某軍工企業基于精益的低成本設備管理實踐

徐文杰，張忠波

（中電博微電子科技有限公司，中國電子科技集團公司第三十八研究所，安徽 合肥 230088）

傳統軍工企業受制于多品種小批量生產特點的束縛，手工作業占比大、設備老舊、生產模式落后，關于設備的管理自然容易被忽視。由于行業特點，早期軍工企業更關注產品的質量，對成本和效率重視不足。隨著軍工企業管理提升的推進，產品模塊化水平逐步提升，為自動化批量生產提供了基礎條件。特別是隨著“中國制造2025”的提出，自動化設備、自動化產線、數字化車間在軍工企業逐漸投入使用。然而，由于之前缺乏系統的設備管理經驗，導致在在增加設備時比較盲目，產能不足首先想到的是加人加設備，導致投入設備多，利用率不高的情況產生。這樣粗放的管理勢必導致企業運營成本上升，同時設備創造價值能力不強，嚴重影響國有資產的增值能力。而精益管理作為一種降低成本、減少浪費的管理理念已取得了廣泛的應用。隨著近年來精益管理在企業的推行，如何在設備管理方面應用精益思想，減少不必要的設備投入，發揮好現有設備能力，促進企業提質增效，需要得到更多的關注。

1 現狀與問題分析

1.1 現狀分析

某軍工企業受限于產能提升壓力，從2013年開始導入精益生產，改變了之前“作坊式”加工，一個人從頭到尾作業模式，在多型產品的裝配環節實行流動化生產方式，拆分工序，建立了流水生產線，人均產出提升92.3%。后端裝配能力的提升，對前端供應產生巨大壓力，特別是一些變頻模塊等自制零部件。這些自制件主要由設備加工，相比于作業人員，設備的柔性顯得不足，不能夠像裝配流水線一樣根據節拍加減人，設備數量和種類短時間很難有變化。如何利用現有設備，提升制造能力顯得更加重要。針對某車間變頻模塊的生產過程，通過“現地現物現認”的“三現主義”現場測時、觀察，發現設備時間開動率不高，每日實際產出與理論產出差別較大。

1.2 問題分析

根據生產任務測算，某車間變頻模塊每日需要生產15件，目前生產不穩定，平均每日產出8件左右。該模塊生產流程較長，共35道工序，如圖1所示。存在手工作業和設備加工的反復交替，現場在制品多，生產整流化差，每日產出不均衡。通過各工序能力分析，發現各工序能力嚴重不均衡。每天可用時間420分鐘，根據每天產出15件，得到生產節拍=420/15=28分鐘/件。 瓶頸工序并不是很多，僅有5處，而其中四處的工序能力達到14件/天，只要稍作改善即可滿足產能要求。只有自動貼片產能缺口較大，目前只能產出8件/天（表1）。

圖1 變頻模塊生產流程

表1 瓶頸工序能力

表2 生產準備工作清單

對自動貼片設備進行測時分析，設備開動率僅有36.7%，即增值工作較低，負荷時間內停機時間中等待時間占比63%，換產13%，故障12%，存在大量不增值工作，如圖2所示。如果不進行改善，而是基于目前設備效率測算必要設備數，就需要投入新的設備，而新增設備投入后基于目前的管理模式，效率依然會不高。因此，在決定是否增加設備時，需要先對現有設備進行精益改善，提升設備效率，之后再去計算需不需要增加設備。在傳統軍工企業由于生產組織模式相對落后，往往經過精益改善后根本不需要增加設備。

針對本案例，通過進一步分析，發現等待時間長主要是生產準備時間過長導致，這也會導致換產時間長，生產柔性降低。在正式加工前，要確認生產文件的完整、生產信息卡有無缺失、MES系統流程是否填寫、工裝是否齊全可用、物料是否齊套等。因此，每天都需要花費一定時間開展準備工作，導致設備開動率不高。

2 基于精益的設備管理改善

針對設備效率損失較多問題，首先制定改善目標，即自動貼片設備日產能達到15件，自動貼片設備單件生產時間28分鐘。根據精益生產單件流，要求每28分鐘進行一次工序間轉移。目前系統自動加工時間25分鐘，手工作業時間30分鐘，因此需要把手工時間壓縮到28分鐘以內，并在下一件生產之前提前做好生產準備，每天開線前確保有一件標準手持在自動貼片工序即可。

為了能夠壓縮等待時間，需要減少開機前的一系列準備作業。因為該變頻模塊是一種共用模塊，廣泛應用于多型產品中，因此不同批次的生產文件需要確認，同時在信息化系統進行信息的確認和錄入。為了讓這些前期準備工作更加有序、高效，制定了生產準備工作清單（表2），分批次生產時由相關人員進行逐一確認，通過生產準備工作清單的管理，為生產做好充分準備，避免了生產過程中的各類等待，確保生產過程準備充分、生產流暢。為了能夠壓縮準備作業的手工作業時間，根據ECRS原則進行改善，改善到累計時間小于節拍時間即可。生產準備工作的標準化在減少等待時機的同時，也為換產提供了支持，不必要停機的外換產時間大大降低。此外，針對生產過程中存在的小停止故障進行調研，基于過去故障停機的記錄，發現吸嘴問題較多。吸嘴為易耗件，使用過程中會不斷與元器件表面發生摩擦，通過設備數據的采集可以知道設備的表貼點數，累計達到兩萬點需要更換新的吸嘴。對這種易耗件采用備件管理方法。通過備件的提前準備，故障停機也得到了降低。因此設備自動表貼作業可以在規定時間順利完成，確保了每日計劃的達成。對改善后的時間進行標準化，最后通過標準作業組合票固化自動貼片設備的循環作業過程，如圖3所示。

圖2 設備效率損失情況

圖3 自動貼片標準作業組合票

3 結語

基于精益管理的相關方法，對變頻模塊生產過程設備使用情況進行了分析，關注設備增值能力。針對設備瓶頸，通過改善，產能提升了87.5%，然而設備產出的提升并不是通過增加設備、改造設備，而是以設備管理工作為主，實現了低成本的改善。通過案例改善，為軍工企業進行設備采購、使用和管理提供一種改善參考，在設備管理過程中，首先要對現有產線能力進行工序能力分析，針對瓶頸設備重點寫實調研，研究設備每日增值工作和不增值工作，通過減少不增值工作提升設備能力。針對消耗性配件，采用備件管理，周期性更換，這樣在在很少成本投入下也能夠進行大幅度的產能提升。在增加設備投資時，建議也要對設備利用情況進行詳細的分析，在改善的基礎上再去核定應該增加的設備數量，能夠減少不必要的固定資產投入。