冠捷SMT车间切换流程优化

孙忠丽

【摘 要】对于全自动的生产车间而言，如何合理的安排人员的作业流程，以及建立一套完善的服务体系，降低切换的时间耗费，提高切换的效率和提高产能是一项非常重要的工作，对于企业提升经济效益也是至关重要的。本文结合了冠捷科技集团的SMT自动贴片车间的实际情况，以SMT切换流程为研究对象，运用IE基础知识及质量管理中六西格玛的相关理论，对SMT切换流程进行分析改善，提出流程优化的方案，实现切换流程的优化，降低切换时间，提高切换效率，并最终实现生产效率的提升。

论文先从了解SMT车间的整个概况着手，包括SMT车间的生产工艺过程、切换流程、及人员的配备等，然后运用六西格玛的DMAIC理论的进行分析，找出切换流程中存在的问题，并加以分析，寻找问题的原因，提出改善的方案对策，且对改善后的方案加以控制，制定标准作业指导书进行过程的控制和标准化。

【关键词】冠捷；SMT；切换流程；DMAIC

一、理论综述

本次课题的研究主要运用的两大理论，分别是程序分析法和六西格玛DMAIC两大理论。

（一）程序分析相关理论

1.定义

程序分析是通过调查分析现行工作流程，改进流程中不经济、不合理、不均衡的现象，提高工作效率的一种研究方法；

2.目的

程序分析的目的是改善生产过程中不经济、不合理、不科学的作业方法、作业内容以及现场布置，设计出科学、先进、合理的作业方法、作业程序以及现场布置，以此提高生产效率；

3.种类与工具

程序分析的种类与工具主要有一下几种，如表2-1所示：

4.方法

程序分析的方法主要有动作经济原则、ECRS四大原则、5W1H技术；

（二）六西格玛DMAIC相关理论

在PCDA循环的基础上，六西格玛管理形成其独特的业绩改进模型——DMAIC。这是以数据为基础的质量方法，用于改进现有产品或过程，是实现六西格玛目标的关键。DMAIC是六西格玛管理的基础，一切过程和活动都紧紧围绕D、M、A、I、C展开。

1.D（define）——项目定义

六西格玛管理突破性改进的成功，取决于项目的选择。项目界定，即确定顾客的关键需求并识别需要挨近的产品或过程，将改进项目界定在合理的范围内，其主要内容包括：识别潜在项目、评估项目、选择项目、比较项目使命、挑选并确定项目团队。

2.M（measure）——测量

测量，即通过收集和整理数据，确定过程的基线以及期望達到的目标，识别影响过程输出Y的输入x，并对测量系统的有效性作出评价。这一阶段的主要工作是：测量业绩并描述过程、数据的收集、验证测量系统。

3.A（analyze）——分析

分析，即研究相关的数据资料，寻找和确定过程的关键影响因素。这一阶段应完成的主要任务是把握改进的问题，并找出改进的切入点，即绩效结果的决定因素。这一阶段要完成以下内容：收集并分析数据、提出并验证关于波动源和因果关系的假设、确定过程业绩的决定因素。

4.I（improve）——改进

改进，即寻找优化过程输出Y，消除或减少关键因素x影响的方案，使缺陷或变异降到最低。改进阶段是DMAIC过程显示效果的关键步骤，这一阶段主要完成的任务是：确定“关键的少数”根本原因、测试解决方法、解决方案程序化、测量论证结果。

5.C（control）——控制

控制，即将改进后的过程标准化，并通过有效的检测方法保持已取得的成果。控制阶段是六西格玛项目团队保持改进成果的重要步骤，控制阶段的主要目的是避免“突然”回到旧的习惯和程序上来。在这一阶段主要的任务是：制定过程监控程序，明确已经做出的改变、制定应变计划、聚焦关注点，集中在少数重要的测量上。

二、SMT车间切换流程的分析与改善

采用六西格玛系统改进的方法对研究的课题进行分析，这里所运用的理论是在PDCA循环的基础上，六西格玛管理形成其独特的业绩改进模——DMAIC，是一种以数据为基础的质量方法，用于改进现有的产品或过程，是实现六西格玛目标的关键。

（一）冠捷SMT车间简介

冠捷SMT车间是自动贴片生产车间，主要完成PCB的表面零件的自动贴装，是PCB制造过程中必不可少的一道工艺，目前主要分布有32条SMT线体，车间线体的现状如下图3-1所示：

图3-1SMT车间线体现状图（线体布局图我还没画好，先用这张，我下次更新）

其工艺流程如下图3-2所示：

图3-2SMT生产工艺流程图

（二）SMT车间切换流程简介

1.切换工作安排

SMT车间切换分为三个部分，各部分由不同的责任人完成，他们需要完成很好的配合，共同为自动贴片机服务，建立一个完善的切换辅助体系，尽可能的将切换时间降低到最少，快速而高质量的完成工单切换的任务。下表3-1是切换工作安排表，大概介绍切换时各部分工作的内容及责任人。

表3-1切换工作安排表

2.切换流程

通过调查分析，绘出SMT车间在工单切换时的作业流程程序图，如下表3-2所示：

表3-2切换作业流程程序图

（三）SMT车间切换流程分析与改善

1.SMT车间切换存在的问题调查——D（define）项目的界定

（1）.项目的依据

通过调查SMT车间的异常时间损失，得到异常时间损失柏拉图，如下图3-3：

图3-3SMT车间异常时间损失柏拉图

从图3-3中可以发现：切换损失占SMT车间异常时间损失的约40%，是最主要的异常损失，因此我选择损失最大的项目进行改善，通过降低SMT自动贴片机的切换损失，提高SMT车间的产能及生产效率，进而提高SMT车间的UPPH。

（2）.项目的机会

目前福清冠捷SMT车间的平均切换时间需37.8min，而历史最佳水平为21min，具体如下表3-3所示：

表3-3项目机会表

（3）.项目的目标

通过降低切换损失，由原来的37.8min的切换时间减少到25.2min。[【目标制定依据：在相同条件下比较，相对历史最低水平下降75%，即37.8-（37.8-21）*75%=25.2min】]

2.SMT车间切换存在问题数据的收集——M（measure）现状量测

测量，即通过收集和整理数据，确定过程的基线以及期望达到的目标，识别影响过程输出Y的输入X，并对测量系统的有效性作出评价。

通过观察记录，绘制SMT车间的切换流程甘特图如下图3-5所示：

图3-5切换流程甘特图

3.原因分析——A（analyze）分析

（1）.定义内外变换时间——内外分离

内部变换时间：不停机器/设备就无法进行的切换准备作业，即必须停机作业的时间；

外部变换时间：即使不停机器/设备也能进行的准备作业，不必停机作业的时间；

根据内外部变换时间的定义，将整个切换流程的各工作事项按内外部变换时间分离，结果统计如下表示3-4所示：

表3-4内外部变换时间定义表

从表中可以计算得出，整个切换流程的总时间未2950s，其中内部时间占了整个切换时间的55.6%，而外部时间占44.4%。

（2）.定义八大浪费

八种浪费包括：等待浪费、搬运浪费、加工本身的浪费、库存的浪费、动作的浪费、制造不良的浪费、管理的浪费、过多或过早制造的浪费等八种浪费。

根据八大浪费的定义，对SMT切换流程进行分析，存在的八种浪费如下表3-5所示：

表3-5八大浪费表

（3）.因果关系分析

通过对切换流程的调查分析，可以知道SMT车间的切换能力低下，造成大量的切换损失，因此利用鱼刺图对其进行因果关系分析，找出造成切换损失严重的影响因素。主要从人、机、料、法、环五个方面进行分析，具体过程如下：

图3-6鱼刺图

通过因果分析可以得到人以及作业方法是影响切换损失的主要因素，针对人和作业方法进行进一步的分析，运用5W1H、ECRS四大原则进行分析。

首先，看能否有可以取消的工序；

其次，看能否将工序进行合并或重排；

再次，看能否将工序简化；

最后，看能否使工艺过程更好。

具体分析过程如下表3-6所示：

表3-6问答表

（4）.价值分析VA/NVA

在因果关系分析找出影响切换的主要因素后，再进行价值分析，找出流程中那些对最终目的没有价值的动作和事项，并加以分析改善，具体分析过程如下表3-7所示：

表3-7价值分析表

从上表中可以知道，只有“切换程序”、“换吸嘴”、“上Table”三项动作是存在价值的，这三项有价值的工作时间占总工作时间的比率即增值比（PCE）=10.89%，也就是说SMT切换流程周期效率为10.89%，是一个相对比较低的值。

4.提出改善方案——I（improve）改进

根据前面的分析，在找出主要的影响因素之后，进行消除八大浪费，再将内部变换时间转化为外部变换时间，即将一些需要停机作业的工作转化为在不必停机下完成，最终实现一个流程的优化。具体优化方案如下：

（1）.消除浪费的改善

将“更换吸嘴”作业放在盖上模组之前完成，这样就可以减少一次“拉起模组60S和盖上模组50S”的重复动作，可节省110S。

（2）.内部变换时间转化为外部变换时间

根据内外变换时间定义表，并结合流程甘特图，将内部转换时间转化为外部转换时间，具体措施如下表3-8所示：

表3-8内外部变换时间转换表

从表中可以看出，改善前的内变换作业占用整个切换时间的55.6%，将部分内变换作业转化为外变换作业后，在降低整个切换时间的同时，也将降低了内部变换时间在整个切换时间的比例，至此，切换时间由2950s下降到1420s。

（3）.优化内部变换作业——合理安排内变换作业的顺序和人员安排

第一、领班在切换时提前一点时间过来，避免等待浪费；

第二、领班在切换时提前一点时间过来，避免等待浪费；

第三、换吸嘴的工作安排在盖上模组之前完成；

第四、随着部分内部变换时间转化为外部变换时间，料控员职位也随之取消，减少人力一人。

至此，换线时间已经由最初的15min下将到理论的6.3min，极大的降低了SMT切换的时间，提高了SMT切换的效率，达到了理想的目标。

5.改进后方案的标准化与控制——C（control）控制

针对改善的结果进行标准化与后续的控制，制定标准作业指导书SOP，要求产线严格按照SOP作业，避免之前的不良现象“突然”回到旧的习惯和程序上来。

（1）.切换作业指导书SOP

根据改善方案，制定相应的作业指导书SOP，具体如下图3-10所示：

图3-10标准作业指导书

四、改善效果分析

在改善方案的实施后，需要针对本次研究的结果进行追踪，对改善后的效果进行分析评价，主要从实际达成效益与潜在效益两个方面进行分析评价。

（一）实际达成效益

本次课题研究基本上达成了初始的目标，切换的流程更加流畅，减少了许多不必要的浪费，切换总时间由最初的37.8min降到25.5min，明显提高了切换的效率，同时在人力减少一人。由此给公司带来了极大的益處，首先财务效益显著，具体如下表4-1所示：

表4-1财务效益表

（二）潜在效益

在SMT切换流程优化之后，不但切换的效率提高了，人力也减少了，公司的财务效益也有显著的提高，另外，本次的课题研究的成效不单在于完成了原定目标，同时给公司带来了潜在的效益，如提高了生产的柔性、降低了库存、缩短了成品交货期，这些都是潜在的效益。

五、总结

本文经过一个多月的调查分析，运用了程序分析法和六西格玛DMAIC理论进行研究，此课题有了一个初步的优化方案，并实现了较好的改善效果，具体如下：

第一、切换的时间由之前的15min降到6.3min（不包括生产首片的时间），明显得提高了切换的效率；

第二、人力减少一人（料控员）；

第三、流程更加的顺畅，消除了不必要的浪費；

在改善方案实施之后的关键是完成控制，并且做标准化，将这些改善效果保持，避免回到初始的状态。就整个分析过程而言，流程的优化在于合理的安排人员的作业，合理的人力配置，消除不必要的浪费，减少无故的机器停止及工时浪费。

但本次课题的研究仍存在一些不足之处，例如：只从切换的时间上考虑，没有从降低SMT整个车间的综合切换次数上考虑；没有完成合理的人力配置；没有进行生产现场的进一步优化布置。所以今后的努力方向主要从以下几个方面：

第一、综合SMT整个车间的线体特性与工单量大小，进行合理分配，尽可能将工单量小的工单集中安排在一条或几条线条中生产，降低车间的物流强度，加快切换的速度；

第二、进行人员饱和度调查，综合线条的重新布置，如并排线体可首尾相接，考虑两条或三条线体共同配置一个操作员或切换辅助人员，实现一人多机作业。

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