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        工業(yè)工程方法在軋線提效改善中的研究應(yīng)用

        2021-03-09 05:52:24龐海輪馮振亮鄭萬任臧海峰來慶斌
        中國金屬通報 2021年22期
        關(guān)鍵詞:效率工程分析

        龐海輪,馮振亮,鄭萬任,臧海峰,來慶斌

        (日照鋼鐵有限公司,山東 日照 276806)

        國內(nèi)軋鋼產(chǎn)線通過對標(biāo)、技術(shù)引進(jìn)等手段在提效改善過程中已取得巨大進(jìn)步,但產(chǎn)線效率在提升到一定水平并長久運(yùn)行后,其產(chǎn)線效率出現(xiàn)瓶頸,無法實(shí)現(xiàn)突破。

        根據(jù)往期國內(nèi)鋼鐵企業(yè)調(diào)研結(jié)果,除產(chǎn)線主體原因外,影響產(chǎn)線效率的問題主要有:

        (1)產(chǎn)線管理人員提升產(chǎn)線效率的方法多源于管理經(jīng)驗(yàn),對科學(xué)提效及避免因局部提效帶來的系統(tǒng)失衡缺乏科學(xué)指導(dǎo)和改善機(jī)制。

        (2)軋鋼生產(chǎn)現(xiàn)場未形成改善氛圍,員工缺乏合理的改善思維,即使擁有合理建議,卻無法付諸實(shí)施,最終導(dǎo)致員工對現(xiàn)場問題習(xí)以為常,喪失改善的動力。

        日照鋼鐵控股集團(tuán)有限公司是一家集燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋材于一體并配套齊全的特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。其軋鋼產(chǎn)線有H型鋼、棒材、線材、板材等多條產(chǎn)線。通過對標(biāo)、技術(shù)引進(jìn)等手段,軋鋼產(chǎn)線在提效改善過程中已取得巨大進(jìn)步。為解決產(chǎn)線提效問題,日鋼全面引入工業(yè)工程方法在解決軋鋼產(chǎn)線的提效方面做出了大量探索,并已取得一定研究成果。

        1 工業(yè)工程方法

        工業(yè)工程俗稱“改善效率”,是一門涉及人、物料、設(shè)備、信息、能源等要素的集成規(guī)劃、設(shè)計、改善、控制和創(chuàng)新的工程學(xué)科,它應(yīng)用自然科學(xué)、社會科學(xué),特別是工程技術(shù)的理論和方法,為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造、管理和服務(wù)體系的低成本、高效率和高收益的管理目標(biāo)提供有力的技術(shù)支持[1],其核心是降低成本,提高質(zhì)量和生產(chǎn)率。

        目前,寶武鋼鐵、臺灣中鋼等競爭力極強(qiáng)的鋼鐵企業(yè)在工業(yè)工程應(yīng)用方面已取得重要進(jìn)展,但國內(nèi)大多數(shù)鋼鐵企業(yè)管理者缺乏全力接入工業(yè)工程方法用以解決實(shí)際問題的經(jīng)驗(yàn),因此對于是否全力接入工業(yè)工程方法提高產(chǎn)線效率存在思想不統(tǒng)一、信心不足等問題。本文將從應(yīng)用舉例和保障手段等方面闡述引入工業(yè)工程方法對于提效的意義。

        2 工業(yè)工程方法在軋線提效中的應(yīng)用舉例

        2.1 軋線效率簡介

        軋鋼產(chǎn)線根據(jù)產(chǎn)品類型,分為板材、棒材、線材、型材等不同的產(chǎn)線,其一般的工藝流程如圖1所示。

        圖1 軋鋼工藝流程圖

        軋線的效率主要由設(shè)備決定,為準(zhǔn)確衡量軋線效率,引入設(shè)備效率的衡量工具OEE。其OEE的定義為機(jī)器設(shè)備實(shí)際生產(chǎn)數(shù)量與可能生產(chǎn)數(shù)量的比值。OEE的組成包含時間稼動率(可用率)、性能稼動率(表現(xiàn)指數(shù))、良品率(質(zhì)量指數(shù))。

        OEE=時間稼動率×性能稼動率×良品率

        其中:

        時間稼動率=(負(fù)荷時間-停機(jī)時間)/負(fù)荷時間。

        性能稼動率=理論節(jié)拍時間×投入數(shù)量/稼動時間。

        良品率=(投入數(shù)量-不良數(shù)量)/投入數(shù)量。

        2.2 常用分析方法

        軋鋼產(chǎn)線常用的工業(yè)工程方法包括程序分析、操作分析和動作分析三方面,其具體包含項目如圖2所示。程序分析為以產(chǎn)品的整個軋制過程為研究對象,從加熱到入庫運(yùn)輸進(jìn)行過程的經(jīng)濟(jì)性和合理性分析;操作分析是以操作為研究對象,使人、機(jī)、料等科學(xué)合理配置,減少作業(yè)時間消耗,提高作業(yè)效率;動作分析事宜動作為研究對象,刪除無效動作,制定最佳的動作序列。

        圖2 常用工業(yè)工程分析方法

        針對提升軋鋼產(chǎn)線OEE的三個參數(shù),結(jié)合日照鋼鐵2019年下半年以來的改善項目,舉例說明上述工業(yè)工程方法提效改善過程中的實(shí)際應(yīng)用。

        2.3 應(yīng)用實(shí)例

        2.3.1 作業(yè)率的提升(時間稼動率)

        軋鋼過程屬于典型的制造流程,其連續(xù)性、緊湊性、有序性和協(xié)調(diào)性的研究與設(shè)計關(guān)乎產(chǎn)線產(chǎn)能能否釋放[2]。某板材軋鋼產(chǎn)線在對標(biāo)時發(fā)現(xiàn),檢修時間長于國內(nèi)平均水平,利用聯(lián)合操作分析和布置與路線分析,最終得出行車效率是其縮短檢修時間的制約點(diǎn)。

        在同一時間內(nèi),檢修更換備件與更換支撐輥均需要同一部行車進(jìn)行吊裝,兩個項目無法同時進(jìn)行導(dǎo)致效率低下。通過工業(yè)工程方法分析,利用流程分析中ECRS方法中的合并原則[3],建議增加半門吊,實(shí)現(xiàn)立體交叉作業(yè),達(dá)到兩個作業(yè)項目同時進(jìn)行,減少檢修時間。經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,節(jié)省時間帶來的效益遠(yuǎn)大于投資費(fèi)用,僅此一項,每年創(chuàng)效大于1000萬元。

        2.3.2 機(jī)時產(chǎn)量的提升(性能稼動率)

        在型鋼產(chǎn)線,對生產(chǎn)率影響因素進(jìn)行工藝程序及實(shí)際操作中的動作要素分析,部分規(guī)格的冷鋸切割時長為制約生產(chǎn)效率提升的瓶頸環(huán)節(jié)。以400×400規(guī)格為例,根據(jù)圖3進(jìn)行流程改善,切尾工序與下支鋼的切頭工序進(jìn)行合并,并對部分切定尺工序進(jìn)行重排,使得每支鋼的鋸切時間由原來的15.06min,縮短為10.65min,鋸切時間大大縮短,鋸切效率提高29%。

        圖3 流程改善圖

        通過工業(yè)工程改善,鋸切效率大幅提升,此環(huán)節(jié)將不再成為機(jī)時產(chǎn)量提升的瓶頸。

        2.3.3 產(chǎn)品合格率(良品率)

        良品率是指產(chǎn)線上最終通過測試的良品數(shù)量占投入材料理論生產(chǎn)數(shù)量的比例。軋鋼產(chǎn)線要想保證較高的良品率,應(yīng)從兩方面進(jìn)行改善。一方面需要保證原料坯的質(zhì)量,另一方面需要在保證軋制速度的前提下,對表面質(zhì)量、性能等質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行合理的過程管控。

        熱軋產(chǎn)線生產(chǎn)的鋼卷因邊裂、油污等情況遭到下游冷軋工序的退卷,造成二次倒運(yùn)的浪費(fèi),經(jīng)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)退卷率達(dá)到2%。根據(jù)采用監(jiān)控的形式,對各動作要素分析和目視動作分析,發(fā)現(xiàn)油污的產(chǎn)生主要受到打油的時間影響,而邊裂的產(chǎn)生集中發(fā)生在鋼卷吊運(yùn)過程,由此實(shí)施以下改善過程。

        改善后,退卷率由原來的2%下降到0.6%左右,生產(chǎn)效率獲得極大的提升。

        通過上述舉例,運(yùn)用工業(yè)工程方法可實(shí)現(xiàn)提高產(chǎn)線效率的三個分項指標(biāo),并最終實(shí)現(xiàn)整體效率的提升。其具體的價值表現(xiàn)在。

        (1)工業(yè)工程方法的運(yùn)用找到產(chǎn)線提效的瓶頸和要因。

        (2)工業(yè)工程方法的運(yùn)用為系統(tǒng)的解決效率提升的瓶頸提供有利的管理工具。

        (3)工業(yè)工程方法的運(yùn)用大幅提高產(chǎn)線的效率,最終為企業(yè)帶來實(shí)際的效益。

        但僅靠工業(yè)工程方法并不足以持續(xù)解決產(chǎn)線提效問題,因此需要借助常用的管理工具,如PDCA、5W1H和QC7等進(jìn)行輔助管理,最終建立提效改善的長效運(yùn)行機(jī)制。

        3 長效運(yùn)行機(jī)制

        建立長效運(yùn)行機(jī)制,必然要求具有一定的組織形式、激勵方式和跟蹤機(jī)制。

        在組織形式方面,需明確成立課題的攻關(guān)步驟、推進(jìn)形式、時間節(jié)點(diǎn)、人員名單、激勵方式等要素,以便激發(fā)人員的積極性和責(zé)任感,最終培養(yǎng)出企業(yè)自身的工業(yè)工程人才[4]。

        在激勵方式的設(shè)置方面,需要參照項目類型、攻關(guān)難度、產(chǎn)生效益大小等要素進(jìn)行設(shè)定,同時保障發(fā)放的及時性,進(jìn)而保障后續(xù)改善的順利開展。

        課題目標(biāo)達(dá)成后,還需通過較長時間的追蹤,以確保攻關(guān)課題的全方位達(dá)效。

        4 結(jié)語

        (1)通過工業(yè)工程方法的運(yùn)用,日照鋼鐵實(shí)現(xiàn)了軋鋼產(chǎn)線效率瓶頸的診斷、分析和突破,部分產(chǎn)線效率甚至可實(shí)現(xiàn)效率提升10%以上。根據(jù)統(tǒng)計,各類軋線提效改善項目的年效益累計已達(dá)千萬元以上。

        (2)工業(yè)工程不但是軋鋼產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)提產(chǎn)的方法論,而且可實(shí)現(xiàn)管理的精進(jìn)。

        (3)倡導(dǎo)有提產(chǎn)需求的軋鋼產(chǎn)線通過培訓(xùn)、建立機(jī)制等手段對接先進(jìn)的工業(yè)工程思想,建立長期穩(wěn)定的改善機(jī)制。

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