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瓶盖业发展
前言
如今瓶盖生产已形成行业,世界瓶盖的领头羊是意大利的生产商刮拉(GualaClosures),刮拉瓶盖集团是一家具有50多年设计和生产安护瓶盖历史的跨国公司,总部设在意大利,主营业务有烈性酒、葡萄酒及调料使用的安护瓶盖和铝盖。
公司具有先进的、高质量的塑料部件模具和尖端的自动化机械生产线,在世界四大洲(欧洲、美洲、亚洲及大洋洲)建有23个工厂,占据全球同类产品市场70%的份额,年世界销售额达3.5亿欧元。
瓶装的产品越来越多,产品达到规模化,这需要企业做精做强,瓶盖的行业正在以飞快的速度发展,行业中的竞争也是日趋发展,不可避免的加剧了各企业之间成本的控制和竞争。
维持着现状就意味着倒退、甚至消亡。
精益求精,不断的持续改善,制造出让厂家更满意的产品,并使工作更加舒适、高效是非常重要的。
带着精益的眼光来看生产现场,会发现永无止境的改善在等待着我们。
精意改善有很多方法,包括方法研究、作业测定、人机联合分析、快速换型等,通过这些手段,可以有效地发现生产流程中不经济、不均衡、不合理的现象,找出改善的重点,从而到达解决生产瓶颈,缩短生产周期,提高生产效率,降低浪费的目的。
本文探讨的是应用多种精益改善的思想对海普制盖辊印车间中的换型进行分析,找出影响生产线的关键因素,并予以实施改善,提高生产线效率和挖掘现
有的生产能力,减少企业的人力、能耗及设备投资。
1海普介绍
1.1海普的简介
海普1993年创建于美丽的滨海城市-烟台,海普是一家以“致力于创造高品质瓶盖包装,做员工满意、客户信赖、社会尊重、国际一流的专业服务商”为愿景的专业制盖企业。
数十年,海普以其优质的产品质量和持续的创新能力,先后为国内外五粮液、泸州老窖、汾酒、全兴、沱牌、杏花村、劲酒、金枫、san、mcs、diageo等众多名酒厂配套。
近两年,随着企业实力的增强,产品先后出口至东南亚、蒙古、俄罗斯、欧洲、澳洲、美国等国家和地区,出口额位居国内同业前茅。
数十年的专业积累和发展使公司综合实力达到了国内同业领先地位,现已拥有烟台海普制盖、德阳海普制盖、泸州海普制盖等三家子公司。
海普制盖有限公司是一个制造高品质瓶盖的行业,在国内白酒瓶盖的市场占有60%的份额,还向国外提供一些产品。
海普的宗旨是“为名牌打造皇冠”,海普在不断的成长与改进之中逐渐的在国内占有一席之地。
在成长之中,海普也面临着重要的挑战。
1.2海普产品的简介
海普瓶盖的种类很多,详细种类瓶盖的种类如表1-1所示:
表1-1瓶盖的种类
Tab.1-1Kindsofcap
铝塑盖
CZKB:
铝塑盖卡式爆裂型号
CZKX:
卡式旋出型号
CZKXH:
卡式旋出环型号
CZJXH:
筋式旋出环型号
CZCX:
铝塑盖齿式旋出
CZLN:
螺纹扭断
CZLXH:
螺纹旋出环
CZLG:
铝塑盖螺纹冠型
铝盖CL
其中铝塑盖的制作最为复杂,它由铝盖和内塑盖两部分组成,铝塑盖的组
成部分如下表1-2所示:
表1-2铝塑盖的组成部分
Tab.1-2Thealuminiummouldstheingredientprintingon
组成
示图
功能
铝筒
实现精美的外观效果
外盖
实现开启,注:
防伪环在此部件上
组合套
套在瓶口上,实现封口效果
内塞
连接组合套与瓶口,密封
说明:
(1)表1-2中,铝筒主要是实现精美的外观效果,现在高档的烈酒主要都是铝塑盖。
(2)外盖、组合套以及内塞等主要是起到密封的效果。
1.3海普企业所面临的危机
酒类生产企业选择合适的瓶盖主要考虑的是质量和价格,这一点和其他行业没有区别。
如果酒瓶盖生产企业能够保证质优价廉,很容易和酒生产企业建立起稳定的合作关系。
海普要想在国内占据这个行业的龙头,面临着许多的危机是
难以想象的。
一方面瓶盖的生产在中国已经形成了一个行业,早在20世纪80、90年代,瓶盖生产企业已经开始兴起。
大体来说,瓶盖作为配套产品是紧跟酒厂的,哪里酒厂多,哪里瓶盖生产厂就多。
部分酒生产企业,如茅台、五粮液等也将产业链延伸到瓶盖等配套产品的生产上。
酒厂自己生产瓶盖一般都是自产自销,并非以营利为目的。
酒瓶盖行业有严格的质量标准和行业规范,一些资金实力强、管理水平高的企业都通过了ISO9001:
2000国际质量体系认证。
另一方面瓶盖行业激烈的竞争使业内普遍性的问题日益明朗化,现在全国范围内有很多专业的瓶盖生产企业,山东、浙江、河北等地区是酒瓶盖的主要生产地区。
厂家不断的改进方法、提高质量、引进一些国外先进的设备来增加企业的利润。
再一个问题是在成本上升的同时瓶盖价格下降,造成企业销售利润下降,很多小企业因此而被市场淘汰。
现在的社会是一个微利润的时代,不管是大的行业还是像瓶盖这样小的方面,利润都是很低的。
经济危机的影响,原材料价格的上涨,都沉重的打击了瓶盖这个行业。
因此海普要想在瓶盖的行业能有一席的立足之地节约成本、提高产量是很重要的,这就需要有IE的思想,运用多种方法来实施。
快速换型(SMED)就是其中不可缺少的方法。
2海普辊印换型的流程及目前所存在的问题
2.1海普铝塑盖的制作流程
瓶盖的种类比较多,制作过程也比较的复杂,但是大体上离不开下面这几步,注塑、裁剪、印铁、制盖、装配。
不同的瓶盖按照各自的特征也有稍微的不同。
瓶盖的制作流程图如图2-1所示:
图2-1瓶盖的制作流程图
Fig.2-1Theflowchartofcaps’fabrication
上图中的每个工序都是一个复杂的工序,都是由多个人机联合作业的工序,都需要运用IE的知识去优化,本文的篇幅较小只能提取其中的一个工序甚至工序中的一台机器去细致的研究,经过自己的观察,选中了印刷工序中辊印机的换型的课题来做具体的研究,海普辊印机的换型急需要去解决。
2.2辊印的简介
辊印印刷是在瓶盖侧部进行图案印刷和涂料上光的专用设备。
由提升机、分选机、料道、辊印机、链条挂棒、烘干箱、收盖器、电气控制等部分组成。
各部分独立并相互连接,同步完成各自的动作,形成统一的、连续不断的工作流程,
使各类已冲压成型的瓶盖光筒,经过印刷图案、涂料上光和烘干固化等工位加工,
成为符合要求的成品瓶盖筒。
设备的每个部分,都有独立的用途,经过电脑、电路系统整合和分配,形成统一、同步、连续地运转工作状态——辊印生产线。
属于制盖流程的关键设备和工序。
辊印机的布局图如图2-2所示:
操作员两大动作流程:
1.
表示加工操作循环
2.
表示物料循环
图2-2辊印机的布局图
Fig.2-2Themarksofthemachinelayoutpursuesroll
辊印过程说明:
(1)待辊印的产品放置在工序原料存放区,产品倒至在提升机内;
(2)产品经过提升机的提升,通过过滤盘;
(3)在过滤盘中经过搅拌和筛选,瓶盖都有序的,都向固定的一面成一字排开
通过滑道;
(4)瓶盖由滑道引向辊印机中进行辊印加工,在辊印机和印刷机的配合之下
瓶盖被涂料、染色和上光;
(5)涂完色的产品经过链条带到烘箱之中烘烤干燥;
(6)干燥后的半成品自动装在流动箱之中,进行下一步的工序。
2.3辊印换型作业流程
2.3.1辊印机的介绍
本小节主要是对辊印机中换型的流程进行的研究。
辊印机的设备示意图及各个部分的名称进行简单的介绍,换型的过程就是对辊印机各个部件进行更换,使同一台的辊印机能对不同的瓶盖进行作业,其中OMSO辊印机的各个部位的名称如图2-3所示,下面做简要的介绍:
5
图2-3OMSO辊印机介绍
Fig.2-3TheintroducedoftheOMSOrollmarksmachine
(1)滑道
(2)套印调节器(3)版辊、印版(4)芯轴套(5)上光机
(6)墨辊,墨斗
海普辊印车间有3台国产辊印机、3台OMSO、一台意大利的卡夫机,虽然
机器的名称不一样,但是都是由图中的几个部件构成。
下面就是对OMSO这台国外进口辊印机的换型为例做具体的研究。
2.3.2辊印换型作业介绍
本辊印换型是2个人和一台机器的作业,对原来的过程工序进行分析统计,测量停机第一步开始到机器开始工作的工时,统计数据如表2-1所示:
表2-1现在辊印换型流程
Tab.2-1Rollmarkschangestypetechnologicalprocessatpresent
现在操作分析表
主操作手动作次序
辅助工动作次序
作业步骤
时间(s)
作业名称
作业名称
时间(s)
作业步骤
准备布条
120
B1
拆墨辊
240
B2
取稀料
240
B3
A1
300
擦印刷机上的墨辊
擦墨辊
600
B4
A2
300
拆印版
A3
600
更换芯轴
拆擦墨盒
600
B5
A4
120
装印版1
装墨盒
60
B6
擦装墨盒
1500
B7
A5
360
擦印刷机上的墨辊
A6
120
装墨辊1
A7
780
上墨调套印1
A8
120
装印版2
A9
120
装墨辊2
清洗工具
60
B8
A10
420
上墨调套印2
拆滑道
420
B9
A11
120
装版印3
装滑道
1200
B10
A12
120
装墨辊3
A13
600
上墨调套印3
A14
120
拆橡皮布1
A15
60
装橡皮布1
A16
120
拆橡皮布2
A17
60
装橡皮布2
A18
360
割橡皮布(中换橡皮布)
等待
2100
B11
A19
240
拆上光辊
A20
600
选择上光辊
A21
240
装上光辊
A22
600
调节上光辊
A23
180
调滑道
5S
180
B12
A24
600
共同调滑道
600
B13
A25
600
拆分选盘
600
B14
A26
540
装分选盘
540
B15
A27
1200
整体试调
辅助、加料
1200
B16
上表是一次统计的数据,经过数次的测量,统计出平均数,得到做完每道的工序所需要的时间,对这些工序进行处理。
2.3.3辊印过程所存在的问题
在辊印换型的现场情况,有许多问题需要解决,例如:
现场的工序较为混乱、操作者之间没有互相配合、工具没有提前准备好,没有放在指定的位置上、一些要替换的零部件没有提前准备好、准备工序没准备好。
作业过程中存在的问题:
(1)由表2-1可以看到在主操作手的工序比较的繁琐,作业的种类比较的多,而且重复工序多但辅操作手作业少;
(2)调节套印的工序技术比较难,不容易掌握,只能有多年的熟练工才能操作;
(3)更换芯轴的方面,要用工具扳手双向扭套才能更换;
(4)主操作的工序只能一个人,现场操作的空间很小,不能进行分配工作;
(5)辅操作手作业程度不娴熟,不能有效的辅助主操作手;
(6)更换分选盘的作业强度大,分选盘高而且重必须双人操作,有时还要三人同时作业。
对于上述存在的问题,要进行合理的分析,并提出进一步的而解决方案,这就需要SMED方法去进行系统的分析并提出可行的改善的方法。
3海普辊印换型作业所存在的问题分析
上一章中具体的介绍了换型的过程,对于换型的过程提出了一些目前所存在的问题,这章就是对这些问题从整体和具体两方面分别进行分析。
3.1从整体的情况分析原因
对辊印换型从操作人员、机器设备、换型方法、物料方面以及换型的空间5个方面进行分别得分析,画出影响辊印换型的鱼骨图,找出各个方面的原因
辊印换型鱼骨图如图3-1所示:
图3-1影响换型鱼骨图
Fig.3-1ThefishbonepictureofEffectchangestype
3.2从具体的情况分析原因
3.2.1人员的方面
人员是整个换型的主体,分为主操作手和辅操作手,主操作手对换型的快慢起着至关重要的作用,因此对操作人员的熟练程度的需求很高,因此要对人员进行系统的培训。
3.2.2机器方面的分析
在整个的换型的过程中都是对机器的操作,因此机器的结构对换型起着很重要的成分,机器的某些结构直接影响着换型的时间。
改动原则为竟可能的简单快捷,因为若是大的改动的话就要停机,而且还不知道办法的可靠性,潜在的风险
比较大,所以下面是自己的不成熟的想法,具体的实施还需要进一步的实验论证。
对机器作如下几点的分析:
(1)从换型的过程数据中可以看到,更换芯轴用了10分钟的时间,主要的原因是芯轴都是螺母式,快速换型应该避免任何螺母形式的结构,因此想从这方面着手,改动一下结构,利用快速装卡的方式替代螺母结构。
(2)分选盘的分析,分选盘的位置和重量决定了分选盘是最艰难的一个环节,在这个环节中需要两个操作手同时作业,因此,想在这一环节做具体的分析,分选盘的位置如图3-2所示和分选盘形状如图3-3所示。
内有分选盘
图3-2分选盘支架图3-3分选盘
Fig.3-2SizeclassificationchecksaholderFig.3-3checkedclassification
从图3-2中可以看到,分选盘位于分选盘的支架上,大约有2.5米高,直径约1.1米,重量大约30斤。
换分选盘是如此的麻烦,除了要尽可能少的更换之外,最好的办法就是通用件的使用,一种能适合各种瓶盖的分选盘。
瓶盖的多样性决定了分选盘的种类,因此通用件的使用是解决这个问题的关键。
3.2.3物料方面的分析
在这方面考虑的是准备工序的准备作业和换型中工具的摆放两方面,现场中准备工序没有按要求准备好,只是在机器停止换型的过程中缺什么工具就到地点去取,现场换型这种情况非常多,应该制定一个“换型准备作业指导书”换型之前严格按作业指导书把准备的工序准备好,以后换型之前按照指导书中的内容准
备好换型的材料和工具,比如在现在换型的过程中,辅操作手的取布条、取稀料等等完全可以在机器停止之前准备好,尽量减少机器的停止时间。
工具的摆放没有固定的位置,一般是需要什么工具就取什么,用完了就随便放个位置,因此在换型过程中经常看到操作手忙来忙去找工具。
何不做个工具车或工具架,可以把需要的工具和物料统一放到工具小车的指定的位置上,这就避免了许多时间的浪费。
3.2.4环境方面的分析
换型的作业环境决定了换型是一个费时的作业流程。
换型的工作地点是一个很小的工作台,在此只允许一人的站立,主操作手的作业地点就位于工作台上,因此,有许多换型工序,如:
更换橡皮布、更换版印、更换上光机以及机器的调试等等都限制了只能其一个人的操作。
工作台的布局图如图3-4所示:
图3-4工作台的布局图
Fig.3-4Thepictureoftheworkingtable
3.2.5作业流程布局
本节涉及的是两人联合操作分析的情况,原来的操作经过分析可以看出,在原换型中,两个员工的作业混乱,没有一套固定的作业流程,主操作手没有合理的安排自己的作业顺序,辅操作手也没有很好的利用作业时间,所以在每一步的工序改善完之后应该合理的制定出一套作业的流程,作业人员按照这套流程作业,这套流程会在下一章做具体的介绍。
4快速换型的简介及其实施的步骤
4.1快速换型的介绍
快速换型是在50年代初期日本丰田汽车公司摸索的一套应对多批少量、降低库存、提高生产系统快速反映能力的有用技术。
这一方法是由日本的新乡重夫先生(ShigeoShingo)首创的,并在众多企业实施论证过,他开发了一个可以分析换模过程的方法,从而为现场人员找到了换型时间之所以长的原因,以及如何相应减少的方法。
最初使用在汽车制作厂,以达到快速的模具切换(ExchangeofDies),它帮助丰田企业产品切换时间由4小时缩短为3分钟。
当时丰田汽车公司之所以能立于汽车大国美国并占有一席之地,这与当时的方法快速换型是分布开的,因此可以看出快速换型在减少时间、改善企业的效率是很重要的。
4.2快速换型的定义
SMED的全称是“六十秒即时换模”(SingleMinuteExchangeofDie),是一种快速和有效的切换方法,快速换模法这一概念指出,所有的转变(和启动)都能够并且应该少于10分钟-----因此才有了单分钟这一说法。
所以又称单分钟快速换模法、10分钟内换模法、快速作业转换,用来不断设备快速装换调整这一难点的一种方法-将可能的换线时间缩到最短(即时换线)。
它可以将一种正在进行的生产工序快速切换到下一生产工序。
快速换模法同时也常指快速切换。
快速换模法能够并且常常是用于启动一个程序并快速使其运行,且处于最小浪费的状态。
其目的旨在缩短作业转换的时间,而其关键点又在于划定内部作业转换和外部作业转换,并将内部作业转换尽可能地变为外部作业转换,然后尽可能地缩短内、外部作业转换时间。
4.3SMED法的三个基本要点
4.3.1区分“内变换操作”和“外变换操作”
SMED法要求把与设备装换调整有关的操作区分为“内变换操作”和“外变换操作”前者是指那些只能在设备停止运行后方可进行的操作;后者则是指那些能够在设备运行过程中进行的操作。
4.3.2减少“内变换操作”
SMED法要求尽可能把内变换操作转变为外变换操作,这是SMED法的核心。
正是内变换操作占用停机时间,所以要缩短整个装换调整时间,最关键的是
把内变换操作减少到最低限度。
4.3.3缩短“内变换操作”时间
如上所述“内变换操作”占用停机时间。
为此,SMED法要求采用必要的技术手段,尽可能缩短“内变换操作”时间。
同时要简化“外变换操作”,并一定要在设备运行过程中完成全部“外变换操作”。
这样,就可能在设备停机后的很短时间内迅速完成设备装换与调整。
4.4SMED的步骤
具体的步骤如图4-1所示:
图4-1SMED的步骤
Fig.4-1ThestepofSMED
(1)观察当前流程;
(2)区分内部和外部要素;
(3)将内部作业转移到外部;
(4)减少内部作业;
(5)减少外部作业。
5海普制盖辊印换型改善的方案
上一章介绍了快速换型的定义和步骤,本章就是对此方法具体的应用,下面就是辊印换型中结合此方法做具体的介绍。
5.1区分内部作业和外部作业
对原来的操作进行整体的分析,发现现在操作在时间上有许多的不合理的地方,大体上对时间进行分析,分成两部分——内部时间和外部时间。
内部时间是在机器必须停止的情况下才能进行的工作。
对工序的时间进行大体的总结。
内部时间:
主操作手:
拆版筒、装版筒、拆橡皮布、装橡皮布、更换芯轴、擦辊印机上的墨辊、调节套印、割橡皮布、拆上光棍、装上光棍、调节上光机、调滑道、拆分选盘、装分选盘。
辅操作手:
拆墨辊、擦墨辊、更换墨盒、擦墨盒、清洗工具、更换滑道、清洗工具、拆分选盘、装分选盘、5S。
外部时间:
原来的换型之中,基本上是等到机器停止之后才开始准备换型,一般只准备了下面几样:
2块橡皮布、换型的工具、布条、稀料等这几样。
对于现在主辅操作内部的作业和外部的作业没有具体的分开,因此现在的首要就是要对内部作业和外部的作业进行细致的划分,把内部作业转化为外部的作业。
5.2内部作业转化外部作业
内部作业转化为外部的作业是很重要的一部,内部的时间的减少可以直接的减少换型的时间,经过分析对上述的作业进行划分。
主操作手都是对主机进行的调试,因此需要停机,属于内部作业。
另一方面,辅操作手中对于擦墨辊、擦墨盒、清洗工具、5S等,都属于外部的作业,对于外部的作业基本上是准备工序。
5.3减少外部作业
准备工序的作业。
这就需要制作一个《辊印换型的作业指导书》(详细见文章后面的附录),上面有换型所需要的原料和工具,准备好的原料和工具要经过备料员、班长的确认,按照一定的次序,有序的排列在工具车上。
5.4减少内部作业
内部作业的改善主要在机器和方法两方案上。
在这上面主要运用了ECRS的方法实施改善。
Simple是对一些复杂的工序进行简化的处理,运用在芯轴和分选盘的更换上。
芯轴的螺母结构改为快速装卡式,芯轴的结构示意图5-1,这种结构能有效地减少更换芯轴的时间,能把换轴的时间由现在的10分钟缩短为理论的1分钟左右。
图5-1芯轴的改进
Fig.5-1theexchangeofdabber
说明:
由于原先螺母中为中空(主要是通气,控制瓶盖的稳定性),所以在中轴的外缘弄个凸起,控制芯轴的转动,再在凸起内按个活动的钢球,利于螺母的取放。
在分选盘的改善中,应用了通用件的方法,简化了其更换的时间,经过上面的分析,分选盘最好是能应用于多种类的瓶盖,设计一种分选盘的结构图如图5-2所示,这种结构可以适用各种大小的瓶盖。
说明:
这种瓶盖由上下两个面组成并且上面一面可以活动,通过调动,一面围绕着中心转动,于是就能改变分选盘的间距,调出适合瓶盖的间距,这样就不用换分选盘,这种设计只要一个人就能在短时间内完成两个人的劳动而且不危险,由实际的19分钟缩短为理论的2分钟左右。
大大的减少了换型的时间。
图5-2分选盘的改进
Fig.5-2theexchangeofdish
现在操作的工序中有许多重复的作业,在改善其过程中对这些作业进行合并,这样能避免重复取用工具和作业路径的长度,减少人力的浪费。
把墨辊可以由辅作业手安装,主作业手只是调节一下间隙A和间隙B,间隙调整示意图如图5-3所示:
图5-3印刷单元间隙调整示意图
Fig.5-3Schematicdiagramoftheprintingunitgapadjustment
在双人单机的操作中,主要是人机的安排和两人之间的配合。
本工序的过程中强调的是两人之间的配同作业。
根据各部分的作业时间,制定出作业流程指导如表5-1所示:
表5-1换型改进方案
Tab.5-1Formodelimprovementprogram
主操作手作业次序
辅助工作业次序
作业名称
时间(s)
改善方案
作业名称
时间(s)
改善方案
更换芯轴
60
简化A3
拆墨辊
360
合并B2B5
拆印版
300
装印版
360
合并A4A8A11
擦印刷机上的墨辊
600
取消A1A5
拆橡皮布
240
合并A14A16
装橡皮布
120
合并A15A17
拆上光辊
240
装墨辊
180
合并A6A9A12
调间距
480
选择上光辊
600
取消A20
上墨调套印
1320
合并A7A10A13
调分选盘
120
简化B14B15
割橡皮布
120
简化A18
拆擦墨盒、墨辊
2100
合并B4B7
装上光辊
240
调节上光辊
600
清洗工具
60
调滑道
600
调滑道
600
整体试调
1200
5S
180
辅助、加料
300
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