設備效率精益六西格瑪項目開展方法探析

◆ 鄒先軍 楊 雷/文

（第一作者單位：上海朱蘭質量咨詢有限公司 ）

精益六西格瑪是當前企業管理持續改進最為先進的管理方法，精益六西格瑪管理可以應用在企業安全、質量、效率、成本等方面，在企業的諸多管理中，設備管理是一項綜合的工作，與企業安全、質量、效率、成本皆息息相關，因此在設備管理領域引入精益六西格瑪管理是企業提升管理的一項重要實踐。

1 設備效率類項目實施的難點

自上世紀80年代，設備管理進入了全員生產性維護（TPM）階段，TPM以生產效率為中心，通過全員參加，針對設備的全生命周期，從技術、經濟、組織全方位考慮來開展設備的維護管理。設備綜合效率（OEE）是衡量設備管理的綜合性指標，包括三個方面，即設備的時間開動率、性能開動率及質量合格率，三個方面的任何一點都會影響設備的效率，在現代設備管理實踐中，呈現職能綜合化、工作標準化、改善日?；?、人員多元化的特點。

精益六西格瑪管理的特點是根據企業戰略或工作重點，選擇關鍵的問題形成精益六西格瑪項目，組建合理的團隊，按照DMAIC(或IDOV)的方法論，持續改進。精益六西格瑪項目通常定位企業關注的、系統性的、難易程度中等（一般在8個月左右可以解決）、不需要有大的投資問題；團隊構建不能遵循自愿的原則，要根據問題涉及流程的相關方關系確定，在技術上要遵循精益六西格瑪的方法論，在原因的分析、驗證上要求數據決策、不能通過經驗確定，在解決問題上要求尋找最優解，不能有提高即可，并需改進后進行數據驗證與三個月的穩定性觀察。由于TPM與精益六西格瑪各有特點，因此在設備管理領域推行精益六西格瑪時會存在如下困難。

1.1 日常改善與系統改善的困惑

在全員生產性維護實施中，推行部門要求事事改善，時時改善，如有企業就提出了每個崗位每個月至少提出一條改善的建議，因此有人認為生產維護的改善已經全面展開了，精益六西格瑪的項目就沒有必要開展了。

1.2 方法論與聰明才智的困惑

在全員生產性維護實施中，由于問題多，也比較零散，提倡員工提出合理化建議，從而提高管理水平。但是，在精益六西格瑪項目中，大家還要學習新的方法論，學習新的工具，是不是原本的經驗與好的想法不管用了。

1.3 效果提升與效果最優的困惑

在全員生產性維護實施中，鼓勵大家勇于改善，只要有50%的把握就可以去實施了，只要有改善的效果即可，而在精益六西格瑪項目中，要求突破性改善，并要求找到最佳點，兩者之間似乎存在矛盾。

1.4 標準建立與改善的困惑

在全員生產性維護的實施中，要確定各類工作標準，如在全員生產性維護的點檢管理體系中，首先分為專業點檢與操作者點檢，專業人員負責進行設備功能性的點檢，操作者負責設備正常操作的機能性點檢，然后根據設備點檢需要建立設備特性值標準、點檢標準、保養標準和保全作業標準等；因此在設備管理領域推進精益六西格瑪時，認為按建立的標準實施就可以了，而精益六西格瑪是關于系統改善的，在設備管理中無法開展精益六西格瑪。

2 設備效率類精益六西格瑪項目實施探索

設備管理和精益六西格瑪各有其典型特征，導致了在設備管理的精益六西格瑪實施中出現一些困惑，但實施精益六西格瑪管理與實施全員生產性維護在本質上并不矛盾，如在全員生產性維護中，焦點改善是TPM的八大支柱之一，它包括全員改善提案活動、TPM小組改善活動和部門主題改善活動，而TPM小組改善活動、部門主題改善活動與精益六西格瑪項目就存在相通之處了，都是指以團隊的形式解決相對較重要的問題。而在精益六西格瑪項目中，在原因的初步分析后，如果原因顯明，措施相對容易就可以快速改進，而這一點與全員生產性維護中對改善的處理相近；也就是說，精益六西格瑪項目的理念與當前TPM開展活動的原則是一致的，只是處理方式不一樣，精益六西格瑪關注重大、系統性問題，而TPM的常規原則首先是針對的日常問題。對于設備管理，關鍵是提升效率，而影響設備效率的問題類型很多，也一定存在系統性關鍵問題，對于這些關鍵問題，通過精益六西格瑪項目的方法論（DMAIC），融入TPM的理念，將更有效地提升設備管理效率。

2.1 選擇合理的項目

在設備效率類型項目，項目的選擇非常重要，精益六西格瑪項目解決系統性問題，而不是日常工作，對于設備效率來說，由于影響的因素比較多，很容易將日常工作的提升作為一個改進項目，如降低卷包設備接裝紙換卷量，這樣就太??；同時也容易將項目選大，如經常有項目為提高某車間的設備的綜合效率，這樣的項目就過大。

在項目選擇時建議把握兩個原則，其一，從指標上看，不要直接以設備的綜合效率作為主題，建議以造成綜合效率低下的六種損失為主題，如停工和故障的損失、換裝和調試的損失、空轉和瞬間停機的損失、速度的損失、生產次品的損失、啟動穩定的損失；其二，從涉及面上看，研究的對象以機組為佳，流程上跨職能。

2.2 界定階段充分考慮設備涉及職能

在精益六西格瑪團隊中，團隊的構建會依據項目的相關方進行組建，通常團隊規模在7人左右，由于現在設備管理職能綜合化及管理人員多元化，對于設備類的項目可以適當增加人員，對于關鍵的相關方可以從職能上細分，增加團隊成員。

2.3 測量階段充分應用歷史數據與集體經驗

在測量階段，設備效率需要統計的數據往往是停機時間、停機故障次數，設備的轉速等，在數據的測量方面，由于這些數據的獲取需要較長的時間，因此要充分利用團隊積累的歷史數據；另外，在問題的初步分析后，快速改進的分析與方案通常是團隊成員完成，在設備管理類項目中，可以用合理化建議與單點課的形式在企業類開展，發揮集體經驗的作用。

2.4 分析階段加強設備原理分析

在精益六西格瑪項目中，在分析階段通常會更多的應用數據分析，對于設備效率類項目，其原因往往與設備的維護及操作的合理性有關，因此要加強對設備工作原理分析，分析設備的系統構造和工作機理，再結合數據進行驗證分析，有時甚至可以應用工作原理進行關鍵原因的驗證。

2.5 改進階段充分發揮系統的作用

在精益六西格瑪項目中，改進階段需要針對關鍵的原因提出解決方案，并進行優化，對于參數類原因，一般都應用試驗設計等方法進行優化，但對于管理類的原因，通常方法是進行頭腦風暴提出措施，然后用優先矩陣進行篩選。在設備類項目中，針對管理類的原因，可以參照全員生產性維護管理系統中成熟解決問題的思路進行改進。

2.6 控制時融入標準可視化

在控制階段，通常主要工作是改進文件化與監控，對于設備類項目，大多數企業的設備參數還是很難監控，狀態監控就更難了，因此在將改進工作標準化后可以應用設備管理中的可視化概念，將需要監控的參數或管理進行可視化，方便于監控。

3 設備效率類精益六西格瑪項目實踐

根據某廠影響設備效率的因素進行排序，首先按機組進行排序，然后按照影響設備六大損失進行分類，最后確定了protos70的停機時間是影響設備效率的重要因素，因此選擇了降低protos70的停機時間為項目。

3.1 界定

3.1.1 問題/機會陳述

根據半年來數采系統所采集數據表明，目前21組PROTOS70卷煙機組平均每班每機臺停機約為28次，累計35分鐘。根據行業對標，先進水平為平均每班每機臺停機為15次，25分鐘。

3.1.2 Y的定義

故障停機時間：PROTOS70卷煙機組生產運行過程中的設備本身故障和產品質量問題引起的停機。

3.1.3 項目目標

在2013年9月30日前將21組PROTOS70卷煙機組平均每班每機臺停機時間降低到25分鐘以下。

3.1.4 項目攸關方與團隊構成

卷包車間是PROTOS70卷煙機組故障停機率的主要關注部門，維修班組、卷煙操作班組、包裝班組直接相關；另外本項目還與計劃調度處、財務處、工藝技術處、設備動力處、勞資培訓處相關。根據相關方與涉及的流程，選擇團隊10人。

3.2 測量

3.2.1 Y的水平確認

Y的測量計劃，見表1。

Y的描述與能力分析：數據表明，21組PROTOS70卷煙機組平均故障率較為平穩，3月份21組PROTOS70卷煙機組平均每班每機臺停機約為28.8次，37.2分鐘。其中手動停機、SE跑條、SE斷紙、MAX搓接板堵塞等故障現象占到了總停機時間的81%，是主要問題。

3.2.2 潛在原因探索（X）

針對主要的故障現象手動停機、SE跑條、SE斷紙、MAX搓接板堵塞，應用頭腦風暴方法進行原因分析，并應用樹圖進行整理。其中手動停機61個根原因、SE跑條29個根原因、SE斷紙18個根原因、MAX搓接板堵塞28個根原因，對原因進行進一步分類，其中19個原因為潛在的關鍵原因，93個原因為非關鍵原因，24個原因其它項目涉及或者現階段無法解決。

對于19個潛在關鍵原因，其中13個進行快速改進，在快速改進中結合設備管理中自主維護等手段進行改進，6個潛在關鍵原因進入分析階段進一步驗證。

3.2.3 需進一步分析驗證的原因

主要有膠輥間隙、高、低速烙鐵溫度設置、搓板烙鐵溫度、搓接輪與搓板間隙、水松紙刮刀角度、上膠導紙輥調整等6個潛在關鍵原因。

3.3 分析

3.3.1 機組工作原理分析

PROTOS70型卷煙機由VE、SE和MAX組成，VE的功能是把送絲系統送來的煙絲松散后制成符合要求的煙條。SE的功能是把煙絲條裹上卷煙紙后上膠、封口、烘干并切割成雙倍長度煙支，再傳送給MAX接裝機的進煙鼓輪。MAX的功能是將雙倍長度煙支一切二并分離，對兩支煙接裝濾嘴，包上水松紙，再切成兩支符合規格長度的濾嘴煙支，由調頭鼓輪把雙排濾嘴煙支并成濾嘴方向一致的單排濾嘴煙支，最后通過檢測鼓輪檢測，剔除不合格煙支，將成品煙支輸送到包裝機（原理圖略）。

表1 Y的測量計劃

表2 針對主要原因的數據采集及測試方案列表

3.3.2 數據收集計劃

膠輥間隙、搓板烙鐵溫度、搓接輪與搓板間隙、水松紙刮刀角度、上膠導紙輥調整等5個潛在的原因均可能影響煙支包卷的質量，其中最明顯的影響是漏氣煙支剔除量，從而影響停機時間。高、低速烙鐵溫度設置因子影響SE跑條次數從而影響機臺停機時間，數據收集方案如表2。

3.3.3 原因驗證分析

調整膠輥間隙，在同一班組內進行試驗，統計漏氣煙支剔除量（會導致停機）和生產合格煙支數量。進行比率P分析，P值小于0.05，所以拒絕原假設，膠輥間隙是影響產品質量的顯著原因。其它的因子分析后如下：搓板烙鐵溫度、搓接輪與搓板間隙、提升帶磨損、上膠導紙輥調整、吸絲帶磨損是顯著原因，高、低速烙鐵溫度設置、水松紙刮刀角度不是顯著原因。

表3 參數類原因改進方案

3.4 改進

3.4.1 改進方案，見表3。

3.4.2 改進措施

管理類原因

根據全員生產性維護體系，將提升帶磨損與吸絲帶磨損納入自主維護體系，建立清掃點檢維保基準。

參數類原因試驗計劃

根據生產的實際情況，確定做全因子試驗并安排2次角點仿行、3個中心點的試驗。并隨機化試驗順序根據試驗方案進行數據收集。

A：膠輥間隙，低水平：0.02mm；高水平：0.04mm

B：搓板烙鐵溫度，低水平：150℃；高水平：180℃

C：搓接輪與搓板間隙，低水平：8.0mm；高水平：8.1mm

D：上膠導紙輥調整，低水平：190mm；高水平：210mm

對試驗收集的數據分析后結果如下：

停機時間=45.079-5.5×膠輥間隙-4.188×搓板烙鐵溫度+5.063×搓接輪與搓板間隙-6.187×上膠導紙輥調整-2.625×搓板烙鐵溫度×搓接輪與搓板間隙+2×膠輥間隙×搓板烙鐵溫度×搓接輪與搓板間隙-2×膠輥間隙×搓板烙鐵溫度×上膠導紙輥調整+2.603×搓板烙鐵溫度×搓接輪與搓板間隙×上膠導紙輥調整。

表4

圖1 TnPM綜合管理平臺系統截圖

優化后最佳值為22.45分鐘。

3.4.3 實施及改進效果驗證

對機組進行全面實施，實施后再對數據進行了觀測，平均每天停機時間為25.2分鐘。

3.5 控制

3.5.1 文件化改進

建立了活動方案《卷包車間OPL、OPS活動實施方案》，獎勵制度《卷包車間OPL、OPS活動評比、獎勵辦法》，修正了《PROTOS70維修手冊》。

3.5.2 確定控制計劃，見表4。

3.5.3 可視化控制平臺

在這個平臺中針對關鍵的因子，對每一個角色，交接班管理、點檢維保管理、故障管理、維修策略以及基礎數據進行了規范化和可視化。圖1系統截圖。

3.5.4 項目預收益

直接收益為減少了生產工作日，降低了能耗，減少設備開停機煙支剔除，節約煙絲、盤紙、咀棒等消耗，合計101.4014萬元。

4 結論

精益六西格瑪管理方法論沒有屬性，但是有其自身的特點，全員生產性維護是針對設備管理的管理方法，在設備管理領域實施精益六西格瑪項目，需要充分了解二者的特點，在項目的實施過程充分應用兩者的優點，將取得很好的效果。