機械加工和機械壓力機的精實化與智慧化

機械加工和機械壓力機的精實化與智慧化

Apr 30, 2021

機器加工廠和機械壓力機廠的客戶,對于精密機械零件的要求,依序為QDC,質(zhì)量(Quality)一直都是最重要、最優(yōu)先,其次是交期(Delivery)短比價格(Price)低更重要。大量客制化的趨勢下,質(zhì)量不打折、交期最短,已經(jīng)是機械加工業(yè)為顧客提升價值的關(guān)鍵要素。

 

智慧機械推動辦公室網(wǎng)站SMB專區(qū)數(shù)據(jù)顯示,從2018年2月2日到2020年12月31日止,經(jīng)濟部工業(yè)局智慧機頂盒(Smart Machine Box,SMB)輔導計劃,已經(jīng)有5301臺設(shè)備安裝并完成驗收。從案例分享的成果整理發(fā)現(xiàn),顧客在意的成本、交期、售價提升、良率這四項占比合計約10%。現(xiàn)階段SMB成果,90%聚焦在設(shè)備觀點價值,如稼動率、減少紀錄作業(yè)報表時間、數(shù)據(jù)收集時間、實時監(jiān)控、生產(chǎn)履歷、建立標準工時、自動報工、異常通知與停機等信息。

 

把加工制程連起來,減少在途量(WorkIn Process,WIP)和等待的浪費,是加工廠落實精實管理,消除浪費、交期最短的流程價值。SMB實時收集加工運轉(zhuǎn)中的設(shè)備信息,讓設(shè)備運作實態(tài)、加工信息可視化并分析改善,是智能化創(chuàng)造的數(shù)據(jù)價值。

 

智能結(jié)合精實管理的流程技術(shù),可以從加工價值鏈大幅提升顧客價值。精實和智慧是相輔相成的,本文將以精實加工流程的觀點,說明機械加工業(yè)和機械壓力機行業(yè)應(yīng)用智能化,在加工設(shè)備點與線,創(chuàng)造的顧客價值。

機械加工的精實化與智慧化

OEE是評量設(shè)備運作價值的指針

整體設(shè)備效率(Overall Equipment Effectiveness,OEE)是評量生產(chǎn)設(shè)施有效運作的指標,它是良品率(Quality Efficiency)、性能效率(Operational Efficiency)、稼動率(Availability Efficiency)相乘的結(jié)果。用精實管理的浪費觀點,影響OEE的主要因素為不良品浪費(QualityLoss)、產(chǎn)效浪費(Performance Loss)、可用浪費(Availability Loss)和排程浪費(Schedule Loss)。

 

排程浪費和可用浪費是事先就知道的,透過SMB可以更精確的知道計劃與實際的差異。排程浪費是經(jīng)營管理的議題,如休假日、工作量不足無法滿足設(shè)備可以安排的整體時間(AllTime)、例行性會議、定期保養(yǎng)檢修、產(chǎn)線調(diào)整等。可用浪費是生產(chǎn)計劃的停機,如計劃變更停機、缺料停工、換線停機、設(shè)備熱機時間、設(shè)備故障維修等。

 

產(chǎn)效浪費和不良品浪費是設(shè)備加值異常的情況,事件發(fā)生才有的信息,譬如設(shè)備故障停機、預(yù)警停機、換料工時異常、換線工時異常、不合格的材料、不良品等設(shè)備運作異常事件、起訖時間、次數(shù)等信息。在設(shè)備上安裝傳感器(sensor)和SMB,就可實時擷取以上的實際信息。

 

拜IoT(Internetof Things)信息科技發(fā)展之賜,透過智慧機頂盒收集設(shè)備運轉(zhuǎn)正常與異常的實際狀態(tài),每臺機械壓力機設(shè)備的每個事件都自動實時的擷取并紀錄到數(shù)據(jù)庫,成為及時正確的加工日志數(shù)據(jù)庫。將數(shù)據(jù)庫內(nèi)的紀錄,以設(shè)備為主體篩選數(shù)據(jù),經(jīng)過正確的歸納、合并、計算后,得到OEE運算需要的分子良品數(shù)、實際效率、運轉(zhuǎn)時間,和生產(chǎn)數(shù)、計劃效率、排程時間等分母數(shù)據(jù)。OEE內(nèi)的良品率、性能效率、稼動率是衡量設(shè)備效率的指標,故OEE是評價設(shè)備在加工工序創(chuàng)造價值的點指標。

機械加工的精實化與智慧化

加工LT是評量流程價值的指針

加工LT(Lead Time)是零件從素材投料,經(jīng)過復數(shù)個加工工序到完工合格的加工流程時間總和,包括各個工序的搬運、取放、加工時間,和工序間等待時間。

 

以零件加工制程為主體,每個工序的開始加工時間、加工完工時間、完工數(shù)量等信息,可以從加工日志數(shù)據(jù)庫篩選出來,再依據(jù)零件制程的工序順序,將以上信息組合起來,可以得到零件加工LT時間,以及零件工序相關(guān)的信息。如圖1加工流程圖,零件在工序1和工序2的(換模換料時間),工序1或2的開始加工和加工完成的期間就是(加工時間),工序1的加工完成和工序2的開始加工就是(制程等待時間),工序1完工移轉(zhuǎn)到工序2尚未完工的數(shù)量就是(WIP(WorkInProcess)數(shù)量),工序1零件安裝開始時間到工序2加工完成時間的總和就是這個零件的(加工LT)時間。

機械加工的精實化與智慧化

圖1 加工流程圖

精實加工追求的目標是加工流程化,也就是說零件的每個工序,一個接一個產(chǎn)出,沒有等待時間、沒有WIP、最短的換模換料時間。

作者2020年5月及6月,從數(shù)家在改善效益良好的加工廠,取得SMB收集的加工日志案例數(shù)據(jù),以零件加工流程架構(gòu)分析,發(fā)現(xiàn)三個主要問題:①制程間等待的時間很長、②批量開工與移轉(zhuǎn)工序間的WIP數(shù)量起起落落、③開工后被插單造成后續(xù)工序等待時間變長。

以上問題若被改善可以縮短加工LT的時間,故加工LT是評價零件加工流程的產(chǎn)線指標。

 

精實智慧加工、縮短加工LT提高顧客價值

精實化源自TPS兩根支柱的穩(wěn)定(自動化)與配套(JIT)觀念,透過標準作業(yè)(SOP)的建立與改善,用流程分析技術(shù)創(chuàng)造價值。智慧化則是運用演算邏輯,透過數(shù)據(jù)的收集與分析,進行實時監(jiān)控與持續(xù)檢討,用數(shù)據(jù)分析技術(shù)創(chuàng)造價值。

 

精實智慧加工(LeanSmartMachining)是以加工流程的標準作業(yè)為基礎(chǔ),根據(jù)加工流程分析的需要,實時擷取每個工序的數(shù)據(jù),并被自動紀錄存到數(shù)據(jù)庫。讀取并運用數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容做數(shù)據(jù)分析,用設(shè)備觀點將每個工序的設(shè)備OEE可視化,用產(chǎn)線視角看零件的加工流程,可以及時呈現(xiàn)換模換料時間、制程等待時間、WIP數(shù)量、加工LT等的浪費或變異,經(jīng)檢討與改善,讓下次流動的更穩(wěn)定、更快速。

 

精實化是追求單件流,工序間沒有等待時間、沒有WIP,加工連起來,讓產(chǎn)線流動的應(yīng)有之姿。智慧化除了立即呈現(xiàn)加工點與產(chǎn)線實態(tài)的問題,搭配標準作業(yè),在上線計劃開工前,模擬工序間的浪費、WIP,事前排程優(yōu)化,事中的動態(tài)派工微調(diào),落實加工連起來,讓制程間的等待時間與WIP的變異最小化。

 

精實與智慧結(jié)合的精實智慧加工,實時采集流程上的數(shù)據(jù)并分析,可以強化并改善精實流程,縮短加工LT,創(chuàng)造機械壓力機加工價值鏈更高的價值。

來源:網(wǎng)絡(luò)

 

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