魏亞光 周炳海

（同濟(jì)大學(xué) 機(jī)械與能源工程學(xué)院 上海 201804）

QCD(Quick Exchange Die)快速換模是一個(gè)理論與一組技術(shù)相結(jié)合的體系，這些技術(shù)使設(shè)備調(diào)整和換線(xiàn)作業(yè)在短時(shí)間內(nèi)完成成為可能。QCD源于對(duì)模具和設(shè)備治具調(diào)整的改善，其原理亦可以應(yīng)用于所有換模需求的換線(xiàn)流程。

需要特別指出的是，也許所有的調(diào)整時(shí)間在十分鐘內(nèi)完成是不可能的，但是在絕大多數(shù)案例中，QCD都成功的使換模時(shí)間顯著減少。

本文將這種理論體系引入到精沖生產(chǎn)線(xiàn)換模時(shí)間減少的效率改善。

1 問(wèn)題描述

A公司是從事汽車(chē)零部件的制造，主要生產(chǎn)方式有精沖生產(chǎn)線(xiàn)和二道加工生產(chǎn)區(qū)域。從全廠(chǎng)來(lái)看，目前的制造瓶頸主要在精沖生產(chǎn)線(xiàn)，而且精沖生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備昂貴，故公司改善的重點(diǎn)自然就放到了提高設(shè)備利用率上。如果能快速完成產(chǎn)品型號(hào)的切換，減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間，使昂貴的精沖生產(chǎn)線(xiàn)效率最大化，公司產(chǎn)能也將大大提高，并從中獲得巨大收益。

公司專(zhuān)門(mén)成立了改善小組，對(duì)精沖生產(chǎn)線(xiàn)的現(xiàn)狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。取公司的五條精沖壓機(jī)的平均月度OEE為研究對(duì)象，據(jù)統(tǒng)計(jì)，改善前精沖生產(chǎn)線(xiàn)平均的綜合設(shè)備效率OEE為49%。而在影響OEE的指標(biāo)中，換模、換料占了其主要部分。

2 效率及停機(jī)分析

根據(jù)一個(gè)月的數(shù)據(jù)，制作停機(jī)率統(tǒng)計(jì)圖，如圖1所示。從圖中可見(jiàn)在所有損失中，模具換線(xiàn)導(dǎo)致的時(shí)間損失是最大的，其次是模具維修故障。于是公司決定從減少精沖模具換型時(shí)間入手，其次是提高生產(chǎn)中模具的穩(wěn)定性。

圖1 停機(jī)率統(tǒng)計(jì)圖

3 快速換線(xiàn)QCD

QCD理論的基本原理是：嚴(yán)格劃分“內(nèi)部操作時(shí)間”和“外部操作時(shí)間”；將“內(nèi)部操作時(shí)間”轉(zhuǎn)化為“外部操作時(shí)間”；以此減少“內(nèi)部操作時(shí)間”，同時(shí)通過(guò)分析和改善以縮短內(nèi)部操作時(shí)間，將改善分為兩大步驟。

現(xiàn)有換模作業(yè)過(guò)程的分析：首先，由負(fù)責(zé)精沖生產(chǎn)線(xiàn)的主管、領(lǐng)班、技術(shù)員、改善人員成立的研究小組現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)察整個(gè)換模過(guò)程。對(duì)換模時(shí)的動(dòng)作進(jìn)行分解、分析、時(shí)間記錄。如表1所示，為改善前時(shí)間分析表，將整個(gè)換線(xiàn)過(guò)程分成33個(gè)動(dòng)作逐步加以分析。根據(jù)分析，可以看到原換型過(guò)程中存在著大量的浪費(fèi)，如工具尋找、下一模具的吊環(huán)安裝、蓋板安裝等原本可以在設(shè)備停機(jī)前做好的工作。同時(shí)可以看到絕大多數(shù)工作都是串行完成。另外，改善前的作業(yè)順序也較為復(fù)雜，有許多不必要的作業(yè)存在。通過(guò)并行作業(yè)及充分的換線(xiàn)準(zhǔn)備,可以大大減少換線(xiàn)過(guò)程中的浪費(fèi)。需要盡量使設(shè)備停下來(lái)后作業(yè)人員只在設(shè)備前很短“內(nèi)部操作時(shí)間”的范圍內(nèi)進(jìn)行有效“外部操作時(shí)間”作業(yè)。

表1 改善前時(shí)間分析表

根據(jù)上述的更換流程描繪及現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)察，改進(jìn)小組提出了下列改進(jìn)方案：

將“內(nèi)部操作時(shí)間”盡可能轉(zhuǎn)換成“外部操作時(shí)間”，讓精沖生產(chǎn)線(xiàn)的停機(jī)時(shí)間盡量縮短。如可以提前準(zhǔn)備的事項(xiàng)進(jìn)行分析歸類(lèi)，工具，吊帶，下一模具安全檢查，下一模具吊環(huán)安裝，下一模具蓋板安裝等都提前準(zhǔn)備好。并按照下一工作單準(zhǔn)備的原則，充分做好換型前的所有準(zhǔn)備工作，減少模具換線(xiàn)過(guò)程中的準(zhǔn)備時(shí)間。經(jīng)過(guò)改善小組多次討論分析，歸納出如表2的計(jì)劃改善時(shí)間分類(lèi)表。

表2 計(jì)劃改善時(shí)間分類(lèi)表

通過(guò)5W+1H 分析方法分析每一個(gè)動(dòng)作，并基于4個(gè)最基本的動(dòng)作經(jīng)濟(jì)性：減少動(dòng)作數(shù)、同時(shí)進(jìn)行動(dòng)作、動(dòng)作距離縮短、動(dòng)作盡量舒適?？紤]換線(xiàn)動(dòng)作盡量不需要工具，如果必須用工具，考慮簡(jiǎn)單的工具和功能性省力化工具，普通操作工就能進(jìn)行。工具也還存在改進(jìn)的空間，通過(guò)設(shè)計(jì)具有自動(dòng)推拉功能的機(jī)械臂，可以大大減少模具推入和拉出的時(shí)間和人力，減少作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、安全性以及提高效率。

合理重排換線(xiàn)作業(yè)順序，標(biāo)準(zhǔn)化整個(gè)過(guò)程，如表2，計(jì)劃改善時(shí)間分類(lèi)表所示。改善后整個(gè)換模內(nèi)部時(shí)間需20′20″，計(jì)劃改善前的換模時(shí)間為53′20″。

根據(jù)計(jì)劃改善的動(dòng)作以及時(shí)間分析，針對(duì)每個(gè)可能改善的動(dòng)作進(jìn)行外部時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。比如針對(duì)1～7的動(dòng)作可以完全在換模前由模具技術(shù)員完成，并將模具運(yùn)送到壓機(jī)邊標(biāo)準(zhǔn)模具放置臺(tái)的指定位置，模具放置臺(tái)設(shè)計(jì)兩個(gè)模具位置，一個(gè)是壓機(jī)上正在生產(chǎn)的模具位置，一個(gè)是下一工單需要的模具，模具放置臺(tái)如圖2所示。

圖2 模具放置臺(tái)

關(guān)于模具的蓋板，原則上每一個(gè)精沖生產(chǎn)線(xiàn)準(zhǔn)備2套一樣的模具蓋板，在下一個(gè)工單準(zhǔn)備的時(shí)間一并準(zhǔn)備好，這樣在模具準(zhǔn)備階段即可安裝完畢，無(wú)需等待下模以后再來(lái)交換安裝，節(jié)省表2中的21～25項(xiàng)的作業(yè)動(dòng)作。蓋板精沖生產(chǎn)線(xiàn)如圖3所示。

圖3 模具蓋板精沖生產(chǎn)線(xiàn)

關(guān)于模具的拉出和推進(jìn)，根據(jù)改善的動(dòng)作經(jīng)濟(jì)性原則，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的模具推拉手臂取代作業(yè)人員的手工作業(yè)方式，模具推拉機(jī)械臂，如圖4所示。

圖4 模具推拉機(jī)械臂

4 改善后評(píng)價(jià)

改善后，通過(guò)為期六個(gè)月的實(shí)施，截至 2016年12月統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，單次換模時(shí)間由原來(lái)的53′20″減少到 20′20″，設(shè)備綜合效率OEE從改善前的49%提高到70%，充分證實(shí)了以QCD快速換模改善活動(dòng)的有效性，提高了精沖生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)效率，并大幅節(jié)約了新的精沖生產(chǎn)線(xiàn)的投資，增強(qiáng)了公司的運(yùn)營(yíng)績(jī)效，降低了產(chǎn)品的內(nèi)部成本，提高公司的市場(chǎng)的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

5 結(jié)語(yǔ)

基于 QCD的改善活動(dòng)歸根到底是為了提高設(shè)備利用率，從而提高設(shè)備綜合效率。本文通過(guò)分析A公司的精沖生產(chǎn)線(xiàn)運(yùn)行狀況，進(jìn)行了其換模停機(jī)原因分類(lèi)分析。從實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)說(shuō)，所制訂的改善措施是合理有效的，對(duì)A公司提高設(shè)備利用率起到了重要作用。