沖壓生產(chǎn)因其工藝的特殊性,與流水線(xiàn)裝配類(lèi)的工藝有較大區(qū)別。當(dāng)前汽車(chē)行業(yè)產(chǎn)品種類(lèi)繁多,一個(gè)大型的整車(chē)工廠(chǎng)往往需生產(chǎn)多種不同的車(chē)型,而配套的沖壓車(chē)間每個(gè)車(chē)型分別需要生產(chǎn)不下十種沖壓零部件,綜合測(cè)算下來(lái)是流水線(xiàn)裝配車(chē)間產(chǎn)品數(shù)的十倍以上,是“多品種,小批量”生產(chǎn)模式的典型代表。也因此,沖壓成為應(yīng)用精益生產(chǎn)方式的前沿陣地,且目前國(guó)內(nèi)合資/自主車(chē)企基本都在學(xué)習(xí)應(yīng)用,但因中國(guó)國(guó)情、技術(shù)等多方面因素影響,應(yīng)用效果十分微弱。中國(guó)車(chē)市因其起步較晚,體量巨大,到目前為止仍未完全成熟或飽和,汽車(chē)產(chǎn)品仍以銷(xiāo)量分勝負(fù)、大批量的生產(chǎn)成為常態(tài),同時(shí)中國(guó)的工業(yè)發(fā)展在國(guó)際環(huán)境中亦不占優(yōu)勢(shì)。在大部分發(fā)達(dá)國(guó)家完全達(dá)成工業(yè)3.0(自動(dòng)化),向著工業(yè)4.0(智能化)邁進(jìn)時(shí),我們?nèi)晕凑嬲_(dá)到工業(yè)3.0狀態(tài)。在此環(huán)境下,不斷應(yīng)用精益生產(chǎn)方式,實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)管理與改進(jìn),消除特殊的、降低固有的損失、優(yōu)化資源利用率,最終達(dá)成生產(chǎn)效率的提高和成本投入的降低顯得至關(guān)重要。
沖壓生產(chǎn)運(yùn)行管理與效率提升主要思路
業(yè)內(nèi)衡量綜合生產(chǎn)運(yùn)行效率的指標(biāo)為:設(shè)備綜合效率(Overall Equipment Effectiveness),其計(jì)算公式如下:OEE=可用率×表現(xiàn)性×質(zhì)量指數(shù)。其中:可用率=操作時(shí)間/計(jì)劃工作時(shí)間;表現(xiàn)性=總產(chǎn)量/(操作時(shí)間/理想加工一單位產(chǎn)品的周期時(shí)間)=總產(chǎn)量/(操作時(shí)間×理想生產(chǎn)速率);質(zhì)量指數(shù)=良品/總產(chǎn)量。利用OEE的一個(gè)最重要目的就是減少一般制造業(yè)所存在的六大損失(停機(jī)損失、換裝調(diào)試損失、暫停機(jī)損失、減速損失、啟動(dòng)過(guò)程次品損失和生產(chǎn)正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的次品損失)。圖1是六大損失的說(shuō)明及其與OEE的關(guān)系。本文以上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司重慶分公司沖壓車(chē)間為例,從降低以下兩個(gè)損失著手,提升效率:⑴換裝調(diào)試損失。通過(guò)優(yōu)化切換過(guò)程和生產(chǎn)計(jì)劃安排,降低切換過(guò)程的絕對(duì)時(shí)間損失和相對(duì)時(shí)間占比,提高“有效率”;⑵減速損失。通過(guò)開(kāi)展SPM(Stroke Per Minute)目標(biāo)設(shè)定和管理工作,逐步提高“表現(xiàn)性”,同時(shí)設(shè)定ASPM(Actual Stroke Per Minute)目標(biāo),應(yīng)用TIP工具分析問(wèn)題,提升運(yùn)行穩(wěn)定性。
⑴絕對(duì)切換時(shí)間優(yōu)化。絕對(duì)切換時(shí)間分為兩部分:模具切換和板料切換。目前板料切換依靠雙工作臺(tái)和定位刻度線(xiàn)固化設(shè)置,基本可以在機(jī)外完成準(zhǔn)備工作,并不停線(xiàn)完成切換,故在此重點(diǎn)討論如何降低模具切換的停線(xiàn)時(shí)間。目前大多數(shù)車(chē)企均采用全自動(dòng)整線(xiàn)換模方式進(jìn)行切換,其過(guò)程速度受硬件設(shè)備、自動(dòng)化技術(shù)和程序優(yōu)化等多方面影響,實(shí)際表現(xiàn)各有不同。上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司重慶分公司采用濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)公司的先進(jìn)壓機(jī)制造技術(shù),自動(dòng)化系統(tǒng)采用了瑞士GUDLE技術(shù),其切換時(shí)間控制基本做到世界相同類(lèi)型設(shè)備的水平,2016年1月至10月平均單次模具切換停留線(xiàn)時(shí)間見(jiàn)表1。
從表1可以發(fā)現(xiàn),10月平均單次9.20min的損失時(shí)間明顯過(guò)多,其一是與沖壓多品種,小批量生產(chǎn)的頻繁變化有關(guān),其二是切換過(guò)程尚有多處可以?xún)?yōu)化提升之處。為降低切換損失,通過(guò)分解模具停線(xiàn)切換過(guò)程的設(shè)備和人員所有動(dòng)作內(nèi)容,得出如圖2所示的模具自動(dòng)切換流程圖。分析壓力機(jī)自動(dòng)切換邏輯,發(fā)現(xiàn)圖中紅色字體步驟動(dòng)作時(shí),壓力機(jī)滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài),重力勢(shì)能相對(duì)穩(wěn)定,過(guò)程時(shí)間約2min。經(jīng)過(guò)研討,實(shí)施“單臺(tái)壓力機(jī)光柵”代替“整線(xiàn)安全門(mén)聯(lián)鎖”機(jī)構(gòu)的能量鎖定功能,實(shí)現(xiàn)了人工更換端拾器工作與設(shè)備動(dòng)作的并行,在實(shí)際應(yīng)用中規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè),解決問(wèn)題點(diǎn)和瓶頸點(diǎn),將切換過(guò)程工作梳理明確,使得整體切換損失大大降低。表2是以實(shí)際運(yùn)行的真實(shí)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),單批次生產(chǎn)600沖次,SPM為10沖次/分鐘時(shí),模具切換時(shí)間占比將由10月的13.3%下降至12月的11.2%,直接為“有效率”的提高貢獻(xiàn)2.1個(gè)百分點(diǎn)。
前面講到降低模具切換的停線(xiàn)時(shí)間對(duì)“有效率”提升的貢獻(xiàn),同時(shí)也帶出了切換時(shí)間占比的概念:切換時(shí)間占比=切換停線(xiàn)時(shí)間÷(切換停線(xiàn)時(shí)間+故障停線(xiàn)時(shí)間+生產(chǎn)沖次批量÷SPM節(jié)拍目標(biāo))×100%。在理論計(jì)算時(shí),將故障停線(xiàn)時(shí)間設(shè)置為0,則切換時(shí)間占比=(SPM節(jié)拍目標(biāo)×切換停線(xiàn)時(shí)間÷(切換停線(xiàn)時(shí)間×SPM節(jié)拍目標(biāo)+生產(chǎn)沖次批量))×100%,由此可知,公式中三個(gè)要素對(duì)占比的影響是:生產(chǎn)沖次批量越高,切換時(shí)間占比越低。可以看到,SPM節(jié)拍目標(biāo)的降低和生產(chǎn)沖次批量的提高與“多品種,小批量”生產(chǎn)模式下的精益生產(chǎn)是背道而馳的。因此,除了不斷降低絕對(duì)的模具切換時(shí)間外,如何合理管控生產(chǎn)批量,最大限度利用庫(kù)存資源,保持生產(chǎn)運(yùn)行的穩(wěn)定高效才是關(guān)鍵。沖壓生產(chǎn)的庫(kù)存成本主要集中在自制件庫(kù)存,一般采用PFEP(單一零件物流需求)清單和MIN/MAX庫(kù)存控制工具管理,而生產(chǎn)批量在很大程度上都是由自制件的MIN/MAX決定的,故庫(kù)存與生產(chǎn)批量必須整體分析和管控。結(jié)合當(dāng)前行業(yè)現(xiàn)狀,“零庫(kù)存”的沖壓生產(chǎn)還不能實(shí)現(xiàn),故庫(kù)存控制管理的思路是在已有資源前提下:以需求為導(dǎo)向,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)庫(kù)存,提高利用率。已有庫(kù)存資源的利用測(cè)算有兩個(gè)主要的指標(biāo):容積率=(庫(kù)房可用面積÷庫(kù)房建筑面積)×100%;利用率=(已用面積÷庫(kù)房可用面積)×100%,其中容積率在廠(chǎng)房設(shè)計(jì)時(shí)確定,一般不做BU改動(dòng),而利用率的保證是我們庫(kù)存管理時(shí)需要重點(diǎn)考慮的。為實(shí)現(xiàn)庫(kù)存的動(dòng)態(tài)管理和持續(xù)優(yōu)化,我們按以下的思路回顧PFEP和MIN/MAX: