廢舊輪胎企業(yè)膠粉生產(chǎn)線優(yōu)化

1、廢舊輪胎企業(yè)膠粉生產(chǎn)線優(yōu)化 膠粉生產(chǎn)線的優(yōu)化主要利用技術(shù)的手段，結(jié)合人機(jī)工程學(xué)的原理，對現(xiàn)有生產(chǎn)線進(jìn)行整體的改進(jìn)和優(yōu)化。人機(jī)工程學(xué)是從上世紀(jì)40年代后期發(fā)展起來的綜合性學(xué)科，其主要研究的對象是人、機(jī)、環(huán)境的相互關(guān)系;其目的是如何達(dá)到安全、健康、舒適和工作效率的最優(yōu)化。這種整體的分析方法，有助于解決生產(chǎn)效率和員工勞動強(qiáng)度的之間的矛盾，對提升公司整體的效益具有巨大作用。因此，針對生產(chǎn)流程和人機(jī)操作中存在的問題，運(yùn)用工業(yè)工程技術(shù)，如工作研究和人機(jī)工程學(xué)進(jìn)行分析，提出相應(yīng)方案，最后對生產(chǎn)流程的改進(jìn)效果進(jìn)行評價。1、IE分析方法在生產(chǎn)線優(yōu)化中的應(yīng)用1.1用IE分析方法采用的理論 在工業(yè)工程中對作業(yè)分析的

2、理論方法主要有工作研究和人機(jī)工程學(xué)工作研究是一門實(shí)用性很強(qiáng)，涉及技術(shù)和管理的學(xué)科，它以整個作業(yè)系統(tǒng)為研究對象，運(yùn)用行為科學(xué)和人類工程學(xué)等原理，對現(xiàn)有的各項(xiàng)工藝、作業(yè)、作業(yè)方法等進(jìn)行系統(tǒng)分析，用方法研究技術(shù)，進(jìn)行工作程序、操作程序的分析、研究，改進(jìn)工作流程或作業(yè)方法，消除、減少多余的非生產(chǎn)性的動作(如:尋找、選擇、逗留等)，制定合理的工序結(jié)構(gòu)，確定標(biāo)準(zhǔn)的工作方法。提高生產(chǎn)率的有效途徑之一是開發(fā)新的工藝或引進(jìn)新的先進(jìn)設(shè)備，但這往往需要支出大量資本。而工作研究是以提高企業(yè)內(nèi)涵的方式為原則提高效率。采用這種方法，可以防止企業(yè)挖掘潛力，消除人力、物理、時間方面的浪費(fèi)現(xiàn)象，合理安排作業(yè)，從而提高勞動生產(chǎn)率

3、。其所使用的方法技術(shù)包含兩類:方法研究和時間研究。所謂方法研究是對現(xiàn)有的或擬議的工作方法進(jìn)行系統(tǒng)的記錄和嚴(yán)格的分析，從中發(fā)現(xiàn)不合理的動作和過程以及加以改善的一種手段。其分析手段主要包括: (1)動作經(jīng)濟(jì)原則; （2）運(yùn)用“SW1H”方法進(jìn)行反復(fù)提出問題; （3）"ECRS”四大原則; （4）操作、運(yùn)輸、儲存、檢驗(yàn)、等待，這五個方面的記錄。其中“SW1H”方法具體，如表1所示:表1 "5W1H”提問法"ECRS”四大原則分別為:取消(Eliminate ):即取消不必要的作業(yè)，這項(xiàng)原則是改進(jìn)的目標(biāo);合并(Combine ):即將兩個及以上的工序合并成一個，消除重復(fù)動

4、作;重排(Rearrange):即將工作順序進(jìn)行調(diào)整，使得流程通暢;簡化(Simple ):通過上述原則分析后，再考慮該工作的方法能否再簡化。 時間研究是一種工作衡量技術(shù)，用以記錄一定條件下進(jìn)行的某種作業(yè)的要素的工作速率和時間并分析其數(shù)據(jù)，從而得到按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)完成作業(yè)所需要的時間。在工作研究中，方法研究和時間研究是缺一不可的整體，方法研究是時間研究的基礎(chǔ)和前提，時間研究又是確定工作方法的依據(jù)。人機(jī)工程學(xué)是對人一機(jī)一環(huán)境綜合題進(jìn)行系統(tǒng)的分析研究，用人類創(chuàng)造的科學(xué)技術(shù)為這一綜合體建立合理且又可行的實(shí)用方案，使人獲得舒適、安全、健康的環(huán)境條件，力圖提高人本身的能力，從而達(dá)到提高工效的目的。其研究的內(nèi)

5、容包括，人機(jī)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)研究、作業(yè)改善研究、環(huán)境控制與安全保護(hù)等方面。工作研究與人機(jī)工程學(xué)并不是兩個完全不同的研究方向，而是相互聯(lián)系和補(bǔ)充。人機(jī)工程學(xué)研究范圍還包括作業(yè)分析和動作經(jīng)濟(jì)原則，尋求經(jīng)濟(jì)、省力、有效的標(biāo)準(zhǔn)工作方法和標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時間，以消除無效勞動，合理利用人力和設(shè)備，提高工作效率。1.2作業(yè)分析的操作步驟利用工作研究對作業(yè)進(jìn)行分析的一般步驟為:A.選擇研究對象工作研究的內(nèi)容非常廣泛，為此需要選擇合適的研究對象，一般集中在系統(tǒng)的瓶頸環(huán)節(jié)，或具有普遍性的問題。因此，原則上選擇明顯效率低下、急需改善的部位作為研究對象。B.確定研究目標(biāo)雖然工作研究的目標(biāo)是提高生產(chǎn)率，但每個研究對象要達(dá)到的具體

6、的目標(biāo)一般有:減少作業(yè)時間;節(jié)約物料消耗;減少勞動強(qiáng)度;增強(qiáng)作用安全性等。C.記錄現(xiàn)行方法將現(xiàn)有工作方法或者工作過程如實(shí)、詳盡地記錄下來。借助錄制視頻的方法，將作業(yè)方法按操作、運(yùn)輸、儲存、檢驗(yàn)、等待這五個方面如實(shí)記錄下來。D.分析對上述記錄的每個步驟，利用“SW1H”的分析方法確定哪些步驟合理，哪些不合理。E.設(shè)計(jì)和形成新方法在上述基礎(chǔ)上，通過“ECRS”方法，形成新的作業(yè)方法。F.實(shí)施是件復(fù)雜而困難的事，因此需要做好宣傳、試點(diǎn)工作，切勿急于求成。2、生產(chǎn)線關(guān)鍵問題提出改進(jìn)方案2.1人機(jī)配置問題的改進(jìn)根據(jù)在膠塊生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)研時出現(xiàn)的設(shè)備啟動、停止頻繁，空轉(zhuǎn)頻率高，操作不安全等現(xiàn)象，對目前的一人同

7、時操作兩臺設(shè)備提出疑問。在現(xiàn)場對本人的想法進(jìn)行了試驗(yàn)，具體的試驗(yàn)結(jié)果如下:對一位己經(jīng)有6年切塊經(jīng)驗(yàn)的熟練年輕工人進(jìn)行分析，分析前提是一個人同時操作兩臺機(jī)器，事先挑好比較好加工的完整輪胎，數(shù)量為5條，且放在比較靠近的位置。設(shè)備電機(jī)的功率都為18.7KW(能應(yīng)付無論多厚的輪胎)。具體用機(jī)一機(jī)聯(lián)合作業(yè)分析，如圖1所示。 圖1 切條機(jī)和切塊機(jī)工作時間和空轉(zhuǎn)時間的對比 圖中-2s, -4s等表示加工期間空轉(zhuǎn)的時間。經(jīng)過計(jì)算，切條機(jī)總運(yùn)行時間為335s,其中有效時間為204s;切塊機(jī)總運(yùn)行時間為327s，其中有效時間為195s。因此，切條機(jī)的設(shè)備利用率為60.9%，切塊機(jī)的設(shè)備利用率為59.6%。通過圖1

8、的分析，即使在各方面最有利的條件下，其設(shè)備的利用率都僅為60%。這項(xiàng)工作，主要是切條設(shè)備，加工時需要費(fèi)很大的力氣。而目前生產(chǎn)的時候，甚至有女性員工在操作。她們操作時，不僅頻繁的開停機(jī)，而且工作效率很低。其他一般的男的工人師傅操作一般設(shè)備利用率在50%以下。對此現(xiàn)象，經(jīng)過跟管理人員與現(xiàn)場操作人員的多次交談，利用“5W1H”的提問方式進(jìn)行反復(fù)提問，并用“ECRS”四大原則對生產(chǎn)流程進(jìn)行改進(jìn)?，F(xiàn)有膠塊生產(chǎn)流程程序圖，如圖2所示。 圖2 現(xiàn)有膠塊生產(chǎn)流程程序圖 問:工人為什么要一個人同時操作兩臺設(shè)備? 答:公司規(guī)定是一人一臺設(shè)備，但由于員工覺得一個人可以同時操作兩臺設(shè)備，而且工資是按條計(jì)算，同樣的時間

9、能賺得更多。 問:這樣對公司會有什么后果嗎? 答:影響肯定是有的，如浪費(fèi)多了、安全性低了、生產(chǎn)效率低了等問題。 問:那知道有這樣的后果，能將現(xiàn)有的一人操作兩臺機(jī)器改成一人對一臺設(shè)備嗎? 答:能。 問:如何改，如何實(shí)施? 答:切條機(jī)和切塊機(jī)的工作效率不一樣，可以用兩臺切條機(jī)配置一臺切塊機(jī);對膠塊的尺寸進(jìn)行嚴(yán)格控制，尺寸跟績效掛鉤;工資績效內(nèi)容由單一的變成多種內(nèi)容的考核，加入賞罰制度;加強(qiáng)管理力度等措施。 問:人員配置變化后會有什么影響? 答:生產(chǎn)效率、安全性、設(shè)備利用率等都能得到提高。 通過上述的分析，要解決現(xiàn)有的人機(jī)配置問題可以做出如下改進(jìn):具體實(shí)施為:根據(jù)上述設(shè)備利用率的分析得出，可安排兩臺

10、切條機(jī)，一臺切塊機(jī)，為一套生產(chǎn)設(shè)備，每人管理一臺設(shè)備，男工操作切條機(jī)，女工操作切塊機(jī)，其響:置形式可以如圖3所示。 圖3 兩臺切條機(jī)一臺切塊機(jī)為一組的生產(chǎn)模式這種布置方法能提高工人操作的專業(yè)性，大大提高工人操作的熟練度，大大提高生產(chǎn)效率;降低工人操作的安全性;切塊機(jī)的利用率能基本達(dá)到滿額;可以減少設(shè)備數(shù)量，分工明確;不影響輪胎數(shù)量的計(jì)算。切塊設(shè)備的操作員的績效考核方式以月來算工資。同時，將三個人編成生產(chǎn)小團(tuán)隊(duì)，對生產(chǎn)質(zhì)量好，數(shù)量多的團(tuán)隊(duì)給予一定的激勵。 由原來的一個人操作兩臺設(shè)備，改成一人一臺設(shè)備后，相應(yīng)的生產(chǎn)流程得到了改變和優(yōu)化，具體生產(chǎn)流程程序圖，如圖4所示。 圖4. 改進(jìn)后膠塊生產(chǎn)流程程

11、序圖改進(jìn)后，切條機(jī)與切塊機(jī)能聯(lián)合作業(yè)，在同一時間里，當(dāng)切條結(jié)束時，切塊2S后也完成了。所以，整個生產(chǎn)效率能提高很多。同樣，設(shè)備利用率也得到很大的提高。2.2膠塊寬度問題的改進(jìn)生產(chǎn)線的分析時，發(fā)現(xiàn)膠塊生產(chǎn)線中，當(dāng)員工加工的輪胎切的寬時，雖然切的效率是提高了，但在膠粉生產(chǎn)線中，對輥筒、篩網(wǎng)等設(shè)備和生產(chǎn)效率帶來很大的負(fù)面影響。對此，需要切塊過程中的膠塊寬度問題進(jìn)行優(yōu)化和改善。為解決這個問題，我們也照樣對公司管理人員利用“5W1H”進(jìn)行了提問。具體的提問如下:問:為什么員工切的膠塊這么寬，公司沒有限定嗎?答:公司有限定，但是員工為了能切的快，切的多，就把膠塊寬度越切越寬。問:員工能自己調(diào)節(jié)寬度的嗎?答

12、:是的。問:知道膠塊變寬了對膠粉生產(chǎn)有什么影響嗎?答:知道，膠粉生產(chǎn)時需要多次碾磨才能粉碎。問:那能改進(jìn)嗎?答:改是可以改進(jìn)的。問:如何改進(jìn)?答:用較為強(qiáng)硬的管理姿態(tài);引入賞罰制度;設(shè)備的寬度調(diào)節(jié)限死等方式。管理人員的回答有些還是比較寬泛，顯然對有些問題沒有好好的考慮過，也沒有深刻地認(rèn)識到寬度不合理對生產(chǎn)帶來的重要影響。經(jīng)過這些提問，找出了解決這個問題的具體方向。如從管理的角度，績效制度，技術(shù)角度等來改進(jìn)。具體的改進(jìn)措施如下:措施一:根據(jù)上一節(jié)的績效改進(jìn)，將3個人為一組，以團(tuán)隊(duì)的方式進(jìn)行考核，使團(tuán)隊(duì)能彼此監(jiān)督。這個考核是根據(jù)隨機(jī)抽查的膠塊尺寸的大小和生產(chǎn)的膠塊量決定的。如果能保證膠塊尺寸合格，

13、同時一天加工的輪胎數(shù)量多，則給予額外的獎勵。反之，則在他們的工資上扣除一部分，彌補(bǔ)不合格膠塊對公司設(shè)備，生產(chǎn)效率下降帶來的損失。措施二:管理人員不定時地頻繁抽查員工生產(chǎn)出來的膠塊。督促員工改進(jìn)加工尺寸，經(jīng)過多次提醒還不整改的，扣除一定的工資，或者降低加工一條輪胎的單價。措施三:將現(xiàn)有員工可以自主調(diào)節(jié)加工寬度的方式，改成只能由管理人員有調(diào)整加工寬度權(quán)限的方式。雖然是3種不同獨(dú)立的方式，但是可以將這些措施聯(lián)合使用。以達(dá)到能有效控制膠塊寬度，又能激勵員工自覺加工更多輪胎的效果。同時，也不增加公司額外的成本。2.3細(xì)篩網(wǎng)返回問題的改進(jìn)在細(xì)篩網(wǎng)返回時，返回箭頭標(biāo)志著浪費(fèi)，跨越的工序越多，帶來的浪費(fèi)也越多

14、。因此，要解決這個問題需要從工藝的角度考慮改進(jìn)，包括使用新的設(shè)備。針對這個現(xiàn)象，我們對公司管理人員，生產(chǎn)人員進(jìn)行多次深入的交談，并利用"5W1H”提問的方式進(jìn)行反復(fù)提問。問:為什么從細(xì)振動篩出來的不合格膠粉要送到長回料帶?答:不合格的膠粉需要用溝光輥?zhàn)釉俅文肽?。?從不合格到合格，要經(jīng)過多次反復(fù)的碾磨膠粉?要經(jīng)過多少周期循環(huán)?答:一般要經(jīng)過2-4個周期循環(huán)，每個周期需要花5分鐘左右。問:那這樣的出粉的效率是不是低很多?答:確實(shí)，平均加料的間隔時一間長了很多。問:那有改進(jìn)的方法嗎?答:有，而且也嘗試過。問:那當(dāng)時是怎么做的?答:當(dāng)時考慮使用磨粉機(jī)對不合格的膠粉進(jìn)行精磨，但是由于膠粉中鐵

15、絲比較多，在碾磨過程中產(chǎn)生大量的熱，尤其到了夏天，溫度要升高很多，加上膠粉本身的溫度也比較高。曾經(jīng)發(fā)生過一次火災(zāi)，所以才改成現(xiàn)在這樣子。問:磨粉機(jī)有冷卻系統(tǒng)嗎?答:有冷卻系統(tǒng)，應(yīng)該是摩擦產(chǎn)生的熱量增加速度高于冷卻系統(tǒng)吸收的速度。問:那如果膠粉中鐵粉的含量很少，或者冷卻速度足夠，還會發(fā)生這樣的事嗎?答:如果能實(shí)現(xiàn)這些條件的話，那是可以使用磨粉機(jī)。問:使用磨粉機(jī)有什么效果?答:出粉速度比以前快很多。日產(chǎn)量提高20%經(jīng)過上述的問答能夠總結(jié)出目前將不合格的膠粉用長回料帶輸送到溝光輥?zhàn)訖C(jī)的流程是不合理的。使用磨粉機(jī)就必須保證在第一級除鐵絲工序上盡量將鐵絲除盡。在下一小節(jié)將對除鐵工藝提出新的改進(jìn)方案，其效

16、果要基本能除盡長鐵絲，同時能吸除一部分細(xì)小的鐵絲，這將就為使用磨粉機(jī)提供可能。由于之前公司使用過磨粉機(jī)，目前處于閑置狀態(tài)，故我們對現(xiàn)有的磨粉機(jī)進(jìn)行一些分析，是否能繼續(xù)使用?，F(xiàn)有磨粉機(jī)如圖5所示。 圖5 現(xiàn)有的磨粉機(jī)經(jīng)查閱其型號為XJFS-280，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部裝有內(nèi)置刀盤水冷循環(huán)系統(tǒng)，如圖6所示 圖6 磨粉機(jī)的水冷系統(tǒng)一次能將1020目的膠粉粉碎到40目。對于有冷卻系統(tǒng)的磨粉機(jī)會因摩擦發(fā)生火災(zāi)的情況，令我很生疑。為此，我經(jīng)過多方的查找和相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)公司的詢問，以及對公司之前設(shè)備之間的連接狀況的對比，發(fā)現(xiàn)中間缺少空氣冷卻這一環(huán)。雖然摩擦很會產(chǎn)生熱量，但是如果將溫度很高的膠粉加進(jìn)去，又碰上夏天，就很容

17、易將膠粉的溫度升到燃點(diǎn)。因此，在不合格膠粉的出口需要加上空冷的工序。目前公司在膠粉最終裝袋前有這個設(shè)備，如圖7所示。避免膠粉發(fā)生自燃。 圖7 空冷設(shè)備2.4膠粉撒落問題的改進(jìn) 造成膠粉撒落的原因有:在除鐵絲工藝中出現(xiàn)的除鐵不干凈，除鐵絲結(jié)構(gòu)復(fù)雜效率低下，以及傳送帶布置結(jié)構(gòu)不合理等問題，利用IE分析方法“5W1H”對問題進(jìn)行反復(fù)提問，找出解決問題的突破口，從而設(shè)計(jì)出改進(jìn)方案。對膠粉撒落的問題利用“5W1H”提問分析的方式進(jìn)行反復(fù)提問。 問:為什么要將第一次除鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成這樣?如圖8所示 答:因?yàn)閷⒋帜z粉從底部運(yùn)到振動篩的傳送帶是斜的，而要使鐵絲能是傳送帶上平穩(wěn)運(yùn)輸，需要平放，所以就只能在銜接處除

18、鐵，同時，為了能盡可能多的除鐵，在上面的傳送帶下面又加了一層傳送帶來吸鐵絲，以保證除鐵效果。 問:除鐵絲效果如何? 答:大部分的長鐵絲清除掉了，但是很多細(xì)小的基本沒有在第一階段清除。 問:為什么不能完全清除較長的鐵絲，小的為什么不能清楚?答:由于吸鐵絲的面積小，持續(xù)時間短，加上傳送帶上的膠粉中間厚兩邊薄，不能均攤。問:那是不是增加除鐵絲的面積和時間，就可以基本上除盡長鐵絲和一部分的小鐵絲?答:那答案基本上是可以肯定的。問:另外，在第二級除鐵絲結(jié)構(gòu)中為什么包括6道除鐵工序?如圖9所示。答:因?yàn)榈谝患壍某F絲能力不足，導(dǎo)致從細(xì)振動篩出來的膠粉中含有很多的鐵粉，這些鐵粉有些跟膠粉的目數(shù)相同，很難清除

19、，所以用了6道工序來保證最后膠粉中的含鐵量。問:為什么在第二級除鐵絲的工序中有這么嚴(yán)重的漏粉現(xiàn)象?答:這其中一部分是分離出來的鐵粉。主要原因是第一級除鐵絲能力弱，導(dǎo)致后續(xù)除鐵絲結(jié)構(gòu)增多。問:那是否在第一級除鐵絲的時候，提高除鐵絲能力就能減少后面第二級除鐵絲的工序和漏粉現(xiàn)象?答:那肯定的，因?yàn)樵诘诙壋F絲設(shè)備的第六部分時，吸鐵能力明顯過剩，造成設(shè)備浪費(fèi)。如果前期除鐵盡可能多，后續(xù)的工作量就會減少很多。 圖8 第一級除鐵絲設(shè)備的結(jié)構(gòu) 圖9 第二級除鐵設(shè)備的結(jié)構(gòu)用“5W1H”分析之后，用“ECRS”四大原則進(jìn)行改進(jìn)分析改進(jìn)，對不必要的工序給予消除，對需要合并的工序給予合并，對需要調(diào)整順序的工序進(jìn)行

20、重新調(diào)整。通過上述的提問，基本能發(fā)現(xiàn)當(dāng)前第一級除鐵絲結(jié)構(gòu)的不合理，造成了之后的一系列問題。因此，接下來要做的工作就是如何改進(jìn)這個結(jié)構(gòu)，主要從如何增加除鐵絲的面積著手。為此，通過查閱不同種類種傳送帶布置類型，并參考其他的除鐵方法，確定使用傳送帶正交的方法除鐵絲。具體改進(jìn)后的第一級除鐵絲結(jié)構(gòu)，如圖10所示，單位為cm。 圖10 第一階段除鐵絲結(jié)構(gòu)改進(jìn)側(cè)面圖改進(jìn)的設(shè)計(jì)圖是根據(jù)盡可能少改動的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行的改進(jìn)。如圖10，通過對現(xiàn)有傳送帶斜率的改變，多出一段水平的位置，從而利用這段水平位置，在上方正交架設(shè)除鐵絲傳送帶。俯視圖如圖11所示。吸鐵絲的原理為:將帶磁性的鐵板(簡稱磁鐵板)固定于第一級

21、出鐵絲傳送帶的中間，并在粗粉帶的正上方，同時靠另一邊比粗粉帶寬出一定距離，按如圖11位置放置，保證鐵絲能完全落在粗粉帶范圍之外，下面再利用回收架子將鐵絲回收。 圖11 第一階段除鐵絲結(jié)構(gòu)改進(jìn)俯視圖粗粉帶的結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，其最高高度有一定降低，雖然在上升結(jié)構(gòu)處的斜率基本沒有增加，但對膠粉運(yùn)輸沒有任何的影響，通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M后，確定其改進(jìn)方案可行。通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)，當(dāng)粗膠粉經(jīng)過第一級除鐵絲設(shè)備時，膠粉中含有的鐵絲大部分被吸走了，剩下一些較細(xì)小的鐵粉在下一級除鐵時除盡。此外，傳送帶所需的動力可以用現(xiàn)有的電機(jī)帶動(之前帶動兩條傳送帶)。所以，改進(jìn)的成本也相對較低，而且比改進(jìn)前少一條傳送帶，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。為使除鐵效率在短路程內(nèi)能有更大的除鐵效率，可以在粗粉帶的最后一個滾輪上加上磁條，使得在落膠粉的瞬間，進(jìn)一步把膠粉中的鐵絲分離出來。這些方面的改進(jìn)能大大減少鐵絲對細(xì)振動篩的堵塞，以及對后續(xù)再加工的影響，對提