萬野,沈文偉,李朋
(常州山由帝杉防護材料制造有限公司,江蘇 常州 213149)
涂布工藝是改變和完善材料表面特性的重要手段,隨著科技的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的涂布工藝已無法滿足現(xiàn)代制造加工工藝的要求,精密涂布技術應運而生,在IC、PCB、光電、民生、醫(yī)療等多種產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。
精密涂布具有以下特點:精密涂布及生產(chǎn)配套設備的投資金額在固定資產(chǎn)總額中占比高,精密涂布生產(chǎn)過程需要各類配套設備長期不間斷運行,公司運營成本高;精密涂布線生產(chǎn)運行效率高、連續(xù)性強,故障停機導致生產(chǎn)中斷會帶來巨大的經(jīng)濟損失;精密涂布生產(chǎn)工藝過程一般涉及張力、速度、溫度等參數(shù)的精確控制,涂布厚度最小不到1μm,參數(shù)細微的變化就會對產(chǎn)品質量造成不良影響;生產(chǎn)流程環(huán)環(huán)相扣,配套設備種類繁多,零部件的小問題都可能會導致全局性影響,對生產(chǎn)設備的可靠性、穩(wěn)定性提出較高要求,設備維護和管理具有相當大的難度。
全面生產(chǎn)維護(Total Productive Maintenance,TPM)是一種被廣泛運用的管理模式,其總體目標是通過全員性保全活動,達到設備的最高效益。本公司即采用TPM 設備管理模式,根據(jù)基礎理論制定符合本公司實際情況的管理措施,有效提高設備管理水平,極大程度上降低了設備故障率,提高了設備的運行效率。
公司成立時間較長,部分設備已使用10 余年,存在電氣設備老化、機械精度下降、故障率逐漸增高等問題,甚至出現(xiàn)頑固性設備故障,數(shù)次大修才得以徹底解決。涂布線設備綜合效率(Overall Equipment Efficiency,OEE)維持在70%,對產(chǎn)品合格率、公司效益造成了不良影響。
公司設備管理體系層級較多,管理分散,缺乏對論證、采購、安裝、使用、維修等設備全生命周期的全面統(tǒng)籌管理;操作人員在設備管理工作中缺乏自主意識,認為設備管理應由檢修人員或部門領導負責,不能有效結合設備運行工況計劃、實施定期保養(yǎng),各級保養(yǎng)也不能完全落實;設備維修人員重維修、輕管理,無法在維修工作完成之后實時記錄維修信息并歸檔備案,缺少設備維修后的統(tǒng)計分析工作,難以開展規(guī)范性的管理工作,增加設備管理難度。
為擺脫設備管理的被動局面,公司于2021 年開展TPM 活動改進設備管理體系。如圖1 所示,TPM 活動包括八大支柱、三大基石。公司分準備、導入、實施推進、鞏固4 個階段實施,具體操作步驟及主要工作內容如表1所示。
表1 公司主要TPM 活動
圖1 TPM 的活動體系
經(jīng)過1 年的實施,公司設備管理狀況明顯改善,針對TPM 活動推進過程中出現(xiàn)的問題,結合精密涂布設備自身特點,本文總結以下關鍵點,在實施過程中需加以重視,對于精密涂布設備全生命周期管理大有裨益。
進入實施推進階段,由于精密涂布對于機械安裝精度、電氣系統(tǒng)穩(wěn)定性要求較高,逐漸出現(xiàn)員工技能不足的情況。主要表現(xiàn)為設備操作人員不熟悉設備故障,不了解設備基本保養(yǎng)要求;維修人員憑經(jīng)驗操作,維修后的驗收工作缺乏必要的儀器檢測,安裝精度不高,不能綜合看待設備故障,忽略隱患。為解決這些問題,公司聯(lián)合學校、技術團隊舉辦多層次培訓,包括張力控制原理與調節(jié)、設備潤滑知識、精密軸承免敲擊更換、微凹涂布輥清理、輥軸平行度測量、涂布輥震動檢測、電氣設備常見故障判定等。為徹底改變經(jīng)驗化的操作習慣,公司完善了各崗位操作規(guī)程,編制培訓教材并持續(xù)組織學習、考核,有效提升了操作標準化,達到“維修人員會開機、操作人員懂設備”的效果,為設備管理奠定基礎。
TPM 團隊成員包括車間機臺長、車間班長、車間主任、生產(chǎn)工藝員、維修人員、安全管理人員、公司設備管理員、公司主管領導等。傳統(tǒng)的按部門、多層級的信息傳遞出現(xiàn)效率低、信息丟失、維修計劃與生產(chǎn)沖突等情況。公司在TPM 活動中實行扁平化管理,按工作項目成立小團隊,包含所有相關人員,確保設備保養(yǎng)、故障、維修等信息完全共享,確保設備問題能夠精準、及時、快速解決。
如圖2 所示,設備老化與企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營之間存在惡性循環(huán)關系。設備老化導致的加工精度下降,微小的偏差直接反映涂布質量的降低。
圖2 設備老化導致的惡性循環(huán)
單純的點檢潤滑、維護保養(yǎng)只能延遲,但不能徹底改善設備老化帶來的影響。為打破惡性循環(huán),需從設備老化的源頭發(fā)力,根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)情況積極推進設備大修,維持產(chǎn)品質量的穩(wěn)定,降低不合格品造成的損耗,不能為了節(jié)約成本而放棄或推遲大修。根據(jù)對產(chǎn)品生產(chǎn)質量、設備故障率、資源損耗的統(tǒng)計分析,TPM 小組分別對公司主要設備提出改造大修計劃,并得以實施,設備故障次數(shù)大幅下降,生產(chǎn)效率及產(chǎn)量具有提升。具體大修內容如表2 所示。
表2 設備大修項目
點檢計劃的制定應充分考慮設備的重要程度,精密涂布的關鍵設備主要包括:涂布線、空壓機、蓄熱式焚化爐、中央空調,若發(fā)生故障停機會造成全部生產(chǎn)停滯,要求每個班次務必按設備技術要求完成點檢。
由于涂布設備備件種類規(guī)格多,還有大量非標件如機械密封、皮帶,一旦準備不足、不能滿足維修需求可能會導致整條生產(chǎn)線的長時間停機。為了縮短維修周期,科學、有效開展關鍵備件管理非常必要。經(jīng)過對故障周期、更換數(shù)量的分析,確定精密涂布設備主要備件如表3 所示。
表3 精密涂布線主要備件
精密涂布設備零件多、構造復雜、安裝精度高,為確保設備的歷史狀態(tài)清晰明確,對設備情況能全面把控,應建立精密涂布機及其附屬設備檔案。檔案主要包括設備信息檔案和設備運行維護履歷2 部分。設備信息檔案應包括設備采購合同、技術協(xié)議、安裝調試記錄等采購資料,機械電氣原理圖、作業(yè)指導書、維修保養(yǎng)指導書等技術資料。設備運行維護履歷應記錄包括全其生命周期內的轉固、下發(fā)、調劑、維保、故障、大修等信息。
TPM 團隊對設備突發(fā)性、重復性故障進行嚴密監(jiān)控和分析,編寫故障分析報告,并建立故障維修數(shù)據(jù)庫,有利于及時掌握設備狀態(tài),為設備改進、預制維護保養(yǎng)大修計劃提供依據(jù),保持設備運行狀態(tài)穩(wěn)定,促進設備綜合效率的提升。
TPM 團隊應按月對關鍵設備的運行指標(平均故障間隔時間MTBF、平均故障修復時間MTTR 等)進行統(tǒng)計分析,形成分析報告,及時掌握人員、設備狀態(tài),為后續(xù)進一步提升改進提供支撐。
員工激勵是保持團隊生命力和戰(zhàn)斗力的重要保證,公司在進行TPM 管理活動期間,以實事求是、公平合理、適時適度和差異化原則,制定設備管理全生命周期獎懲細則,以設備故障停機時間、維修響應時間、故障次數(shù)、設備綜合效率、改進活動為主要考核目標。給予能夠按標準完成任務、提出創(chuàng)造性建議、積極主動的先進員工及故障率達標的團隊物質與精神獎勵,對不能按規(guī)定執(zhí)行的團隊和個人給予一定處罰,有效調動了全體員工參與TPM 管理活動的積極性。
對精密涂布設備開展TPM 管理工作后,工作人員思想發(fā)生了改變,團隊人員分工合理、合作高效,提出管理改進項目近百項;預防性維護得以貫徹落實,故障維修響應及時。生產(chǎn)效率和設備的管理指標也得到了顯著改善,設備年故障次數(shù)、停機次數(shù)相比開展活動前降低60%、月度設備綜合效率提升至88%、涂布產(chǎn)品A 級品收率提升5%,公司效益得以增加。
TPM 設備管理計劃涉及采購、使用、維修等所有部門,將TPM 管理方法引入精密涂布設備管理工作中,有效提高設備管理水平,滿足企業(yè)對設備管理的需求。在精密涂布設備中推行TPM 活動,應充分考慮設備精度高、產(chǎn)品對故障極為敏感的特點,創(chuàng)新完善管理體制,制定合適的維修保養(yǎng)、點檢潤滑作業(yè)規(guī)范,做好故障統(tǒng)計分析,最終能夠顯著減少設備故障,增加企業(yè)效益。