拓展DNC分布式數控系統應用功能提高設備綜合運行效率

劉宏濤

（西安航天復合材料研究所，陜西 西安 710028）

1 受控設備運行情況現狀分析

為了提高數控設備的綜合利用率，A 企業利用統計過程控制技術（SPC）對2018 年受控設備綜合利用情況進行統計、分析和診斷（見表1），從中發現在2018年正常工作時間為241 d，受控設備綜合運行效率[2]為40.47%，低于單件、小批量生產企業平均45% 的行業水平；設備使用過程中存在每年82 211.51 h 的不增值時間。

表1 受控設備綜合利用情況（計量單位：h）

運用5W1H 提問技術，對表1 中的統計數據進行定性分析。

1.1 設備的運行時間

受控設備在正常工作時間里的空運行時間過長，達到82 211.51 h，將其進行價值轉換，在241 d 的正常工作日里，有近43 名員工從事無效勞動；如果按勞動成本估算，有150 萬元以上的經濟損失；如果按照設備1 h 僅消耗1 度電計算，能源損失也可達到上萬元；如果再加上設備折舊等管理費用，損失的將會更多。

1.2 設備利用率與行業水平對比

受控設備的平均運行效率僅為40.47%，低于單件、小批量生產企業設備綜合運行效率45%的行業平均水平。

1.3 設備開機時間與運行時間對比

設備利用率不高，每天正常的8 h 工作時間里，平均運行時間僅為4.92 h，部分設備存在無效加班，平均開機時間達到11.25 h。

圖1 2018 年設備開機時間與運行時間對比

從圖1 可以看出：有41 臺設備開機時間超過1 928 h/a，有32 臺設備在加班加點進行一些不增值的勞動（例如換模、維保、等待）；有50 臺設備全年運行時間低于1 928 h，2018年的241 個正常工作日中，僅有9 臺設備需要延時加班或開二、三班。由此可見，受控設備綜合利用率低的主要原因是故障停機頻繁；換模時間過長；設備維護不到位，造成大量的等待浪費。

2 達到或超過行業內設備綜合運行效率為目標

為了快速響應日趨變化的市場需求，以達到或超過行業內設備平均綜合運行效率為目標，堅持改善，縮短不增值時間。A 企業以DNC 系統數據[1]為支撐，以IE 工程的工具和方法，以全員設備自主保全活動為基礎，健全快速轉換體系，搭建異常問題快速響應系統平臺，突破瓶頸制約，提高設備的綜合運行效率。

2.1 針對數控設備報警頻繁，開展全員設備自主保全

運用8D 問題求解法，對設備進行現場寫實和調研發現導致設備報警故障主要是設備散熱系統問題。原因是設備長期未進行深度清掃，大量的污漬、油漬堆積，堵塞了散熱孔。因此，開展了以TPM 為主題的初期清掃工作，形成以生產班組為核心、工藝技術為支撐、后勤服務為保障的自主維護系統。營造全員自主參與、自動自發培訓、持續改良改善的良好氛圍。提高了員工的技能和綜合素質；調動了員工主動性和積極性；健全有效的自主維護機制。今年1～9 月設備報警次數為0。

A 企業確立以提高設備管理人員和操作人員的業務能力為目標，實施以班組OPL 教育（點滴教育） 為基礎；搭建以公司級和分廠級自主培訓為保障；以外部專家培訓為提升的多層級培訓機制，有效提高設備管理人員和操作人員的業務技能，2019 年前3 個季度A 企業邀請外部專家和自主培訓共計約2 000 個學時。2019 年前3 個季度共計實施設備初級清掃954 臺，消除了設備潛在的故障隱患，降低了設備報警頻次，促進設備運行效率的有效提升。

2.2 針對空運行時間過長，健全快速轉換體系

選擇典型數控設備，利用影像分析法和頭腦風暴法，對換模過程的現狀進行調查研究，識別浪費點，運用5W1H提問技術對領取刀具、裝夾和調試的全過程進行系統分析，尋找問題產生的根源。

分析發現：在數控設備換模過程中，外準備時間過長，主要是刀具領用時間過長、流程不規范。為此，A 企業以特種產品全員設備自主保全活動為基礎，組織開展以縮短換模時間為目的快速轉換，通過“點對點”的模式對接，將快速轉換覆蓋至整個機加區。

通過刀具流程再造、工裝定置定位、目視化管理等方法，將內準備轉化為外準備，縮短外準備時間。利用ECRS四大原則對刀具領用的全部流程進行流程再造，取消刀具領取過程中的多項簽字確認，通過建立《刀具使用手冊》和班組長嚴格把關的方式將流程簡化到3 步（即拿到工藝、班組長簽字、領取刀具）搭建“一分鐘領刀”流程，實現標準化和目視化，持續改善和全面推廣；健全《標準作業指導書》和《快速換產作業指導書》，由技術人員對復雜工件的加工制定標準化作業指導，對員工進行培訓，使員工按照標準進行操作，避免錯誤操作和無效動作，減少過程等待和無效勞動，提高員工工作效率，減少因員工臨時離崗造成的短暫停機；加強工具、工裝定置定位管理，建立個人責任制管理，將工裝區域、產品區域和操作區域進行定置管理，消除浪費。通過上述方法，有效提高數控設備的綜合運行效率。

2.3 針對信息傳遞和反應速度慢，搭建異常問題快速響應平臺

生產現場通常分為員工、班組長、業務職能室和分廠領導4 個層級，組織層級多，信息傳遞和反應速度慢。傳統的解決方法是將生產現場出現的各類問題在生產作業會上進行布置和解決，問題處理不及時。為此，A 企業將生產現場的“問題處理不及時、影響生產效率”作為改善的重點，搭建“異常問題快速響應”機制，提高問題處理的效率。

3 效果評估

2019年1～9月受控數控設備開機時間為120 689.39 h、運行時間為59 186.47 h，綜合運行效率為49.04%；2018 年1 ～9 月受控數控設備開機時間為118 384.52 h、運行時間為51 907.92 h，綜合運行效率為43.85%。由此可見，受控設備開機時間、運行效率明顯提高的情況下，2019 年較去年同期提高5.19PCT；按照單件、小批量生產企業平均45%的行業水平，A 企業的受控設備綜合運行效率高于行業內平均水平，達到4.04%，處于行業內領先水平。

以A 企業機加一分廠和機加二分廠為例計算，2018年共計交付工時為3 026 451 h，實現模擬收入35 990 萬元，按照模擬收入進行折算，每小時創造的價值為118.92元。2019 年前3 個季度，受控設備有效運行時間較去年同期增加7 278.55 h，相當于多創造價值達到86.56 萬元；空運行時間較去年同期減少4 973.68 h，相當于減少損失約為59.15 萬元。前3 個季度2 個分廠共計創造價值145.71萬元。

綜上所述，合理利用數控設備，減少數控設備的空運行時間，綜合平衡設備加工能力，將為A 企業創造更多的價值。