基于快速换模的压机工序换型效率改善研究

许瑞 黄玉苗 吴静

摘 要：以B企业刹车片生产线为研究对象，基于工业工程的工作研究和程序分析，识别压机工序为影响换模效率的瓶颈工艺，设计基于快速换模SMED技术的压机工序流程改善方案，压机工序换型时间节省41.6%，改善效果十分显著。

关键词：快速换模;精益生产;流程优化

B公司是某汽车零部件制造企业，刹车片为其核心竞争产品，要满足多样化群体和定制化需求，对向客户交付高品质的多样化产品的能力提出了严峻考验[1]。

SMED（Single Minute Exchange of Die）即快速换模，是基于精益管理和基础IE的一种过程改善方法。它以作业人员和生产设备为实际研究对象，对生产现场的换型过程展开分析，研究如何制定最合理的工作方法以尽可能缩短换型时间[2]。

本文通过分析B公司核心刹车片产线流程现状，识别影响换模效率的瓶颈工艺，设计基于SMED技术的压机工序流程改善方案来提升产线效率，并对改善效果进行评价。

1 压机工序换型现状及改善需求

刹车片的生产制造工艺流程如下图。其中，压机工序单次换型作业耗时最长，换型作业最复杂，为流程改善的主要研究对象。

通过分析改善前压机工序换型流程，得到改善前换型时间，见表1。

换型工艺现状是所有换型工作均由单人串行完成，耗时的准备清洁工作在机台停机后才开始，造成压机工序换型时间浪费，换型时间为1801秒（30分钟）。

每天可利用时间为1260分钟，单次换型时间为30分钟，则每天最高换型次数为42次。为提升换型效率，确定改善目标为每天进行55次换型作业，即每次换型时间为23分钟。

2 基于SMED的换型工序改善及效果评价

换型工序现状存在两大问题：一是换型工装选用和设计不合理;二是换型作业流程不合理。本文结合5W2H、ECRS工业工程改善手法[3-5]，综合考虑换型流程中原材料切换、工装改善、作业方法和现场管理等方面，确定基于SMED的压机工序改善方案。

2.1 工装选用设计改善

（1）快速工装。增设三种快速工装：a.换型车安装定位销;b.压机前侧安装止推销;c.换型车侧面安装小型控制装置。

（2）使用快速紧固件。采用插销、压杆定位板等代替传统的螺栓螺母固定方式，省去紧固环节。

（3）更换专用工具。使用快速棘轮扭动扳手作为拆卸模具;在换型车和压机设备侧面安装工具盒。

2.2 换型作业流程改善

（1）并行作业。由单人作业改为双人联合作业，降低单人作业劳动强度，减少换型时间。

（2）事前准备。制定换型准备点检表，规范换型准备流程，减少工具寻找和等待时间。

（3）优化作业流程。借助意大利面条图分析换型工的移动路线，设计合理动作避免交叉往返。

2.3 改善方案实施与评价

通过采用基于SMED的改善方案，得出改善后的换型流程时间，如表2。

基于改善前后的对比分析，换型时间由1801秒缩短为1052秒，节省41.6%。每天可进行约72次换型作业，提高了30.9%，完全满足改善目标。改善效果十分显著。

3 结语

本文分析了B公司压机工序的换型现状，成功设计并实施了基于SMED的综合改善方案，使得刹车片生产既能应对批量生产，又适应生产设备的频繁切换，满足快速准时交货的要求，对其他企业有一定借鉴意义。

参考文献：

[1]陈龙，陈红军.多品种生产线的快速换型[J].汽车制造业，2014，21：42-46.

[2]刘树华，等.精益生产[M].北京：机械工业出版社，2010：113-130.

[3]Jonathan David Morales Méndez，Ramón Silva Rodríguez.Set-up reduction in an interconnection axle manufacturing cell using SMED[J].International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2015，84（9）：1-10.

[4]Carrizo Moreira A，Torres Garcez.Implementation of the Single Minute Exchange of Die（SMED）methodology in small to medium-sized enterprises：a Portuguese case study[J].International Journal of Management，2013，30（1）：66-87.

[5]Carrizo Moreira A，Silva Pais GC.Single Minute Exchange of Die：a case study implementation[J].Journal of Technology Management & Innovation，2011，6（1）：129-146.

作者簡介：许瑞，男，博士，河海大学商学院副教授，硕士生导师，研究方向：工业工程，管理科学与工程;黄玉苗，女，河海大学商学院信息管理与信息系统专业，研究方向：生产流程优化与改善;吴静，女，河海大学商学院工业工程专业，研究方向：工业工程与管理。