大型合資車企設(shè)備綜合效率體系的創(chuàng)新與實(shí)踐

魏玲，王子辰，石陽，宋宏偉

北京奔馳汽車有限公司車身一工廠 北京 100176

北京奔馳車身一工廠是北京奔馳汽車有限公司的后驅(qū)車焊裝車間，目前生產(chǎn)制造奔馳C級轎車車身。2020年初，車身一工廠緊緊圍繞公司“走向卓越2020”戰(zhàn)略，結(jié)合車間自身實(shí)際生產(chǎn)狀態(tài)，打造全新的生產(chǎn)管理體系，努力實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量雙提升。車間管理團(tuán)隊(duì)對現(xiàn)有C級車身生產(chǎn)線采用全新的OEE監(jiān)控管理方法，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率多時(shí)段監(jiān)控管理。通過對收集數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，可對生產(chǎn)線狀態(tài)有由工位至車間層面、單班次時(shí)長到年度時(shí)長的全方位立體化認(rèn)知。再針對瓶頸問題給出改造方案，解決問題。有效提高生產(chǎn)效率，同時(shí)通過改進(jìn)，節(jié)約成本，實(shí)現(xiàn)精益管理提高效益的目標(biāo)。

OEE瀑布圖

1.時(shí)間瀑布圖

生產(chǎn)線開動后，會產(chǎn)生停機(jī)損耗。此類損耗定義為有效損失。

在有效損失內(nèi)，例如設(shè)備停機(jī)，開線準(zhǔn)備時(shí)間損失，手動模式操作時(shí)間損失及工具切換時(shí)間損失，啟動設(shè)備及暖機(jī)時(shí)間損失等損失，定義為設(shè)備損失。在有效損失內(nèi)，因節(jié)拍的損失，物流問題造成的停線等待時(shí)間損失，定義為性能損失。在有效損失內(nèi)，因產(chǎn)品質(zhì)量引起的停機(jī)損失，不合格品返修損耗的時(shí)間，定義為質(zhì)量損失。

有效損失主要包括設(shè)備損失、性能損失、質(zhì)量損失三類。有效損失在生產(chǎn)線開動后就會產(chǎn)生，不可避免，可通過優(yōu)化生產(chǎn)線降低有效損失。

有效損失以外產(chǎn)生的時(shí)間損失定義為使用損失。使用損失包括周末及節(jié)假日，計(jì)劃停線及設(shè)備維護(hù)時(shí)間，未安排生產(chǎn)時(shí)間、休息時(shí)間、工作時(shí)間內(nèi)全員生產(chǎn)維護(hù)時(shí)間（TPM）、工段和班組例會時(shí)間及信息共享會議等。

公歷日乘以24小時(shí)所得時(shí)間定義為總時(shí)間（Total Time）。

總時(shí)間減去總時(shí)間內(nèi)周末及節(jié)假日，計(jì)劃停線及維護(hù)時(shí)間，未安排生產(chǎn)的時(shí)間后，所得時(shí)間定義為工作時(shí)間（Operation Time）。

總時(shí)間減去其內(nèi)的使用損失所得時(shí)間為凈工作時(shí)間（Business Operation Time）。工作時(shí)間內(nèi)有效損失包括休息時(shí)間、TPM時(shí)間、工段及班組例會、信息共享會議、經(jīng)允許的損失時(shí)間及未安排生產(chǎn)能力損失的時(shí)間。

凈生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)去除有效損失所得時(shí)間為有效凈生產(chǎn)時(shí)間（Effective Business Operation Time）。有效凈生產(chǎn)時(shí)間為生產(chǎn)線生產(chǎn)車身時(shí)間。

根據(jù)上述時(shí)間定義分類，可建立時(shí)間瀑布圖，如圖1所示。

圖1 時(shí)間瀑布圖

2.OEE，EEP，TEEP， NG定義及OEE瀑布圖

有效凈生產(chǎn)時(shí)間與凈生產(chǎn)時(shí)間的比值為O E E（Overall Equipment Effectiveness）值。

有效凈生產(chǎn)時(shí)間與工作時(shí)間的比值為E E P（Effective Equipment Productivity）值。

有效凈生產(chǎn)時(shí)間與總時(shí)間的比值為TEEP（Total Effective Equipment Productivity）值。

凈生產(chǎn)時(shí)間與總時(shí)間的比值為時(shí)間利用率（NG）。

根據(jù)以上定義，OEE瀑布圖概念如圖2所示。

圖2 OEE瀑布圖

計(jì)算方法與數(shù)據(jù)分析

1.OEE、EEP、TEEP和NG計(jì)算公式

OEE由設(shè)備可用率、性能表現(xiàn)率和品質(zhì)合格率三部分組成。

設(shè)備可用率為有效凈生產(chǎn)時(shí)間與凈生產(chǎn)時(shí)間的比值。性能表現(xiàn)率為通過規(guī)劃加工周期（Target Cycle Time）加工該產(chǎn)量所用時(shí)間與有效凈生產(chǎn)時(shí)間的比值。品質(zhì)合格率表現(xiàn)為合格產(chǎn)品數(shù)（Good Parts）與總產(chǎn)量（Production）的比值。

根據(jù)OEE定義，將各部分進(jìn)行展開，并進(jìn)行公式變換，得OEE計(jì)算公式

式中，Units為合格車產(chǎn)量；TargetCycleTime為生產(chǎn)規(guī)劃節(jié)拍；BusinessOperationTime為凈工作時(shí)間。

式中，OperationTime為工作時(shí)間。

式中，TotalTime為總時(shí)間。

式中，BusinessOperationTime為凈工作時(shí)間。

2.試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

收集車身一工廠2020年3月每日規(guī)劃節(jié)拍、目標(biāo)產(chǎn)量、實(shí)際產(chǎn)量及總工作時(shí)間（TT）、工作時(shí)間（OT）及凈工作時(shí)間（BOT）和生產(chǎn)節(jié)拍（CT），見表1。

表1 車身一工廠2020年3月生產(chǎn)數(shù)據(jù)表

計(jì)算車身一工廠三月OEE、EEP、TEEP及NG值，見表2。

表2 車身一工廠2020年3月OEE，EEP，TEEP，NG值表（%）

通過觀察表1，車身一工廠3月17日與18日數(shù)據(jù)比較可以看出，在相同凈工作時(shí)間內(nèi)，17日實(shí)際產(chǎn)量高于18日實(shí)際產(chǎn)量，則17日實(shí)際生產(chǎn)節(jié)拍快于18日實(shí)際生產(chǎn)節(jié)拍。觀察表2中車身一工廠3月17日與18日數(shù)據(jù)，兩日的OEE值分別為85.7%及85%，均達(dá)到OEE目標(biāo)值85%。通過該現(xiàn)象可以得出：在達(dá)到目標(biāo)產(chǎn)量時(shí)，若OEE數(shù)值低于目標(biāo)值，則生產(chǎn)線實(shí)際節(jié)拍快于規(guī)劃節(jié)拍。反之則生產(chǎn)線實(shí)際節(jié)拍慢于規(guī)劃節(jié)拍值。

收集MFA車身工廠2020年3月每日規(guī)劃節(jié)拍，產(chǎn)量及總工作時(shí)間、工作時(shí)間及凈工作時(shí)間和生產(chǎn)節(jié)拍，見表3。

表3 MFA車身工廠2020年3月生產(chǎn)數(shù)據(jù)表

計(jì)算MFA車身工廠三月OEE、EEP、TEEP及NG值，見表4。

表4 MFA車身工廠2020年3月OEE、EEP、TEEP及NG值表 （%）

通過表4，MFA車身工廠3月25日數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)日實(shí)際產(chǎn)量與目標(biāo)產(chǎn)量一致，OEE數(shù)據(jù)達(dá)到目標(biāo)值。從3月31日數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)日產(chǎn)量未完成目標(biāo)產(chǎn)量時(shí)，OEE數(shù)值未達(dá)到OEE目標(biāo)值，且與OEE目標(biāo)值差值較大。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

1）使用全新OEE綜合指標(biāo)的方法對生產(chǎn)線進(jìn)行監(jiān)控，在完成目標(biāo)產(chǎn)量的情況下，若OEE數(shù)值低于目標(biāo)值，則生產(chǎn)線實(shí)際節(jié)拍高于規(guī)劃節(jié)拍。反之，則生產(chǎn)實(shí)際節(jié)拍低于計(jì)劃節(jié)拍。根據(jù)OEE數(shù)據(jù)情況，可判斷實(shí)際節(jié)拍值與規(guī)劃節(jié)拍值的差異。

2）OEE數(shù)值的高低受產(chǎn)量完成情況影響較大。通過提高在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成的產(chǎn)量，可有效提高OEE數(shù)值。

3）通過對各生產(chǎn)線采用全新OEE綜合指標(biāo)的方法進(jìn)行OEE數(shù)據(jù)監(jiān)控，可有效找出車間的瓶頸線體或各生產(chǎn)線體中的瓶頸工位。

設(shè)備綜合效率體系的實(shí)踐應(yīng)用

通過使用全新OEE綜合指標(biāo)，并對205生產(chǎn)線采取全方面立體化監(jiān)測，車身一工廠團(tuán)隊(duì)找到生產(chǎn)線中不同區(qū)域內(nèi)的瓶頸工位。并通過實(shí)施優(yōu)化改進(jìn)方案，提升瓶頸工位的OEE，提高產(chǎn)能，累計(jì)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1.前端分總成1島手動改自動項(xiàng)目

前端分總成1島(VB21)線體主要制造車身前縱梁左右內(nèi)板，單班工人數(shù)量為15人，島內(nèi)各工位皆為人工工位，生產(chǎn)效率較低。通過對各區(qū)域OEE數(shù)據(jù)監(jiān)控，前端分總成1島線體的平均OEE值為82.5% ，是整個(gè)前端區(qū)域OEE值最低的區(qū)域，見表5。分析瓶頸原因，該區(qū)域因人工上件工位上件時(shí)間不穩(wěn)定，且該區(qū)域內(nèi)人工焊接工位較多，導(dǎo)致該區(qū)域節(jié)拍較慢，影響整個(gè)工段線體速度。

表5 前端區(qū)域各線體OEE數(shù)值表（%）

經(jīng)過，規(guī)劃等部門討論與驗(yàn)證，采用已結(jié)束項(xiàng)目的機(jī)器人對前端分總成1島區(qū)線體進(jìn)行機(jī)器人舊設(shè)備利用改造：將該區(qū)域由人工焊鉗為主要焊接方式改造為由機(jī)器人自動焊接為主的自動生產(chǎn)線，如圖3所示。

圖3 前端分總成5島090工位抽屜料架

圖3 前端分總成1島手動改自動區(qū)域

實(shí)施改造后，該區(qū)域生產(chǎn)節(jié)拍由原先的117s，降至110s。工人由單班15人進(jìn)行生產(chǎn)，降低每班6人，單班節(jié)省9人次。全年OEE均值增加為85.2%，見表5。

2. 前端分總成5島人工上件工位改造

由表5可以看出，前端分總成5島(VB25)區(qū)域是自前端分總成1島的區(qū)域手動改自動后，OEE數(shù)值較低的區(qū)域。對該線各工位進(jìn)行節(jié)拍測量，其中090工位的節(jié)拍中值為該區(qū)域內(nèi)最低，為93.5s/輛，見表6。

表6 前端分總成5島內(nèi)各工位節(jié)拍值表

前端分總成5島內(nèi)090工位為人工上件工位，焊裝零件復(fù)雜，工藝復(fù)雜。為了提高該工位節(jié)拍，將人工上件工位改造成抽屜料架上件方式：人工每抽屜一次上滿5對零件，共兩個(gè)抽屜，10對零件，如圖3所示。機(jī)器人抓取零件直至料架被抓空，人工再次上件。此種方法可將090工位節(jié)拍提高3s，單班節(jié)約人員1人。改造后，OEE數(shù)值提升至85.1%。

車身合裝1線（A S21線）O E E數(shù)據(jù)在車身工段（Z2工段）各區(qū)域線體內(nèi)相對較低，OEE值為83.7%，見表7。

表7 車身工段各主線各區(qū)域OEE數(shù)值（%）

對車身合裝1線各工位進(jìn)行節(jié)拍測量，其中160人工上件工位的節(jié)拍中值為線內(nèi)最低，為95s/輛，見表8所示。

表8 車身合裝1線各工位節(jié)拍中值

對160上件工位實(shí)施改造，改為抽屜料架上件方式，如圖4所示。改造后，抽屜料架每次可盛裝12對零件，直至機(jī)器人全部抓光后，再次進(jìn)行人工上件。經(jīng)過改造，該工位節(jié)拍提升5s。且單班節(jié)省人員1人次。改造后OEE數(shù)值提升至85.1%。

圖4 車身合裝1線160工位抽屜料架

以上改造實(shí)施后，由于每班次線速得到提升，經(jīng)測算，全年可提高產(chǎn)量4500輛，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)語

提高生產(chǎn)效率，增加生產(chǎn)效益，是在當(dāng)今眾多車企競爭白熱化的大背景下，各個(gè)汽車生產(chǎn)廠的主要生存之道。北京奔馳車身一工廠采用全新的OEE監(jiān)控管理方法，找出生產(chǎn)線的瓶頸工位及問題，并通過改造提高線體的節(jié)拍，減少線體的OEE損失。實(shí)現(xiàn)精益管理，提高效益的目標(biāo)，為后續(xù)新車型生產(chǎn)線體的綜合性能提高，提供了經(jīng)驗(yàn)與方法。