“精益生产”改善注塑制造流程

作者：上海东华大学管理学院 张婷婷 郑建国    来源：雅式工业专网

欢迎访问e展厅 展厅 3 管理咨询与服务展厅 企业文化, 战略管理, 生产管理/工业工程, 营销管理, 知识管理, ... 精益生产（Lean Production）源于日本丰田公司所创造的丰田生产方式（TPS，TOYATA PRODUCTION SYSTEM），它的基本理念是通过寻找和消除在生产过程中各种各样的浪费现象来达到彻底降低成本的目的。 公司背景 上海某注塑企业成立于1995年，是一家国际性产品制造商在上海的分公司，其经营范围主要为手机、汽车、数码产品的部件。该企业在过去的十年中发展迅速，成为全球巿场中同类产品的第二大生产商，在以高能耗和高劳动密集为代价的短暂的高速增长后，面对的困境是缺少充足资源、资金和劳动力，狭窄而多样化需求的巿场条件，必须将每个区域的低成本生产能力最大化，小订单能力，成本更低，周期更短，质量更高，库存更少。 现有生产流程 该注塑企业的主要设备是88台电动注塑机，近三百套模具，以及各类辅助设备组成。全线由机械手自动上下料传输，实现由单机组成的全自动化生产线。 为满足顾客特殊个性化需求，注塑企业在一台注塑机上轮换工作的模具往往有多套，在其正常生产中免不了要频繁更换模具来实现小批量、多品种的生产能力。 注塑企业实现小批量生产，首要面临的是解决生产运作流程中（图）换模时间长导致机器的利用率降低问题。尽可能缩短换模的时间，以达到精益生产的零切换，就意味着更多的产量及灵活满足客户需求的能力，降低生产制造过程中的生产成本。 换模过程分析与改进 实现快速换模技术分为以下步骤： 1) 识别设置时间 首先，在得到模具工允许的情况下，跟随模具工对正常的换模过程进行录像，并允许其在过程中发生问题。 2) 分离内部设置和外部设置 以文件形式记录整个过程，与整个小组一起观看换模过程的录像带，并识别设置过程中所有要素以及每个要素所用的时间，按换模作业的时间特性，把设置流程中的要素分类为内部设置（机器停机才能完成的任务）和外部设置（可以在机器运行时完成的任务），利用团队的创造性思维消除、减少或转化内部设置为外部设置，同时降低外部时间。 3）内部设置转化为外部设置 为使内部设置操作也能在机器运行其他批的工件时完成，被转化为外部设置的内部设置时间如下：得到和回顾下一工单的指令；从模库中取出所需模具；把上一工单中的模具归还到模具仓库；安排所需行车到合适的位置；有空闲模具的情况下的切换位数或保养模具，计划生产的前一天由一个模具工切换到需要的位数；记录换模数据；归还工具，信息和材料；调整夹具或工具。经过几周的运作和很少的花费就可以降低换模时间的10%-20%。 4）操作方法改进 虽然我们实现了在机器运行其他批的工件时将部分内部设置转化为外部操作，内部设置的操作方法还是延续旧的方法。通过分析发现有许多明显的多余动作，消除动作的浪费实现自动化就可以降低总的转换时间，并在降低换模时间上取得惊人的成果。 精益生产是以自动化和准时生产为支柱的。我们着手以换模为对象的工具自动化。其中有工具自动化的5项步骤如下： （1） 工具标准化：标识非标准工具、标准工具，并放在随手可及的地方。 （2） 选择自动化：作业，模具，配件等，不必经过考虑，寻找及选择，而能够规律进行的状况。 （3） 模具保养自动化：由模具工所进行的模具清洗保养工作，转由电力的超声波清洗器等小设备进行。 （4） 决定位置：决定模具，小设备的使用位置。 （5） 位置复原：作业完成后模具及小设备回复原位置。 换模作业多半以手工作业为主，若按以上步骤，则可有效的实现自动化进程。我们对该制程进行不断优化标准化，并在生产过程中进行及时更新，不断采取措施降低制程中潜在的风险和不良发生的机率。在这个工具自动化的基础上依以下7个步骤逐步实现操作方法的全面改进： （1） 自动夹具：模具的固定以机械自动方式进行，以往注塑业都是沿用惯常的“手工上下模”法。即安排一模具工站在上下模工位上，按照“吊模具、定位圈固定、手工动定模压块锁紧”的固定工序，以30分钟一套的速度为每个注塑机上下模。技术革新的方法是每次更换不同品种的模具时，只需搬动一下把手，在机器上加装了两块锁紧结构的模板就会自动锁紧模具上装有三个锁紧齿的定位圈，就是这个半自动化的工作流程令上下模时间缩短为10分钟，效率提高了60%。缺点是不适用于精度高的模具，成本较高，故我们仅在一部分适用此方法的模具上使用。 （2） 模具定位槽或定位螺孔与注塑机相匹配，一次精确定位，无需事后调整，模板固定方式采用可根据不同厚度的模板来调节高度的模板压块。 （3） 紧固件的要求是快速，定位准确，可重复，例如，对每一个螺丝，不管长度如何，经常是最后一圈拧紧，第一圈松开；可能拧一圈的固定与拧10圈的一样有效，但快很多！ （4） 窗帘布由两个M5的螺丝孔固定在模具的动定模板。可用磁铁代替螺丝。 （5） 把模具放到用于存放模具的货架（采用可滚动的支架来移动模具，明确标识具体的常用存储位置，便于寻找），模具上挂上三色状态标签（红色：需修模；绿色：已保养；黄色：需保养），让模具面对容易识别的方向，将经常使用的模具放在离使用者最近的地方，努力将运输转为流水化的外部设置。 （6） 自动数据输入：由于模具自身重量、高度、生产工艺要求等不同，需要不同的模具参数。这些模具参数的调整，都必须根据实际操作经验手动调整，一般要35分钟才能完成。设置操作自动化，培训所有模具工准确备份储存标准成型参数在注塑机中，以便该类或同类产品下一次生产时调用，并由工程师监督和强化程序的使用，降低此流程时间至5分钟。 （7）自动检验：自动测量设备（Smartscope）保证检验的准确性，减少模具工检验的时间。 通过以上的技术革新，就完成了人与机器的作业分离，作业员只需做装夹，拿取工件的动作即可，从而为一人多机，少人化创造了条件，同时质量也得到很大提升。 持续改进 为巩固拥有一套完善的精益制造管理体系而成为注塑业的佼佼者，我们持续进行细节创新。一个小小的生产流程的调整，可能带来的就是提高效率、降低成本。 （1） 准确及时的注塑机维修通知，快速反应，务必第一次做正确，理解优先次序。 （2） 将现有的负责组模，修模，上下模的模具工，分为负责组模和修模的模具工和负责上下模的模具工两个工种，避免等待工具时间。 （3） 识别导致试运行的变量，识别不必要的设置试运行，通过精确定位，标准化工具，标准化设定，操作员指导书和培训，程序修订途径消除设置试运行。 （4） 模架有一个导柱采取偏置或三大一小，防止装错。 （5） 如果模具高度与注塑机不匹配，可使用衬垫使模具高度标准化。 （6） 相似的模仁设计有防呆标准化，防止组立错误造成浪费，并减少模具位数切换的时间。 （7） 在定模底板和动模板上安装防呆锁模块，设计巧妙的机构，在上模后即自动打开锁模块，防止模具工上模后，忘记卸下锁模块即开模导致模具损伤。 该公司在2006财政年度取得了精益生产理论-快速换模的预期成果，换模时间降低至之前的50%。实施快速换模进而降低换模时间是注塑企业实行多品种小批量的关键点，这对于注塑企业有着重要的理论指导和现实意义。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (8/9/2007)