銅的使用量，每次添加完畢后會形成用量報表，對銅的用量進(jìn)行監(jiān)控，配合財務(wù)部的監(jiān)控系統(tǒng)可以有效避免銅的失竊。

7. 成果與收獲

通過改善獲得以下成果：

（1）成本 很多鑄造企業(yè)從熔煉角度尋求節(jié)約成本的方法，卻忽略了在配料期間產(chǎn)生的等待和能耗浪費，該項目經(jīng)推廣全廠每年可節(jié)約電費約422萬元。

（2）提高效率 由于熔煉質(zhì)量穩(wěn)定，2016年全年一次微調(diào)合格率最高達(dá)99.7%，每爐次配料時間節(jié)省5～10min，提高生產(chǎn)效率，減少線上等待，且每個車間每天可多熔化一爐鐵液，系統(tǒng)配料比人工配料成分一致性高，質(zhì)量穩(wěn)定。

（3）員工操作更加簡單 合金稱量系統(tǒng)是“傻瓜式”操作，不需要冒著人工算錯的風(fēng)險稱量，現(xiàn)在一個秤對應(yīng)一個元素，目視化稱重，任何新員工都可以通過短時間培訓(xùn)后上崗，真正的簡單有效。

圖 6

圖 7

圖 8

表2 配料時間統(tǒng)計