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1、济南大学毕业论文- 29 -1 前言1.1课题的提出经济社会日益发展的今天,汽车对人类生活的重要性显得越发突出,轮胎的需求量亦与日俱增。从原配市场，一般轮胎三年到四年都需要更换，如果在轮胎的使用过程中没有出现大的问题，一般的消费者都会继续使用原来的轮胎。从替换胎市场，在未来的三年公司会将其零售网络扩大到今天的3倍，将零售网络铺到全国各地，而这将大大方便替换胎消费者购买，再加上公司前期市场的推广活动，无疑，对替换胎市场将是一个很大的促进。SMED(Single-Minute Exchange of Die，快速换模，亦即单分钟换模)迅速成为各国先进制造业精益生产的有力工具。新世纪的今天，市场经济
2、的进一步扩大，尤其加入WTO后的中国制造业面临着越发严峻的市场考验。设备是生产系统最重要的组成要素,它的水平和状态直接影响着企业产品的生产率、质量和成本。目前，国内企业设备的效率还普遍较低，其状态和价值还存在很大的改善空间，这无形中给企业带来了巨大的损失。因此，提高企业设备效率是改善企业效益、降低制造成本、提高产品质量等的有效手段，从而促进企业快速持续发展。如何降低成本，提高设备OEE（Overall Equipment Efficiency设备综合效率），进而提高企业本身的综合竞争力，成为了企业家不约而同关注的重要课题,自然而然也成为了个每个精益生产者,工业工程师的使命。某世界知名轮胎制造商
3、为满足日益增长的产量的需求，必须提高瓶颈工序瓶颈设备的OEE，进而达到满足产能的需求。笔者本着该企业某工厂为满足日益增加的日产量的要求，提高瓶颈设备OEE，通过对该工厂瓶颈设备三复合挤出机进行OEE损失研究分析，发现该设备OEE损失中，换规格损失成为了该设备最大的OEE损失（11.4%），面对这种情况，笔者决定对该设备进行快速换模研究分析项目。通过A3问题解决思路以及5W1H原理，ECRS四大原则等工业工程手法的应用，经过若干PDCA循环(Plan计划、Do实施、Check检查、Act行动)对设备进行了必要改进，首先区分内外部操作，转化内部操作(Internal)为外部操作(External)
4、，减少内部操作时间，降低调整时间以及推行5S降低总时间，进而完成了降低换规格OEE损失的目的。1.2 课题研究的背景公司概况：据轮胎市场营业额显示，该轮胎制造商是全球第五大轮胎制造商，并跻身于该领域高收益率之列。2009年，该品牌年营业额达到40亿欧元，几乎比上年增长12%。如今该公司承担了集团对于各款车型包括：轿车、轻型货车、摩托车（用户部分，70%收益率）、公交车辆、卡车、农业及推土设备用胎的设计、研发、生产和市场营销以及钢索产品（工业部分：30%收益率）生产和营销。在这市场中，该公司通过提升科技含量和高性能，集中关注高端部门的开发。综上所述，占据轿车和摩托车胎领导位置的该品牌轮胎今日被视
5、于质量、激情和超高性能的代名词。凭借其专业技能，集团与世界领先的轿车及摩托车制造商建立起紧密的工作关系；合伙经营已转化为所有领先车辆制造商的诸多车型中不可缺少的部分。2005年，该公司在进入中国便选择在山东建厂。2007年末，在山东建立了在中国的第二条轮胎生产线子午线轿车轮胎生产线，正式投产高性能轿车轮胎，2011年末，第三条摩托车胎生产线也即将投产，此举意味着该品牌第三轮扩张计划的开始。1.3 课题研究的对象正如集团公司的背景，市场对该品牌轮胎的需求量也与日俱增，生产管理者带来了巨大的动力。虽然精益生产文化体系已经入到集团的每个角落，但是，考虑到中国国情，年轻的中国公司还在于起步阶段。为了满
6、足日益增长的市场需求，公司高层运营总监觉得在未来的几个月内逐渐提高轿车轮胎日产量。从三月份的11000条/天，逐渐提高到六月份的15000条/天。这给我们每个IE工作者带来了莫大的压力。通过对三复合挤出机整体设备效能的研究分析，我们发现了该设备损失的若干因素。在该设备各项OEE损失中，换规格损失（11.4%）、速度损失（7.7%）和待料损失（5.1%）所占比例最大。如表1.3表1.3 三复合挤出机OEE百分比损失明细表10.0110.0210.0310.0410.0510.0610.0710.08设备停机5.25.13.64.14.03.44.25.0换规格9.48.110.811.210.7
7、12.912.311.8工作循环0.52.00.81.51.61.01.20.8待料11.28.58.04.56.26.33.91.2质量问题2.74.24.34.33.62.01.51.1换料3.43.74.65.13.71.50.00.6非计划停机0.20.20.10.10.31.00.50.1速度损失8.38.48.06.05.69.37.86.4小停机2.01.71.51.82.83.71.81.4废品损失0.00.00.00.00.00.00.00.0不明确损失4.64.94.14.34.7-9.43.63.7设备效率52.553.454.157.256.868.263.167.9续
8、：表1.310.0910.1010.1110.1211.0111.0211.03平均设备停机4.04.04.14.35.28.25.214.6换规格11.311.413.112.012.312.312.1511.4工作循环1.21.31.31.11.11.50.151.1待料1.36.23.28.13.01.23.25.1质量问题1.61.81.20.81.60.51.42.2换料0.90.90.80.30.70.30.11.8非计划停机0.00.00.20.20.30.20.00.2速度损失4.99.29.38.68.57.48.57.7小停机1.41.51.00.80.80.50.41.5
9、废品损失0.00.00.00.00.00.00.00.0不明确损失9.54.23.63.83.83.73.33.5设备效率64.159.662.260.062.764.165.660.8此次三复合挤出机快速换模研究旨在降低换模周期时间，提高设备综合利用率，进而满足日益增长的产量需求。经调查研究分析，三复合挤出机平均每日换模25次左右，平均每次换模约为6min，小组的任务在于通过对换模过程的跟踪，通过IE手法的运用，对过程进行分析优化。有效的把平均换模时间降低至3min以下。三复合换模类型很多，包括只换口型板，换口型板预口型，胎面换胎面，胎侧换胎侧，胎侧胎面互换等。本文旨在研究只换口型板这一简单
10、常用的换模过程。1.4 课题研究的内容三复合挤出机换口型板的过程分为可以简单分为事先工器具准备，换模和换模后调整三个阶段。本文旨在通过对工器具准备，换模过程以及换模后调整从人、机、料、环、法五个方向着手，发现寻找改善机会，减少各阶段周期时间，尽可能的通过对人员调整，培训、对设备进行改造、对物料更为合理的布置，对方法进行更为合理的改进，进而转化内部操作为外部操作，从而降低换模时间，提高OEE达到满足产能的目的。本文的出发点在于在保证质量的提前下提高产能满足市场需求，一切影响质量并无关提高产能的措施，无益于本出发点的作业本文该不考虑。1.5 课题研究的目标及意义1.5.1课题研究的意义在不追加额外
11、投资，利用现有资源扩大利益也成为了每个企业管理者，工业工程从业者最为关注的。而快速换模作为精益生产最重要的工具之一，是每个IE工程师所必备的工作技能。让每个中小批量多品种生产制造商恼火的是换模过程浪费了企业大量的生产力。换模过程时间的长短，已经成为评价一间工厂工作效率高低、管理水平优劣的一种直接标准，亦是工厂生产成本高低的直接反映，是企业实施精益生产的途径之一。在工业产品快速换代的今天，每天更换几种乃至数十种模具的机会是越来越多，如果频繁换模，而换模的时间又不能直接有效的缩短，则企业的竞争力肯定不如别人。在这种情况下，实施快速换模，则显得尤其重要。1.5.2课题研究的目标根据图1.5.1可以看
12、出换规格损失了三复合挤出机11.4%的产能，是最大的OEE损失。因此，对该设备实施快速换模成为了提高产能不得不完成的功课。为满足产能需求，根据表1.5.2可以看出，只有OEE损失达到67%以上，周期时间降低至0.58min才可能满足日产能达到15000的要求。为了能够把三复合挤出机OEE提高到67%以上，我们需要把换规格损失降低50%以下，即让换规格损失占全部OEE的5.7%以下。具体说来就是把我们的换规格时间降低至3分钟以下。如图1.5.3：图1.5.1 三复合挤出机OEE损失比例图表1.5.2 三复合挤出机工业工程标准总时间/min（A）1440目前周期时间/min（G）0.068工业化时
13、间/min（B）16目标周期时间/min（H）0.58预防性维护时间/min(C)11废品率/%（I）5.1就餐时间/min(D)0设备数量（J）1无计划时间/min(E)0目前OEE/%（K）60.8可利用生产时间/min（F=A-B-C-D-E）1413目标OEE/%（L）67实际产能（M=F/G*(1-I)*J*K）11989目标产能（N=F/H*(1-I)*J*L）15490图1.5.3 目标三复合挤出机OEE损失比例图1.6 国内外研究现状自从上世纪80年代以来，快速换模技术在西方发达国家得到迅速推广应用后，世界各国的企业逐渐对此有了一个更加清晰的认识通过实施快速换模进而降低换模时间
14、是多品种中小批量生产企业实施精益生产的关键点之一。而目前在我国，对快速换模技术的研究还属于比较零散，没有形成系统的研究理论，在这方面研究比较多的专家有精益生产研究会会长李树青先生等。但他更多的是以公开课培训的方式传授快速换模的知识，而全国各高校或研究所却很少有涉及这方面的研究，企业实际生产中应用的例子更是少之又少。快速换模技术是企业实施精益生产的关键点之一，它可以应用于各个企业各种设备的换模改进，不只是某些特定设备和特定企业的御用技术，在竞争日益激烈的今天，作为竞争力稍弱的国内公司，推广和实施快速换模技术是提高企业市场竞争力的不二法宝，因此迫在眉睫13。2快速换模技术2.1 快速换模简介SMED是通过充分应用工业工程的方法，把模具(现在也包括各种生产单元)的更换时间、开机设置时间或启动生产时间等减少到10分钟以内(单数分钟)的一种科学先进的过程改进方法。快速换模技术是1969年由日本丰田汽车公司的工业工程师新乡重夫（Shigeo Shingo）博士提出的，在采用这种方法之后可以把换模时间降低到10min以下，所以新乡重夫博士又将其
