《沖壓工廠基于數(shù)字化的模具差異化預(yù)防性維護(hù)體系的建立》(上)見《鍛造與沖壓》2020 年第22 期

實施推進(jìn)

閉環(huán)控制管理

推動基于數(shù)字化的模具差異化預(yù)防性維護(hù)體系落地，閉環(huán)控制管理是核心。閉環(huán)控制就是將模具差異化預(yù)防性維護(hù)的理念利用“兩維修、兩維護(hù)、一改造”工作機(jī)制，通過數(shù)字化系統(tǒng)觸發(fā)不同類別的工單，利用PDCA 閉環(huán)管理實現(xiàn)定期對各類工單的追蹤、控制、案例總結(jié)、預(yù)防策略優(yōu)化的過程管理。

在項目的實施與推進(jìn)過程中，北京奔馳沖壓工廠以模具差異化預(yù)防性維護(hù)理念為基礎(chǔ)，按照時間周、月、年的層級分解指標(biāo)任務(wù)，并對任務(wù)進(jìn)行閉環(huán)控制管理與跟蹤(圖7)。

(1)根據(jù)年度任務(wù)指標(biāo)以及上一年各生產(chǎn)線的運(yùn)行狀態(tài)量化、制定本年度工作目標(biāo)。在年底召開總結(jié)會，分析總結(jié)全年工作內(nèi)容和年度指標(biāo)的完成情況。

(2)將年度工作目標(biāo)細(xì)化分布于各個月份，制定單月工作目標(biāo)，在月底召開例會總結(jié)本月指標(biāo)完成情況，并根據(jù)完成情況制定或調(diào)整下個月的工作目標(biāo)。

(3)將每個月份的工作目標(biāo)細(xì)化分布于各周，各周工作內(nèi)容圍繞“差異化”理念，將具體的模具維修、維護(hù)工作以“兩維修、兩維護(hù)、一改造”的工作任務(wù)單形式展開。通過召開周例會總結(jié)一周以來的工作情況和工單任務(wù)跟蹤情況，根據(jù)本周實際情況制定調(diào)整下周的工作目標(biāo)或跟蹤的問題。

圖7 閉環(huán)控制管理流程

在“差異化”的理念下，通過聚焦模具每天生產(chǎn)表現(xiàn)和出現(xiàn)的問題、梳理識別模具潛在的停機(jī)風(fēng)險點，制定緊急和糾正性維修方案，通過大數(shù)據(jù)積累分析，優(yōu)化制定其他同類模具的預(yù)見性和預(yù)防性維護(hù)策略。

健全班組工作機(jī)制

推動“模具差異化預(yù)防性維護(hù)”理念的落地，健全班組工作機(jī)制是基礎(chǔ)。模修班組是模具維修、維護(hù)和改造的直接實施者，因此健全班組工作機(jī)制是項目實施與推進(jìn)的基礎(chǔ)。在“差異化”的理念指導(dǎo)下，北京奔馳沖壓工廠模修工段從模具責(zé)任承包劃分到個人、內(nèi)部培訓(xùn)制度和Lesson Learned 經(jīng)驗總結(jié)反饋等方面做出改進(jìn)。

(1)模具責(zé)任劃分。

為了加快模修工對模具日常生產(chǎn)表現(xiàn)的熟悉程度和工作人員技能狀態(tài)，每條生產(chǎn)線的模具按照難易程度依據(jù)2 ～4 人的小組劃分責(zé)任承包(圖8)，這樣每個小組成員都有經(jīng)驗豐富的老員工和技能還需要鍛煉學(xué)習(xí)的青年員工，“一老帶一新”的模式保證模具在線上生產(chǎn)和線下維修、維護(hù)都有負(fù)責(zé)人建立完善的模具檔案，實時記錄模具生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題、制定對應(yīng)的維修和維護(hù)策略。健全的模具維護(hù)信息記錄便于工程師對故障進(jìn)行統(tǒng)計分析，合理制定預(yù)見性和預(yù)防性維護(hù)計劃。

圖8 區(qū)域劃分機(jī)制

在模具責(zé)任承包劃分的基礎(chǔ)上，引入考核激勵機(jī)制，由班長對各小組擔(dān)負(fù)模具的日常故障記錄表、故障原因及預(yù)防性維護(hù)計劃執(zhí)行情況等進(jìn)行抽查，檢查結(jié)果納入當(dāng)年績效。

通過在班組實施模具責(zé)任與承包的劃分，優(yōu)化了人員配置，加快了模具維修、維護(hù)的響應(yīng)速度，相應(yīng)的修正性維修計劃也得到了保證。同時模具檔案記錄為模具的生產(chǎn)表現(xiàn)的判斷提供了大量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，形成了預(yù)見性維護(hù)的依據(jù)。通過統(tǒng)計分析相關(guān)模具故障規(guī)律，預(yù)防性維護(hù)計劃也得到了更好的修訂與完善，整體工作效率得到了很大提高。

(2)內(nèi)部培訓(xùn)制度。

針對日常模具故障、預(yù)防性維護(hù)和點檢中發(fā)現(xiàn)的各種問題，沖壓工廠模修工段建立了內(nèi)部培訓(xùn)制度，以實戰(zhàn)問題培養(yǎng)專家技能人才，以保障各項任務(wù)的順利完成。在模具承包責(zé)任劃分機(jī)制的基礎(chǔ)上，總結(jié)模具常見故障和維修問題，整個同類模具發(fā)生的共性原因，確定內(nèi)部培訓(xùn)內(nèi)容。通過內(nèi)部培訓(xùn)反饋結(jié)果，由班長或工程師判定是否需要形成單點課程，單點課程可作為現(xiàn)場工作手冊指導(dǎo)班組工作。對于長期無法有效消除的故障，應(yīng)建立持續(xù)性改進(jìn)項目，根據(jù)項目難度確定項目負(fù)責(zé)人和參與人員，對模具進(jìn)行改造從根源上杜絕故障的發(fā)生。由此反饋給新車型模具開發(fā)中加以設(shè)計優(yōu)化。培訓(xùn)效果需要班長和工程師最終進(jìn)行考核，根據(jù)最終考核結(jié)果修正培訓(xùn)流程，完善內(nèi)部培訓(xùn)的評價機(jī)制。以2019 年MRA 沖壓E 線為例，全年工作總結(jié)梳理各類單點課程及技術(shù)文件60 份，創(chuàng)新、改善項目5 份，全部形成現(xiàn)場指導(dǎo)手冊，極大地提高了班組的整體維修能力。

(3)Lesson Learned 經(jīng)驗反饋。

模具停機(jī)故障的有些問題無法長期有效的消除，究其原因是在開發(fā)階段，模具的工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計存在局限和缺陷，通過定期的匯總形成文件，在日常培訓(xùn)總結(jié)同時，建立和模具開發(fā)設(shè)計部門生產(chǎn)規(guī)劃PP 的月度模具經(jīng)驗Lesson Learn 反饋會，將實際發(fā)生的問題和一些經(jīng)驗建議，反饋傳達(dá)至模具前期開發(fā)，在未來車型模具的設(shè)計和開發(fā)方面加以改進(jìn)。

項目成果

本管理項目密切結(jié)合北京奔馳降本增效、精益管理的需求，系統(tǒng)地研究了序列化生產(chǎn)模具日常維修維護(hù)方面的管理能力問題，內(nèi)容涉及模具差異化預(yù)防性維護(hù)管理工作思路及其推動落地方法研究，建立了與之配套的數(shù)字化系統(tǒng)，初步探索了智能維修，并成功在生產(chǎn)車間進(jìn)行了示范應(yīng)用驗證。

(1)創(chuàng)新地提出了模具差異化預(yù)防性維護(hù)的工作理念。

基于精益管理的思想，北京奔馳沖壓工廠創(chuàng)新地提出了模具差異化預(yù)防性維護(hù)的工作理念。通過維修、維護(hù)和改進(jìn)三個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)配合完成對設(shè)備的全方位管控，將維修人員從繁雜的被動維修工作中逐步解放出來，牢固樹立了預(yù)防維修的理念，創(chuàng)建“修好故障模具是能力，維護(hù)好模具不出問題是本事”的團(tuán)隊文化，有力地保障了沖壓精益生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量水平。

自項目2017 年啟動至2019 年實施完畢以來，沖壓工廠主力生產(chǎn)線生產(chǎn)停機(jī)率取得了明顯下降(圖9)，A 線由2017 年的3.7%降低至2019 年的2%以下，伺服線E 線由2017 年的6%降低至2019 年的4%以下；伺服線由2018 年投產(chǎn)時的6.02%降低至2019 年的4.12%；降幅分別平均為46%，33.3%和32.1%；同時沖壓件產(chǎn)品質(zhì)量改善效果顯著，零件質(zhì)量不斷提升，單車返修件數(shù)由2018 年的0.58 降至2020 年2 月的0.45；單車廢品金額由2018 年的22元降至2020 年2 月的15 元(圖10)。

(2)創(chuàng)建了一系列維修策略的推動落地方法。

在“兩維修、兩維護(hù)、一改進(jìn)”工作理機(jī)制，引入閉環(huán)控制模型，通過逐級分解指標(biāo)任務(wù)，周期性反饋工作成果為下個周期工作目標(biāo)的制定提供依據(jù)，有效跟蹤管理目標(biāo)完成情況，通過管控全局使維護(hù)工作落地、時效、可控。

在班組管理方面，模具責(zé)任承包劃分到個人、內(nèi)部培訓(xùn)制度和Lesson Learned經(jīng)驗總結(jié)反饋等方面做出改進(jìn)，加快維修反應(yīng)速度，并對模具故障和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行記錄跟蹤從而形成預(yù)見性維護(hù)和預(yù)防性維護(hù)的制定依據(jù)；內(nèi)部培訓(xùn)制度與人員能力等級評定制度的有效結(jié)合，能夠很大程度上促進(jìn)班組成員學(xué)習(xí)的積極性，有助于培養(yǎng)高水平維修保障人才，提高班組整體處理技能能力。

同時，通過大力鼓勵技術(shù)人員持續(xù)消化吸收新技術(shù)以及建立創(chuàng)新改造項目，提升技術(shù)人員能力，為“兩維修、兩維護(hù)、一改造”的推動落地提供了強(qiáng)而有力的技術(shù)保障。

(3)建立了數(shù)字化的IT 模具維護(hù)管理系統(tǒng)。

根據(jù)模具差異化預(yù)防性維護(hù)的模型，建立了配套的IT 支持系統(tǒng)，實現(xiàn)了模具管理的數(shù)字化，具體包括工藝基礎(chǔ)、模具停機(jī)數(shù)據(jù)采集與分析、模具備件管理、模具維護(hù)維修工單觸發(fā)等核心模塊，實現(xiàn)生產(chǎn)線沖次和模具、備件、數(shù)據(jù)分析于一體，各功能之間的數(shù)據(jù)互聯(lián)，與模具工作的相關(guān)人員隨時從系統(tǒng)中可以查看模具相關(guān)信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。

(4)實際經(jīng)濟(jì)價值評估。

據(jù)統(tǒng)計A 線平均停機(jī)成本1.3 萬元/h，E 線平均停機(jī)成本3.5 萬元/h，F(xiàn) 線平均停機(jī)成本4.6 萬元/h；核算上周末和平時加班全年按照260 個工作日，每天10+10 工作模式。2018 年初至2019 年底共計500 個工作日，A 線計算節(jié)約成本500×10×2×1.7%×1.2=204萬元；E 線停機(jī)節(jié)省成本500×10×2×2%×3.5=700萬元；F 線停機(jī)節(jié)省成本(2018 年因投產(chǎn)不計算在內(nèi))260×10×2×2%×4.6=478.4 萬元；合計2018 ～ 2019 年節(jié)省停機(jī)效益204+700+478.4=1382.4 萬元。

質(zhì)量節(jié)約方面，單車返修件數(shù)由2018 年的0.58降至2019 年底0.45；單車廢品金額由2018 年的24元降至2019 年底15 元。沖壓單件返修成本計算，2018 年和2019 年共計生產(chǎn)整車分別為48 萬和56 萬輛，故返修節(jié)約0.07×(480000+ 560000)×25=182萬元；報廢成本節(jié)約3.3×(480000 +560000)=343.2萬元；合計質(zhì)量方面每年大約節(jié)省升本101.5+ 191=292.5 萬元，質(zhì)量合計182+292.5=474.5 萬元。

因此，通過基于數(shù)字化的模具差異化預(yù)防性維護(hù)體系建立項目的成功實施，2018 和2019 年北京奔馳沖壓工廠在效率和質(zhì)量兩方面合計節(jié)省經(jīng)濟(jì)效益大約為1382.4+474.5=1856.9 萬元。