提高包裝設備利用水平為企業增收創益

唐 鵬

引言

隨著鹽業改革的深入，市場競爭日趨激烈。鹽業市場是個較為特殊的市場，總需求相對恒定，難以通過培養消費習慣擴大市場總量。當行業裝備水平提高，生產能力得到發揮后，原以走量為主的競爭方式受到了嚴峻挑戰。在這種環境下，開源節流對于企業的利潤形成都顯得十分重要。

鹽業包裝是鹽業生產中的重要工藝，目前國內生產企業大部分實現了設備自動化。由于鹽產品的強腐蝕性，設備保養情況普遍水平一般，設備的開工率較低且運行損耗較大。對比其他行業，在提高設備利用率，降低生產損耗上，還有很大空間可以挖掘。

本文希望從設備使用維護角度來對如何認識包裝設備運行情況、如何提高設備使用率，最終達到降低運行成本上探討一些問題，為企業增收創益。

1. 評價設備運行的方法

評價設備運行的好壞，首先要量化的進行設備評價。在量化方法上，管理學有很多理論，其中比較有名的是“二八原理”，這是由意大利經濟學家帕累托提出的一個經濟學原理，即一個企業在價值創造過程中，每個部門和每一位員工的80%的工作任務是由20%的關鍵行為完成的，抓住20%的關鍵，就抓住了主體。這個原理為評價某一類事務提出了方向，即評價工作的主要精力要放在關鍵的結果和關鍵的過程上（關鍵績效指標KPI）。

根據以上思路，對于一條包裝生產線，我們希望它在為企業獲利的方面產生作用，因此它的KPI 因素應該和其產生的效益相關。這個效益可以劃分為三個維度：盡可能的開動避免閑置（可用性）、生產能力盡可能發揮（表現性）、生產合格的產品減少報廢（質量系數）。

整體的表現模型如下所示：

用公式表達關系可描述為：

可用性=運轉時間/計劃工作時間表現性=生產總量/理想速度×運轉時間質量指數=良品/總產量整體設備效率(OEE)=可用性×表現性×質量指數

考核OEE 指標，即可對設備的使用情況進行一個綜合的評價。目前在國際上制造業的OEE 整體平均水平約為75%，先進管理企業期望值在85%。而對于鹽業生產企業來說，根據已有經驗，一般在生產線設計時的預測水平在69%左右，但實際運行往往還會更低。

2. 提升設備整體運行效率的一些思路

圍繞提升設備整體運行效率，我們可以分別從三個因子去考慮生產實踐中的改進項目。

2.1 可用性

設備可用性主要和設備突然性的故障有關系，我們希望故障盡可能少，而且處理起來相對容易。衡量故障頻率，我們可以采用平均故障間隔時間（MTBF）來進行考察，生產實踐中，設備本身的質量構成了MTBF的重要因素，但操作維護也必不可少，采用以下措施有利于讓設備保持在較好的狀態，減少故障發生頻率：

升級長周期維護配件（減少計劃停機）；

良好的保養；

預防性維修；

正確使用工廠認可的配件；

在正常的工作環境使用（減少非計劃停機）。

理想情況是所有故障都控制在計劃之內，消除在實際發生之前，但部分情況還是無法避免突發的問題，這時候如果故障發生，我們希望設備盡快投入運轉。衡量設備從發生故障到投入運轉的水平，可以采用平均維修時間（MTTR）這一概念來進行衡量，維修方面更多的是在設備管理能力上的體現，可從以下方面去考慮對其影響因素：

良好受訓的維修人員；

配件供應和保證；

明確的操作標準和操作指導、合適的工具工裝。

除以上故障引起的可用性下降，還應減少無故停機的情況，包括操作者造成的停機和輔助電氣系統故障造成的停機。

2.2 表現性

設備的表現性下降主要是由短暫的停機或降速引起的，這種情況和操作及生產線的配合有較大關系。

從操作因素來說，操作員的熟練程度是引起短暫停機的重要原因，頻繁的更換操作人員，缺乏培訓，操作設備和指引不明確，均會導致短暫停機次數的增加。另外，設備之間的聯鎖和工藝參數的不匹配也會造成短暫的停機，比如缺少物料或包裝材料等。

根據以上要素，對人員培訓可以有效提高表現性，解決生產線匹配過程中的瓶頸也利于主機表現性的提升。

2.3 質量指數

質量指數同樣是一個人機結合指標，機械本身性能及事后的預防措施可以減少問題產品的產生，人員的質量意識和操作習慣同樣對質量有重要影響。

從問題產品產生的時間看，在開機的前一段時間是質量問題的高發時段，這期間的問題主要在于開機前是否進行了有效的檢查，設備是否遵守開機程序進行預熱，以及包裝材料的安裝是否合適。

在正常運行的過程中，影響質量的主要有：

關鍵部件的周期檢測和維護；

工藝參數設定的合理性、穩定性，以及部件性能優化；

人工及時檢查，自動化探測，盡早發現問題，防止批次不良。

2.4 鹽業包裝設備優化效益

從設備上，可以通過對老設備進行技術改造，提高設備整體效率，對此根據鹽行業目前主流的設備情況進行模擬，以投資5年左右的設備為例：

找到設備瓶頸點提升關鍵設備性能參數，提高可用性。通過提升包裝機橫封溫控水平和氣缸性能，提升設備穩定產能；通過改造裝箱機托盤機構和伺服疊層提升設備性能。

找到設備之間匹配瓶頸提升整線性能。解決供料不穩定問題，減少尾端設備的停機時間；提升二次包裝（裝箱、裝袋）速度，解決一二次包裝速度匹配。

按照鹽業典型生產線，年目標生產2 萬噸產品，兩臺包裝機構成一條產線計算，所需生產情況如下圖所示：

可看出，經過少量優化改造，生產同樣的產品，所需時間減少了18.2%，這意味著運行成本的下降或者不需要購買新的設備，可以生產更多的產品。

3. 進行整體運行效率統計

設備運行效率計算所需要的數據是可以進行計算和統計的。安排這些統計需要運行記錄、維修記錄、質量記錄。在實際的生產中，雖然以上三個記錄非常明確和簡單，但如果要持續地獲得可信任的數據并不容易。首先，需要有一套流程，保證數據的采集和收集；其次，需要有驗證檢查機制，保證前述系統的有效，證明數據的可行度；再次，需要有計算分析方法和專門的人員來處理，得到結論。這一系統計分復雜，且建立起來總體成本較高。幸運的是，現在先進的信息系統已經具備能力來簡化這些數據搜集。

由于OEE 數據的重要性，機械自動化與控制組織（OMAC）建立了一套標準用來采集設備的OEE 數據，這需要設備在設計時即遵守一定的標準，例如PackML 標準。采用本標準設計的設備除了在OEE 數據的獲取上較為容易，更是一個整體信息化系統方案，對上位MES 系統對接也預留了標準的接口。這個技術目前在鹽業設備生產企業已可以提供，只需要對原有設備進行升級即可實現。

PackML 標準架構

結語

在設備的整體效率上下功夫，可以在少量投資的支持下實現對現有設備的更好利用，提升企業的利潤水平。采用先進的控制系統和更加客觀的評判標準，有利于企業自身管理的提高。不斷的追求更高效率，是企業改善的“驅動器”，形成了企業持續改進的目標，幫助企業將自己的生產建設成為世界級性能的真正目的，而不是達到平均或標準性能。隨著鹽業改革的深入，企業之間的競爭會越來越市場化，具有更深厚“內功”的企業，必將具備更大優勢。