一種識別沖壓生產瓶頸的方法研究

姜 江

（上汽通用五菱汽車股份有限公司 青島分公司，青島 266555）

任何生產系統都存在制約輸出能力的環節，這些薄弱環節的輸出能力嚴重阻礙其他部分生產能力的發揮。生產瓶頸是指最受限的環節，是制約整個系統節拍提升和產量總輸出的工作步驟或環節，決定了整個系統的生產能力。識別瓶頸的意義在于打破這種制約，運用簡單、高效的管理方法進行瓶頸改善，提升生產線利用效率，提高輸出能力[1-2]。

在沖壓生產系統中，多條模具線在同一壓力機生產線上高頻率切換生產是沖壓工藝不同于整車制造其他三大工藝顯著的特點之一。流水線生產系統的瓶頸識別是按照查找操作時間最慢的工位的辦法來進行。基于沖壓系統的自身特征，沖壓生產線的瓶頸識別以查找瓶頸模具線和瓶頸模具線的瓶頸工序為思路。

1 識別瓶頸模具線

識別沖壓生產瓶頸，首先識別瓶頸模具線。沖壓生產線瓶頸模具線的選取由兩個因素決定，分別是輸出節拍差距和沖次比重。同一壓機生產線中，沖次比重大且輸出節拍與目標節拍差異大的模具線，被定義為瓶頸模具線。

1.1 輸出節拍差距計算

沖壓自動化生產線實際運行中，每分鐘實際輸出的沖次數用AsPM表示。

式中，總運行時間是加工時間、各類停線時間及換模時間的總和，加工時間是在生產sPM下、無停線的純工作時間。而生產sPM（stroke per Minute）是為特定模具線設定在壓力機上的每分鐘沖次數，即設備無停線的連續工作節拍；綜合設備能力、模具性能等諸多因素，每條模具線的生產sPM一般不做變動，可看作常量。所以，加工時間也是某時間段內總沖次與生產sPM的比值。

進行瓶頸模具線選取時，若以模具線AsPM的實際值與目標值的差距來進行衡量，具有一定的局限性。原因在于，單條模具線的AsPM是指從該模具線的上一條模具線最后一個零件下線到本模具線最后一個零件下線這一時間段內的平均每分鐘實際輸出沖次；該時間段包含一次切換模具的時間。根據式（1），由于分母上“換模時間”幾乎為固定值，對于不同的生產批次，即使加工時間與停線時間的比率相同，總沖次數的大小差異對AsPM的影響也很大，進而影響瓶頸分析。為了排除換模時間對結果分析的影響，瓶頸分析時，人們定義一個BsPM的概念。

BsPM是指從上一條模具線切換完成后開始，到本模具線最后一個零件下線的時間段內、平均每分鐘實際輸出的沖次數，該時間段不包含換模時間。

因為某時間段內總沖次是加工時間與生產sPM的乘積，可得：

單一模具線BsPM的實際值可通過式（2），結合生產運行數據得到。對于穩定運行的沖壓生產系統，目標生產效率和目標換模時間占比都是設定的常量，結合式（3），可得單一模具線BsPM的目標值。然后，人們可以計算BsPM的差距比。

以某廠沖壓車間某生產線10條模具線為例，如表1所示，跟蹤某月實際運行數據，結合各模具線BsPM目標值，可得BsPM運行的差距比。

差距比的數值越大，表示BsPM實際運行越優，節拍輸出相比目標值更出色；數值越小，表示BsPM實際運行相對越差，節拍輸出相比目標值表現較差；負值表示BsPM實際運行低于目標值。

1.2 沖次占比計算

計算各模具線在某時間段內的沖次總數在該生產線總沖次中的占比，如表2所示。

表1 某生產線某月10條模具線的BSPM差距比

表2 某月某生產線10條模具線的沖次比例

1.3 瓶頸系數計算

將BsPM差距比與沖次比例相乘，得到該模具線的瓶頸系數。瓶頸系數最小的模具線，就是該生產線的瓶頸模具線。根據實際需要，可優先選取前位瓶頸模具線。如表3所示，模具線1、2、4分別是該生產線的前三位瓶頸模具線。

表3 某生產線10條模具線的瓶頸系數

2 識別瓶頸工序

篩選出瓶頸模具線后，再進行瓶頸工序的選擇。將瓶頸模具線的停線記錄按工序匯總，累計停線時間最長的工序優先被識別為瓶頸工序。

以模具線1為例，如表4所示，經篩選累計，OP30停線時間（25min）最多，是該瓶頸模具線的瓶頸工序。因此，為了解決該模具線的問題，人們應首先集中攻關力量解決OP30發生的停線問題。

表4 瓶頸模具線1各工序的停線時間匯總

3 結論

沖壓自動化生產線單位時間整體輸出能力受多模具線中瓶頸模具線輸出節拍的影響。根據每條模具線的BsPM目標，找出BsPM實際運行差距最大的模具線，同時結合沖次占比，就可以識別出該生產線的瓶頸模具線，進而識別瓶頸模具線的瓶頸工位，進行相應停線問題的攻關解決。這樣通過優化瓶頸模具線的瓶頸工位，可以達到提高該模具線單位時間輸出能力的目的，提升整條生產線的節拍輸出。

當然，瓶頸模具線及瓶頸工位的識別是一個循環往復和持續改善的過程。瓶頸問題動態變化，原有瓶頸問題的識別與消除意味著新的瓶頸問題等待識別。因此，人們需要對沖壓生產線的日常運行進行密切關注和持續提升，使生產線的輸出一直維持在較高水平[3]。