基于設(shè)備綜合效率的板式家具封邊機(jī)生產(chǎn)效率分析與評價(jià)

數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性是決定OEE分析方法能否取得良好成效的關(guān)鍵因素之一^[18]。精確測量和統(tǒng)計(jì)設(shè)備停機(jī)損失、速度損失、加工廢品損失是實(shí)施OEE評估的關(guān)鍵。在這三項(xiàng)損失中，速度和廢品損失可根據(jù)理論產(chǎn)量、實(shí)際產(chǎn)量計(jì)算，測量和統(tǒng)計(jì)相對簡單。難點(diǎn)在于設(shè)備各種效率損失時(shí)間的測量和統(tǒng)計(jì)，對效率損失的分類和內(nèi)涵界定不夠清晰，同樣影響OEE分析的準(zhǔn)確性^[19]。因此，在收集封邊機(jī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)之前，按照OEE與六大損失的關(guān)系以及生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)際情況對封邊機(jī)生產(chǎn)效率損失的內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格劃分（表1），為后續(xù)數(shù)據(jù)收集與統(tǒng)計(jì)提供支持^[20]。數(shù)據(jù)收集分為兩部分：一部分為原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)的記錄，另一部分將原始數(shù)據(jù)表中收集的問題按表1進(jìn)行分類整理，最終對應(yīng)到OEE的計(jì)算公式中。

根據(jù)OEE數(shù)據(jù)收集與統(tǒng)計(jì)方法，對封邊線一整月的OEE指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，將時(shí)間開動(dòng)率、性能開動(dòng)率、合格品率以及OEE值進(jìn)行整理，得到封邊線OEE指標(biāo)變化數(shù)據(jù)，如圖3所示。

圖3  某月內(nèi)封邊線OEE指標(biāo)變化

Fig.3  Changes in OEE indicators of edge banding line in one month

經(jīng)計(jì)算，該企業(yè)封邊線OEE平均值低于60%，時(shí)間開動(dòng)率、性能開動(dòng)率及合格品率均未達(dá)到優(yōu)秀標(biāo)準(zhǔn)。從圖3可以看出，封邊線時(shí)間開動(dòng)率整體浮動(dòng)較大，反映了設(shè)備停機(jī)時(shí)長不穩(wěn)定的問題；性能開動(dòng)率水平較低，平均值只有71.48%，設(shè)備性能存在明顯的改善空間。在進(jìn)行封邊線OEE分析診斷時(shí)，可將研究重點(diǎn)放在時(shí)間開動(dòng)率和性能開動(dòng)率的損失上。

從圖4可以看出，設(shè)備故障停機(jī)是影響封邊線生產(chǎn)效率的第一大原因。設(shè)備故障不僅會(huì)造成生產(chǎn)效率低下，還帶來維修過程財(cái)力、人力與物力的浪費(fèi)；同時(shí)，搶修也是工傷事故易發(fā)和高發(fā)的環(huán)節(jié)^[23]，對安全生產(chǎn)帶來極大危害。

調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，該企業(yè)封邊線故障停機(jī)的時(shí)長為2 692 min/月，停機(jī)的具體原因和時(shí)間分布見圖5，其中因封邊機(jī)故障停機(jī)的占比為71.88%。

圖5  封邊線故障停機(jī)原因及時(shí)間分布

Fig.5  Causes and time distribution of edge banding line's downtime

調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，該企業(yè)車間某月封邊機(jī)共出現(xiàn)故障停機(jī)52次，平均每天發(fā)生故障近2次；其中，停機(jī)時(shí)間超過一小時(shí)的故障共13次，約占總故障停機(jī)時(shí)間的63.87%。封邊線大部分故障停機(jī)是由小問題長期累積并未及時(shí)處理而導(dǎo)致的，如設(shè)備部件螺絲松動(dòng)、漏油、異響等，若在設(shè)備點(diǎn)檢和保養(yǎng)中沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決，容易演變成大停機(jī)故障或安全事故。通過生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)研了解到，由于操作人員和機(jī)修人員設(shè)備點(diǎn)檢時(shí)的疏忽，封邊IMA4#機(jī)臺背反壓輪（規(guī)方系統(tǒng)）緩沖器松動(dòng)未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，使板件因沖擊力過強(qiáng)撞壞了升降氣缸，導(dǎo)致多次停機(jī)事故。

該企業(yè)封邊線屬于進(jìn)口高端設(shè)備，機(jī)械復(fù)雜，企業(yè)應(yīng)規(guī)范點(diǎn)檢制度和標(biāo)準(zhǔn)，明確不同部位的點(diǎn)檢方法、點(diǎn)檢頻次以及點(diǎn)檢要求。在日常設(shè)備清掃和保養(yǎng)中注重發(fā)現(xiàn)問題源頭，防止因設(shè)備小問題惡化引起故障停機(jī)。

另一部分故障為突發(fā)性故障，此類故障發(fā)生率較小，產(chǎn)生的原因也各不相同。故障反應(yīng)和維修時(shí)間長也是封邊機(jī)時(shí)間開動(dòng)率低的重要原因，因此可從縮短故障反應(yīng)時(shí)間和維修時(shí)間的角度來降低生產(chǎn)損失。在故障發(fā)生時(shí)，生產(chǎn)人員常因不能及時(shí)判斷故障等級而耽誤報(bào)修時(shí)間，且機(jī)修缺乏快速反應(yīng)、設(shè)備維修工具擺放混亂、備件不全等原因也拉長了故障維修時(shí)間。

進(jìn)出料系統(tǒng)是封邊線日常保養(yǎng)和計(jì)劃維修時(shí)容易被忽視的單元，調(diào)研車間進(jìn)出料線體皮帶大多三年未更換，設(shè)備運(yùn)行中皮帶斷裂且因備用皮帶不足而耽誤生產(chǎn)的情況時(shí)有發(fā)生。機(jī)修人員在進(jìn)行設(shè)備檢修時(shí)，應(yīng)多留意設(shè)備各單元的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)零部件磨損規(guī)律調(diào)整備件更換周期。

影響封邊線OEE的另一大因素是換型調(diào)機(jī)的損失，主要包含設(shè)備更換零件及物料、質(zhì)量問題調(diào)機(jī)、打掃機(jī)臺衛(wèi)生所消耗的時(shí)間。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該企業(yè)車間該損失項(xiàng)目中時(shí)間最長的影響因素為質(zhì)量問題調(diào)機(jī)（圖6）。

圖6  封邊機(jī)換型調(diào)機(jī)損失分布圖

Fig.6  Distribution diagram of edge banding machine replacement and adjustment loss

封邊是板件加工過程中質(zhì)量問題最多的一個(gè)環(huán)節(jié)。在生產(chǎn)過程中，當(dāng)質(zhì)檢人員發(fā)現(xiàn)板件封邊不合格時(shí)，需立即停機(jī)檢查，這種“事后檢查”費(fèi)時(shí)費(fèi)力，封邊設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、影響質(zhì)量因素眾多，操作人員很難根據(jù)經(jīng)驗(yàn)快速找出問題，從而進(jìn)行調(diào)整。從調(diào)研車間某月的質(zhì)量問題報(bào)告來看（圖7），崩邊和開膠是封邊過程中的兩個(gè)主要質(zhì)量問題。

圖7  調(diào)研車間某月板件質(zhì)量問題報(bào)告

Fig.7  Investigation report on the moon plate quality in the workshop

封邊機(jī)崩邊的問題多出現(xiàn)在預(yù)銑、開槽兩個(gè)加工環(huán)節(jié)。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于該封邊線加工刀具未制定固定更換刃磨周期，預(yù)銑和開槽刀具因長期未更換，刀具磨損嚴(yán)重進(jìn)而導(dǎo)致板件出現(xiàn)崩邊現(xiàn)象。此外，刀具銑削過程產(chǎn)生的切屑未及時(shí)清理也會(huì)導(dǎo)致板件表面破損。

封邊開膠的問題主要與膠溫、涂膠量和封邊條有關(guān)，調(diào)研車間封邊開膠問題出現(xiàn)在冬季的概率較高，原因在于當(dāng)室內(nèi)溫度低于15 ℃時(shí)，PVC封邊條變硬，不利于膠合壓貼；且板件溫度過高易造成熱熔膠提前固化，進(jìn)而影響膠合質(zhì)量。為保證膠合強(qiáng)度，應(yīng)改善板件預(yù)熱單元的預(yù)熱效果。但若單純提高膠溫易造成膠過稀、膠層變薄，膠合強(qiáng)度下降等問題。

板件與封邊條壓合過程中的壓輪壓力也會(huì)影響封邊質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)封邊條厚度、種類和基材等來調(diào)整壓力的大小。

影響封邊質(zhì)量問題的因素復(fù)雜，操作人員技能經(jīng)驗(yàn)不足也是導(dǎo)致調(diào)機(jī)時(shí)間長的主要原因之一。企業(yè)應(yīng)注重對員工技能的培訓(xùn)，制定可執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)工藝指導(dǎo)文件；同時(shí)，在設(shè)備管理中還應(yīng)提高預(yù)防保全的意識，記錄刀具使用頻率，建立定期更換制度，減少因質(zhì)量問題引起的停機(jī)次數(shù)。

短暫停機(jī)是一種特殊的設(shè)備故障類型，指生產(chǎn)過程中由于某種異常情況經(jīng)常發(fā)生停機(jī)，其通過設(shè)備操作人員簡單操作就能暫時(shí)恢復(fù)生產(chǎn)，不需要專業(yè)維修處理。生產(chǎn)運(yùn)輸中的堵停、板件定位錯(cuò)誤、來料質(zhì)量不合格、物料自動(dòng)切換失敗、感應(yīng)裝置受阻或員工操作失誤等是造成短暫停機(jī)的主要原因。

設(shè)備未得到合理保養(yǎng)，在達(dá)到一定使用年限后容易出現(xiàn)各種各樣的小停機(jī)現(xiàn)象，一般產(chǎn)生于某些固定的故障點(diǎn)，屬于常發(fā)生且比較難解決的問題^[24]。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該企業(yè)車間某月封邊機(jī)發(fā)生小停機(jī)次數(shù)約1 130次，總時(shí)長約為2 000 min，對設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及產(chǎn)品質(zhì)量都產(chǎn)生了不良的影響。事實(shí)上，設(shè)備短暫停機(jī)大多是反復(fù)的小問題，有規(guī)律可尋，解決問題的可行性大。但是，生產(chǎn)中操作人員由于短期目標(biāo)而常常忽視運(yùn)行中頻繁出現(xiàn)的問題，未及時(shí)總結(jié)記錄，導(dǎo)致機(jī)修人員對設(shè)備運(yùn)行狀況不了解，沒有將此類問題納入到計(jì)劃維修中。另外，設(shè)備短暫停機(jī)的原因不僅僅和設(shè)備有關(guān)，操作人員的不當(dāng)作業(yè)也會(huì)造成小停機(jī)。企業(yè)員工流動(dòng)性較大，企業(yè)對新員工培訓(xùn)時(shí)間短，未對培訓(xùn)成效進(jìn)行考核就上崗工作，導(dǎo)致常因員工操作不當(dāng)而使設(shè)備出現(xiàn)小停機(jī)。

由于前工序來料不足或不來料導(dǎo)致的封邊速度降低和空運(yùn)轉(zhuǎn)，以及后工序堵停導(dǎo)致的小停機(jī)也是影響封邊機(jī)性能開動(dòng)率的原因，生產(chǎn)中各工序的物料流量不平衡造成了等待、滯留等現(xiàn)象，反映出調(diào)研車間在各工序之間的緩存?zhèn)}配置、生產(chǎn)節(jié)拍設(shè)置或人員配置等方面也有一定的改進(jìn)空間。

針對短暫停機(jī)問題，企業(yè)可成立個(gè)別改善小組，利用“PM”分析工具：指找尋設(shè)備所產(chǎn)生的重復(fù)性故障及其相關(guān)原因的方法，其中“P”指phenomena(現(xiàn)象）和physical(物理的），“M”指mechanism(機(jī)理）和相關(guān)因素man（人）、machine（設(shè)備）、material（材料）^[24]，對設(shè)備慢性故障及慢性不良現(xiàn)象及其原理進(jìn)行分析，篩選故障現(xiàn)象出現(xiàn)條件，從根源上尋找原因。另外，設(shè)備操作人員日常需做好設(shè)備短暫停機(jī)的記錄，維修人員可以根據(jù)問題記錄制定相應(yīng)的專項(xiàng)改善計(jì)劃。