■ 師少博 / 中國(guó)航發(fā)西航

精益六西格瑪作為一種管理方法，使諸多企業(yè)獲得了極大經(jīng)濟(jì)收益，提升了整體實(shí)力。為使設(shè)備效能得到有效利用，提升綜合利用率，中國(guó)航發(fā)西航采用精益六西格瑪管理法對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行了改進(jìn)調(diào)整，初步取得了良好效果。

近年來(lái)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)科研生產(chǎn)任務(wù)日益增加，中國(guó)航發(fā)西航作為重要的主機(jī)廠，通過(guò)國(guó)撥固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目、企業(yè)募集項(xiàng)目及自籌資金項(xiàng)目，引進(jìn)大批先進(jìn)設(shè)備，但是受生產(chǎn)管理、人員管理、設(shè)備保障等方面因素的影響，設(shè)備效能沒(méi)有得到有效利用，綜合利用率不高，尤其是數(shù)控設(shè)備未能完全發(fā)揮應(yīng)有潛能，制約了科研生產(chǎn)任務(wù)的完成。因此，如何提高關(guān)鍵、重要設(shè)備的利用率，充分發(fā)揮現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備的加工能力，提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制、批產(chǎn)水平，降低企業(yè)生產(chǎn)成本迫在眉睫。

設(shè)備效率管理基本理論

設(shè)備效率管理泛指提高確定的時(shí)間內(nèi)設(shè)備有效利用率的管理方法，目的是促使設(shè)備保持最佳狀態(tài)并得到最大利用，大幅提升企業(yè)生產(chǎn)能力。為衡量和提高設(shè)備效率管理水平，項(xiàng)目實(shí)踐中主要應(yīng)用了“全員生產(chǎn)維護(hù)”（TPM）和設(shè)備綜合效率（OEE）指標(biāo)兩個(gè)概念。

TPM的概念是由日本豐田公司首先提出。其中， T代表全體員工、全面系統(tǒng)、全部效率；PM代表生產(chǎn)維護(hù)（包括例行維護(hù)、預(yù)測(cè)性維護(hù)、預(yù)防性維護(hù)、立即維護(hù)），主要特點(diǎn)為全效率、全系統(tǒng)、全員參加（如圖1所示）。

圖1 TPM活動(dòng)內(nèi)容

OEE指標(biāo)是衡量設(shè)備效率管理的核心指標(biāo)，在一些先進(jìn)制造企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，計(jì)算方法為OEE=設(shè)備開(kāi)動(dòng)率×性能開(kāi)動(dòng)率×產(chǎn)品合格率。其中，設(shè)備開(kāi)動(dòng)率指在確定的時(shí)間內(nèi)，設(shè)備主軸加工時(shí)間與年時(shí)基數(shù)的比率；產(chǎn)品合格率指在確定的核算時(shí)間內(nèi)，加工的合格零件數(shù)量與加工零件總數(shù)量之比值；性能開(kāi)動(dòng)率指在確定的核算時(shí)間內(nèi)，設(shè)備實(shí)際加工效率與設(shè)備理論加工效率的比值。概括來(lái)講，OEE值是用來(lái)衡量在確定的一段時(shí)間內(nèi)，該設(shè)備全面發(fā)揮設(shè)備功能并不產(chǎn)生廢品的加工能力（如圖2所示）。

圖2 各種影響因素與設(shè)備效率OEE的關(guān)系圖

項(xiàng)目實(shí)施

為準(zhǔn)確摸清現(xiàn)有設(shè)備實(shí)際利用率，按照精益管理方法，中國(guó)航發(fā)西航成立了包括企業(yè)技術(shù)、設(shè)備管理、使用單位等部門相關(guān)人員的改進(jìn)團(tuán)隊(duì)并經(jīng)過(guò)調(diào)研，選取了連續(xù)未能按照計(jì)劃完成科研生產(chǎn)任務(wù)的生產(chǎn)線為改進(jìn)對(duì)象。該生產(chǎn)線設(shè)備以磨削和電火花加工為主，由于缺少有效的設(shè)備管理，各類設(shè)備綜合利用率較低。根據(jù)生產(chǎn)線的情況，團(tuán)隊(duì)制訂了能力測(cè)算、數(shù)據(jù)測(cè)量和制定改善目標(biāo)、原因分析以及實(shí)施改善等4個(gè)項(xiàng)目實(shí)施步驟。

能力測(cè)算

為摸清生產(chǎn)線瓶頸點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)梳理了該生產(chǎn)線各類零組件的主要加工流程以及所用關(guān)鍵設(shè)備等信息，通過(guò)數(shù)控設(shè)備利用率采集、現(xiàn)場(chǎng)跟產(chǎn)、實(shí)作工時(shí)理論計(jì)算等方式，獲取各類產(chǎn)品主要工序的實(shí)際加工時(shí)間，以此為基礎(chǔ)對(duì)生產(chǎn)線的各類設(shè)備能力進(jìn)行評(píng)估分析，對(duì)比科研生產(chǎn)計(jì)劃需求，得出該生產(chǎn)線主要瓶頸點(diǎn)為打孔設(shè)備。

數(shù)據(jù)測(cè)量、制定改善目標(biāo)

按照OEE計(jì)算公式，項(xiàng)目組計(jì)算出年初至項(xiàng)目開(kāi)展時(shí)間打孔設(shè)備的周OEE值，取平均值得出當(dāng)前設(shè)備綜合利用率為36.6%。改善項(xiàng)目開(kāi)展前，項(xiàng)目組經(jīng)調(diào)研國(guó)內(nèi)外同行業(yè)設(shè)備使用情況了解到，打孔設(shè)備OEE在40%以上，結(jié)合企業(yè)設(shè)備管理及生產(chǎn)任務(wù)的實(shí)際情況，項(xiàng)目組決定將此次項(xiàng)目OEE目標(biāo)值設(shè)定在42%。根據(jù)目標(biāo)，OEE值需要從36.6%提高到42%，分解到時(shí)間開(kāi)動(dòng)率需要從41.1%提升至45%，性能開(kāi)動(dòng)率需要從93.8%提升到96%，合格率需要從95.4%提升至99%。

原因分析

原因分析階段主要內(nèi)容包括對(duì)設(shè)備進(jìn)行48h觀察，分析問(wèn)題的初步原因，尋找并評(píng)估可能的改善方向。在選定觀察改進(jìn)的對(duì)象后，利用精益六西格瑪管理經(jīng)典的48h觀察法，在生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀察影響設(shè)備利用率的三大損失現(xiàn)象，采集現(xiàn)象發(fā)生的時(shí)間并記錄在觀察表格中。通過(guò)精益管理法中經(jīng)常采用的餅圖、柏拉圖等工具，對(duì)生產(chǎn)線中的4臺(tái)打孔設(shè)備停機(jī)現(xiàn)象記錄數(shù)據(jù)，并初步對(duì)造成停機(jī)的因素進(jìn)行分析（見(jiàn)表1）。從餅圖和柏拉圖中可得出4臺(tái)設(shè)備主要停機(jī)損失幾乎是相同的，分別是由生產(chǎn)任務(wù)不飽滿、生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、設(shè)備故障、企業(yè)及生產(chǎn)線維護(hù)要求、更換電極、科研試加工、設(shè)備維護(hù)效率低和設(shè)備的備品備件缺失導(dǎo)致的。

表1 打孔設(shè)備停機(jī)現(xiàn)象的餅圖、柏拉圖及初步分析

團(tuán)隊(duì)選用六西格瑪分析階段常用的矩陣圖，并運(yùn)用Matrix Plot軟件進(jìn)行分析，準(zhǔn)確顯示出正常工作與影響因素的關(guān)系，將主要改進(jìn)集中在以下幾點(diǎn)：合理安排生產(chǎn)任務(wù)，避免設(shè)備空閑損失，快速準(zhǔn)確解決故障，降低設(shè)備故障率，減少設(shè)備故障停機(jī)損失，減少計(jì)劃外換刀導(dǎo)致的停機(jī)損失，減少備品備件準(zhǔn)備不足導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間。

實(shí)施改善

根據(jù)以上問(wèn)題分析，項(xiàng)目組按照既定的實(shí)施框架，制訂詳細(xì)的實(shí)施解決方案，并對(duì)實(shí)施效果進(jìn)行評(píng)估及確認(rèn)，按照實(shí)施過(guò)程的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)提煉相應(yīng)的制度流程，控制項(xiàng)目改善成效，并對(duì)其他生產(chǎn)線進(jìn)行培訓(xùn)，達(dá)到全面、持續(xù)的改進(jìn)效果。

針對(duì)生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致的停機(jī)損失的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)項(xiàng)目組協(xié)調(diào)生產(chǎn)線負(fù)責(zé)人，將電火花小孔機(jī)加工前、后兩道工序人員進(jìn)行了調(diào)整，制定了生產(chǎn)準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)手冊(cè)，并進(jìn)行顯性化管理。實(shí)施1周后規(guī)避了本工序生產(chǎn)準(zhǔn)備不及時(shí)、無(wú)法流轉(zhuǎn)至下道工序而導(dǎo)致的設(shè)備空閑損失。

針對(duì)設(shè)備的故障導(dǎo)致停機(jī)損失，當(dāng)項(xiàng)目組調(diào)查該類設(shè)備歷史維修數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，不僅僅是打孔設(shè)備維修不及時(shí)，而是設(shè)備維修工作始終停留在被動(dòng)管理的狀態(tài)，整條生產(chǎn)線設(shè)備處于“壞了修，修了繼續(xù)壞”的惡性循環(huán)，維修人員每天疲于應(yīng)付大量設(shè)備報(bào)修。為徹底扭轉(zhuǎn)該局面，經(jīng)研究，制定了以下改進(jìn)措施：引進(jìn)并推廣TPM管理理念，使設(shè)備維修人員從思想上改變以“維修數(shù)量論英雄”的思維習(xí)慣，變“被動(dòng)維修為主動(dòng)維護(hù)”。分析TPM活動(dòng)推進(jìn)過(guò)程中取得的成就，以宣講和培訓(xùn)相結(jié)合，指導(dǎo)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和生產(chǎn)管理者關(guān)注設(shè)備管理，科學(xué)合理地安排生產(chǎn)，管修結(jié)合，以管為主，修理為輔。逐步規(guī)范操作人員對(duì)設(shè)備的正確保養(yǎng)與使用，引導(dǎo)其積極參與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各類改善活動(dòng)。將TPM工作納入到日?？己朔懂牐⑴c員工的效益掛鉤，有效地調(diào)動(dòng)了員工參加設(shè)備管理積極性。創(chuàng)建設(shè)備管理信息化平臺(tái)，通過(guò)信息化平臺(tái)獲取設(shè)備維修信息傳遞、信息獲取、信息處理、信息再生、信息利用的功能。

針對(duì)更換工裝等導(dǎo)致的停機(jī)損失的問(wèn)題，項(xiàng)目組經(jīng)過(guò)討論確定引入快換思路，減少換刀時(shí)間，并在試點(diǎn)設(shè)備上引用了某系列工藝基準(zhǔn)定位卡盤系統(tǒng)，工具或工件在各機(jī)床之間交換，無(wú)須重新找正，保持必要的定位精度，大幅較少停機(jī)時(shí)間，提高了設(shè)備的加工效率和加工質(zhì)量。

針對(duì)設(shè)備的備品備件缺失導(dǎo)致的停機(jī)損失，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)分析了備件采購(gòu)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，制定如下措施：重新調(diào)整備件采購(gòu)工作流程，明確責(zé)任，加快各環(huán)節(jié)審批效率；實(shí)時(shí)分析庫(kù)存消耗，為采購(gòu)提供決策依據(jù)；準(zhǔn)確掌握機(jī)床零部件的使用壽命，定期更換，提前做好預(yù)知的備件儲(chǔ)備采購(gòu)，做到備件采購(gòu)和庫(kù)房?jī)?chǔ)備均衡有效，盡最大可能滿足生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的急需。

項(xiàng)目實(shí)施效果及后續(xù)鞏固

通過(guò)實(shí)施上述措施及其他管理舉措，項(xiàng)目組跟蹤并計(jì)算改善后的設(shè)備效率指標(biāo)，設(shè)備OEE值有了明顯的提高：設(shè)備開(kāi)動(dòng)率從41.1%提升到46.2%；性能加工率從93.8%提升到98%；產(chǎn)品的合格品率從95.4%提升到99.1%；設(shè)備的綜合效率最終由36.6%提升到44.8%，實(shí)現(xiàn)并超出項(xiàng)目制定的42%的目標(biāo)。精益六西格瑪?shù)捻?xiàng)目改進(jìn)成果需確保其穩(wěn)定性和可持續(xù)性，經(jīng)跟蹤2～3個(gè)月該設(shè)備的OEE值穩(wěn)定在45%，超過(guò)了42%的目標(biāo)，證明此次改善項(xiàng)目是成功的。

在確認(rèn)改善效果后，項(xiàng)目組將改善措施編制成設(shè)備管理手冊(cè)，將此次數(shù)控設(shè)備故障改善措施也編制成冊(cè)，在公司范圍內(nèi)共享；將設(shè)備利用率納入企業(yè)關(guān)鍵績(jī)效考核指標(biāo)，引導(dǎo)全體干部職工主動(dòng)開(kāi)展設(shè)備保養(yǎng)、預(yù)防維護(hù)工作；編制《設(shè)備管理規(guī)定》，明確關(guān)鍵設(shè)備特殊管理要求及判定標(biāo)準(zhǔn)；針對(duì)關(guān)鍵設(shè)備日常保養(yǎng)內(nèi)容進(jìn)行可視化張貼，指導(dǎo)員工規(guī)范開(kāi)展設(shè)備維護(hù)；全面優(yōu)化備件采購(gòu)、管理的信息化系統(tǒng)以及設(shè)備故障報(bào)修系統(tǒng)，提升管理效率。

結(jié)束語(yǔ)

項(xiàng)目完成后，通過(guò)設(shè)備OEE計(jì)算公式對(duì)該生產(chǎn)線設(shè)備能力再次核算，發(fā)現(xiàn)打孔設(shè)備不再是生產(chǎn)線的瓶頸設(shè)備，而數(shù)控磨床變成了新的瓶頸，由此證明，精益六西格瑪?shù)脑O(shè)備效率管理是一個(gè)螺旋式上升的循環(huán)改善，是永無(wú)止境的。