基于設備綜合效率的板式家具封邊機生產效率分析與評價

數據采集的準確性是決定OEE分析方法能否取得良好成效的關鍵因素之一^[18]。精確測量和統(tǒng)計設備停機損失、速度損失、加工廢品損失是實施OEE評估的關鍵。在這三項損失中，速度和廢品損失可根據理論產量、實際產量計算，測量和統(tǒng)計相對簡單。難點在于設備各種效率損失時間的測量和統(tǒng)計，對效率損失的分類和內涵界定不夠清晰，同樣影響OEE分析的準確性^[19]。因此，在收集封邊機生產數據之前，按照OEE與六大損失的關系以及生產現場實際情況對封邊機生產效率損失的內容進行嚴格劃分（表1），為后續(xù)數據收集與統(tǒng)計提供支持^[20]。數據收集分為兩部分：一部分為原始生產數據的記錄，另一部分將原始數據表中收集的問題按表1進行分類整理，最終對應到OEE的計算公式中。

根據OEE數據收集與統(tǒng)計方法，對封邊線一整月的OEE指標進行計算，將時間開動率、性能開動率、合格品率以及OEE值進行整理，得到封邊線OEE指標變化數據，如圖3所示。

圖3  某月內封邊線OEE指標變化

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

經計算，該企業(yè)封邊線OEE平均值低于60%，時間開動率、性能開動率及合格品率均未達到優(yōu)秀標準。從圖3可以看出，封邊線時間開動率整體浮動較大，反映了設備停機時長不穩(wěn)定的問題；性能開動率水平較低，平均值只有71.48%，設備性能存在明顯的改善空間。在進行封邊線OEE分析診斷時，可將研究重點放在時間開動率和性能開動率的損失上。

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

調研數據顯示，該企業(yè)封邊線故障停機的時長為2 692 min/月，停機的具體原因和時間分布見圖5，其中因封邊機故障停機的占比為71.88%。

圖5  封邊線故障停機原因及時間分布

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

調研數據顯示，該企業(yè)車間某月封邊機共出現故障停機52次，平均每天發(fā)生故障近2次；其中，停機時間超過一小時的故障共13次，約占總故障停機時間的63.87%。封邊線大部分故障停機是由小問題長期累積并未及時處理而導致的，如設備部件螺絲松動、漏油、異響等，若在設備點檢和保養(yǎng)中沒有及時發(fā)現并解決，容易演變成大停機故障或安全事故。通過生產現場調研了解到，由于操作人員和機修人員設備點檢時的疏忽，封邊IMA4#機臺背反壓輪（規(guī)方系統(tǒng)）緩沖器松動未被及時發(fā)現，使板件因沖擊力過強撞壞了升降氣缸，導致多次停機事故。

該企業(yè)封邊線屬于進口高端設備，機械復雜，企業(yè)應規(guī)范點檢制度和標準，明確不同部位的點檢方法、點檢頻次以及點檢要求。在日常設備清掃和保養(yǎng)中注重發(fā)現問題源頭，防止因設備小問題惡化引起故障停機。

另一部分故障為突發(fā)性故障，此類故障發(fā)生率較小，產生的原因也各不相同。故障反應和維修時間長也是封邊機時間開動率低的重要原因，因此可從縮短故障反應時間和維修時間的角度來降低生產損失。在故障發(fā)生時，生產人員常因不能及時判斷故障等級而耽誤報修時間，且機修缺乏快速反應、設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間。

進出料系統(tǒng)是封邊線日常保養(yǎng)和計劃維修時容易被忽視的單元，調研車間進出料線體皮帶大多三年未更換，設備運行中皮帶斷裂且因備用皮帶不足而耽誤生產的情況時有發(fā)生。機修人員在進行設備檢修時，應多留意設備各單元的運行狀態(tài)，根據零部件磨損規(guī)律調整備件更換周期。

影響封邊線OEE的另一大因素是換型調機的損失，主要包含設備更換零件及物料、質量問題調機、打掃機臺衛(wèi)生所消耗的時間。調研發(fā)現，該企業(yè)車間該損失項目中時間最長的影響因素為質量問題調機（圖6）。

圖6  封邊機換型調機損失分布圖

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

封邊是板件加工過程中質量問題最多的一個環(huán)節(jié)。在生產過程中，當質檢人員發(fā)現板件封邊不合格時，需立即停機檢查，這種“事后檢查”費時費力，封邊設備機械結構復雜、影響質量因素眾多，操作人員很難根據經驗快速找出問題，從而進行調整。從調研車間某月的質量問題報告來看（圖7），崩邊和開膠是封邊過程中的兩個主要質量問題。

圖7  調研車間某月板件質量問題報告

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

封邊機崩邊的問題多出現在預銑、開槽兩個加工環(huán)節(jié)。調研發(fā)現，由于該封邊線加工刀具未制定固定更換刃磨周期，預銑和開槽刀具因長期未更換，刀具磨損嚴重進而導致板件出現崩邊現象。此外，刀具銑削過程產生的切屑未及時清理也會導致板件表面破損。

封邊開膠的問題主要與膠溫、涂膠量和封邊條有關，調研車間封邊開膠問題出現在冬季的概率較高，原因在于當室內溫度低于15 ℃時，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，進而影響膠合質量。為保證膠合強度，應改善板件預熱單元的預熱效果。但若單純提高膠溫易造成膠過稀、膠層變薄，膠合強度下降等問題。

板件與封邊條壓合過程中的壓輪壓力也會影響封邊質量，應根據封邊條厚度、種類和基材等來調整壓力的大小。

影響封邊質量問題的因素復雜，操作人員技能經驗不足也是導致調機時間長的主要原因之一。企業(yè)應注重對員工技能的培訓，制定可執(zhí)行的標準工藝指導文件；同時，在設備管理中還應提高預防保全的意識，記錄刀具使用頻率，建立定期更換制度，減少因質量問題引起的停機次數。

短暫停機是一種特殊的設備故障類型，指生產過程中由于某種異常情況經常發(fā)生停機，其通過設備操作人員簡單操作就能暫時恢復生產，不需要專業(yè)維修處理。生產運輸中的堵停、板件定位錯誤、來料質量不合格、物料自動切換失敗、感應裝置受阻或員工操作失誤等是造成短暫停機的主要原因。

設備未得到合理保養(yǎng)，在達到一定使用年限后容易出現各種各樣的小停機現象，一般產生于某些固定的故障點，屬于常發(fā)生且比較難解決的問題^[24]。調研發(fā)現，該企業(yè)車間某月封邊機發(fā)生小停機次數約1 130次，總時長約為2 000 min，對設備正常運轉以及產品質量都產生了不良的影響。事實上，設備短暫停機大多是反復的小問題，有規(guī)律可尋，解決問題的可行性大。但是，生產中操作人員由于短期目標而常常忽視運行中頻繁出現的問題，未及時總結記錄，導致機修人員對設備運行狀況不了解，沒有將此類問題納入到計劃維修中。另外，設備短暫停機的原因不僅僅和設備有關，操作人員的不當作業(yè)也會造成小停機。企業(yè)員工流動性較大，企業(yè)對新員工培訓時間短，未對培訓成效進行考核就上崗工作，導致常因員工操作不當而使設備出現小停機。

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

針對短暫停機問題，企業(yè)可成立個別改善小組，利用“PM”分析工具：指找尋設備所產生的重復性故障及其相關原因的方法，其中“P”指phenomena(現象）和physical(物理的），“M”指mechanism(機理）和相關因素man（人）、machine（設備）、material（材料）^[24]，對設備慢性故障及慢性不良現象及其原理進行分析，篩選故障現象出現條件，從根源上尋找原因。另外，設備操作人員日常需做好設備短暫停機的記錄，維修人員可以根據問題記錄制定相應的專項改善計劃。