■ 師少博 / 中國航發(fā)西航

精益六西格瑪作為一種管理方法，使諸多企業(yè)獲得了極大經(jīng)濟收益，提升了整體實力。為使設(shè)備效能得到有效利用，提升綜合利用率，中國航發(fā)西航采用精益六西格瑪管理法對生產(chǎn)線進行了改進調(diào)整，初步取得了良好效果。

近年來，航空發(fā)動機科研生產(chǎn)任務(wù)日益增加，中國航發(fā)西航作為重要的主機廠，通過國撥固定資產(chǎn)投資項目、企業(yè)募集項目及自籌資金項目，引進大批先進設(shè)備，但是受生產(chǎn)管理、人員管理、設(shè)備保障等方面因素的影響，設(shè)備效能沒有得到有效利用，綜合利用率不高，尤其是數(shù)控設(shè)備未能完全發(fā)揮應(yīng)有潛能，制約了科研生產(chǎn)任務(wù)的完成。因此，如何提高關(guān)鍵、重要設(shè)備的利用率，充分發(fā)揮現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備的加工能力，提高航空發(fā)動機研制、批產(chǎn)水平，降低企業(yè)生產(chǎn)成本迫在眉睫。

設(shè)備效率管理基本理論

設(shè)備效率管理泛指提高確定的時間內(nèi)設(shè)備有效利用率的管理方法，目的是促使設(shè)備保持最佳狀態(tài)并得到最大利用，大幅提升企業(yè)生產(chǎn)能力。為衡量和提高設(shè)備效率管理水平，項目實踐中主要應(yīng)用了“全員生產(chǎn)維護”（TPM）和設(shè)備綜合效率（OEE）指標兩個概念。

TPM的概念是由日本豐田公司首先提出。其中， T代表全體員工、全面系統(tǒng)、全部效率；PM代表生產(chǎn)維護（包括例行維護、預測性維護、預防性維護、立即維護），主要特點為全效率、全系統(tǒng)、全員參加（如圖1所示）。

圖1 TPM活動內(nèi)容

OEE指標是衡量設(shè)備效率管理的核心指標，在一些先進制造企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，計算方法為OEE=設(shè)備開動率×性能開動率×產(chǎn)品合格率。其中，設(shè)備開動率指在確定的時間內(nèi)，設(shè)備主軸加工時間與年時基數(shù)的比率；產(chǎn)品合格率指在確定的核算時間內(nèi)，加工的合格零件數(shù)量與加工零件總數(shù)量之比值；性能開動率指在確定的核算時間內(nèi)，設(shè)備實際加工效率與設(shè)備理論加工效率的比值。概括來講，OEE值是用來衡量在確定的一段時間內(nèi)，該設(shè)備全面發(fā)揮設(shè)備功能并不產(chǎn)生廢品的加工能力（如圖2所示）。

圖2 各種影響因素與設(shè)備效率OEE的關(guān)系圖

項目實施

為準確摸清現(xiàn)有設(shè)備實際利用率，按照精益管理方法，中國航發(fā)西航成立了包括企業(yè)技術(shù)、設(shè)備管理、使用單位等部門相關(guān)人員的改進團隊并經(jīng)過調(diào)研，選取了連續(xù)未能按照計劃完成科研生產(chǎn)任務(wù)的生產(chǎn)線為改進對象。該生產(chǎn)線設(shè)備以磨削和電火花加工為主，由于缺少有效的設(shè)備管理，各類設(shè)備綜合利用率較低。根據(jù)生產(chǎn)線的情況，團隊制訂了能力測算、數(shù)據(jù)測量和制定改善目標、原因分析以及實施改善等4個項目實施步驟。

能力測算

為摸清生產(chǎn)線瓶頸點，團隊梳理了該生產(chǎn)線各類零組件的主要加工流程以及所用關(guān)鍵設(shè)備等信息，通過數(shù)控設(shè)備利用率采集、現(xiàn)場跟產(chǎn)、實作工時理論計算等方式，獲取各類產(chǎn)品主要工序的實際加工時間，以此為基礎(chǔ)對生產(chǎn)線的各類設(shè)備能力進行評估分析，對比科研生產(chǎn)計劃需求，得出該生產(chǎn)線主要瓶頸點為打孔設(shè)備。

數(shù)據(jù)測量、制定改善目標

按照OEE計算公式，項目組計算出年初至項目開展時間打孔設(shè)備的周OEE值，取平均值得出當前設(shè)備綜合利用率為36.6%。改善項目開展前，項目組經(jīng)調(diào)研國內(nèi)外同行業(yè)設(shè)備使用情況了解到，打孔設(shè)備OEE在40%以上，結(jié)合企業(yè)設(shè)備管理及生產(chǎn)任務(wù)的實際情況，項目組決定將此次項目OEE目標值設(shè)定在42%。根據(jù)目標，OEE值需要從36.6%提高到42%，分解到時間開動率需要從41.1%提升至45%，性能開動率需要從93.8%提升到96%，合格率需要從95.4%提升至99%。

原因分析

原因分析階段主要內(nèi)容包括對設(shè)備進行48h觀察，分析問題的初步原因，尋找并評估可能的改善方向。在選定觀察改進的對象后，利用精益六西格瑪管理經(jīng)典的48h觀察法，在生產(chǎn)線現(xiàn)場實際觀察影響設(shè)備利用率的三大損失現(xiàn)象，采集現(xiàn)象發(fā)生的時間并記錄在觀察表格中。通過精益管理法中經(jīng)常采用的餅圖、柏拉圖等工具，對生產(chǎn)線中的4臺打孔設(shè)備停機現(xiàn)象記錄數(shù)據(jù)，并初步對造成停機的因素進行分析（見表1）。從餅圖和柏拉圖中可得出4臺設(shè)備主要停機損失幾乎是相同的，分別是由生產(chǎn)任務(wù)不飽滿、生產(chǎn)準備時間過長、設(shè)備故障、企業(yè)及生產(chǎn)線維護要求、更換電極、科研試加工、設(shè)備維護效率低和設(shè)備的備品備件缺失導致的。

表1 打孔設(shè)備停機現(xiàn)象的餅圖、柏拉圖及初步分析

團隊選用六西格瑪分析階段常用的矩陣圖，并運用Matrix Plot軟件進行分析，準確顯示出正常工作與影響因素的關(guān)系，將主要改進集中在以下幾點：合理安排生產(chǎn)任務(wù)，避免設(shè)備空閑損失，快速準確解決故障，降低設(shè)備故障率，減少設(shè)備故障停機損失，減少計劃外換刀導致的停機損失，減少備品備件準備不足導致的停機時間。

實施改善

根據(jù)以上問題分析，項目組按照既定的實施框架，制訂詳細的實施解決方案，并對實施效果進行評估及確認，按照實施過程的經(jīng)驗，總結(jié)提煉相應(yīng)的制度流程，控制項目改善成效，并對其他生產(chǎn)線進行培訓，達到全面、持續(xù)的改進效果。

針對生產(chǎn)準備時間過長導致的停機損失的問題，經(jīng)過項目組協(xié)調(diào)生產(chǎn)線負責人，將電火花小孔機加工前、后兩道工序人員進行了調(diào)整，制定了生產(chǎn)準備標準作業(yè)手冊，并進行顯性化管理。實施1周后規(guī)避了本工序生產(chǎn)準備不及時、無法流轉(zhuǎn)至下道工序而導致的設(shè)備空閑損失。

針對設(shè)備的故障導致停機損失，當項目組調(diào)查該類設(shè)備歷史維修數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)，不僅僅是打孔設(shè)備維修不及時，而是設(shè)備維修工作始終停留在被動管理的狀態(tài)，整條生產(chǎn)線設(shè)備處于“壞了修，修了繼續(xù)壞”的惡性循環(huán)，維修人員每天疲于應(yīng)付大量設(shè)備報修。為徹底扭轉(zhuǎn)該局面，經(jīng)研究，制定了以下改進措施：引進并推廣TPM管理理念，使設(shè)備維修人員從思想上改變以“維修數(shù)量論英雄”的思維習慣，變“被動維修為主動維護”。分析TPM活動推進過程中取得的成就，以宣講和培訓相結(jié)合，指導各級領(lǐng)導和生產(chǎn)管理者關(guān)注設(shè)備管理，科學合理地安排生產(chǎn)，管修結(jié)合，以管為主，修理為輔。逐步規(guī)范操作人員對設(shè)備的正確保養(yǎng)與使用，引導其積極參與生產(chǎn)現(xiàn)場的各類改善活動。將TPM工作納入到日?？己朔懂?，并與員工的效益掛鉤，有效地調(diào)動了員工參加設(shè)備管理積極性。創(chuàng)建設(shè)備管理信息化平臺，通過信息化平臺獲取設(shè)備維修信息傳遞、信息獲取、信息處理、信息再生、信息利用的功能。

針對更換工裝等導致的停機損失的問題，項目組經(jīng)過討論確定引入快換思路，減少換刀時間，并在試點設(shè)備上引用了某系列工藝基準定位卡盤系統(tǒng)，工具或工件在各機床之間交換，無須重新找正，保持必要的定位精度，大幅較少停機時間，提高了設(shè)備的加工效率和加工質(zhì)量。

針對設(shè)備的備品備件缺失導致的停機損失，項目團隊分析了備件采購現(xiàn)狀及存在的問題，制定如下措施：重新調(diào)整備件采購工作流程，明確責任，加快各環(huán)節(jié)審批效率；實時分析庫存消耗，為采購提供決策依據(jù)；準確掌握機床零部件的使用壽命，定期更換，提前做好預知的備件儲備采購，做到備件采購和庫房儲備均衡有效，盡最大可能滿足生產(chǎn)現(xiàn)場的急需。

項目實施效果及后續(xù)鞏固

通過實施上述措施及其他管理舉措，項目組跟蹤并計算改善后的設(shè)備效率指標，設(shè)備OEE值有了明顯的提高：設(shè)備開動率從41.1%提升到46.2%；性能加工率從93.8%提升到98%；產(chǎn)品的合格品率從95.4%提升到99.1%；設(shè)備的綜合效率最終由36.6%提升到44.8%，實現(xiàn)并超出項目制定的42%的目標。精益六西格瑪?shù)捻椖扛倪M成果需確保其穩(wěn)定性和可持續(xù)性，經(jīng)跟蹤2～3個月該設(shè)備的OEE值穩(wěn)定在45%，超過了42%的目標，證明此次改善項目是成功的。

在確認改善效果后，項目組將改善措施編制成設(shè)備管理手冊，將此次數(shù)控設(shè)備故障改善措施也編制成冊，在公司范圍內(nèi)共享；將設(shè)備利用率納入企業(yè)關(guān)鍵績效考核指標，引導全體干部職工主動開展設(shè)備保養(yǎng)、預防維護工作；編制《設(shè)備管理規(guī)定》，明確關(guān)鍵設(shè)備特殊管理要求及判定標準；針對關(guān)鍵設(shè)備日常保養(yǎng)內(nèi)容進行可視化張貼，指導員工規(guī)范開展設(shè)備維護；全面優(yōu)化備件采購、管理的信息化系統(tǒng)以及設(shè)備故障報修系統(tǒng)，提升管理效率。

結(jié)束語

項目完成后，通過設(shè)備OEE計算公式對該生產(chǎn)線設(shè)備能力再次核算，發(fā)現(xiàn)打孔設(shè)備不再是生產(chǎn)線的瓶頸設(shè)備，而數(shù)控磨床變成了新的瓶頸，由此證明，精益六西格瑪?shù)脑O(shè)備效率管理是一個螺旋式上升的循環(huán)改善，是永無止境的。