提高包装设备利用水平为企业增收创益

唐 鹏

引言

随着盐业改革的深入，市场竞争日趋激烈。盐业市场是个较为特殊的市场，总需求相对恒定，难以通过培养消费习惯扩大市场总量。当行业装备水平提高，生产能力得到发挥后，原以走量为主的竞争方式受到了严峻挑战。在这种环境下，开源节流对于企业的利润形成都显得十分重要。

盐业包装是盐业生产中的重要工艺，目前国内生产企业大部分实现了设备自动化。由于盐产品的强腐蚀性，设备保养情况普遍水平一般，设备的开工率较低且运行损耗较大。对比其他行业，在提高设备利用率，降低生产损耗上，还有很大空间可以挖掘。

本文希望从设备使用维护角度来对如何认识包装设备运行情况、如何提高设备使用率，最终达到降低运行成本上探讨一些问题，为企业增收创益。

1. 评价设备运行的方法

评价设备运行的好坏，首先要量化的进行设备评价。在量化方法上，管理学有很多理论，其中比较有名的是“二八原理”，这是由意大利经济学家帕累托提出的一个经济学原理，即一个企业在价值创造过程中，每个部门和每一位员工的80%的工作任务是由20%的关键行为完成的，抓住20%的关键，就抓住了主体。这个原理为评价某一类事务提出了方向，即评价工作的主要精力要放在关键的结果和关键的过程上（关键绩效指标KPI）。

根据以上思路，对于一条包装生产线，我们希望它在为企业获利的方面产生作用，因此它的KPI 因素应该和其产生的效益相关。这个效益可以划分为三个维度：尽可能的开动避免闲置（可用性）、生产能力尽可能发挥（表现性）、生产合格的产品减少报废（质量系数）。

整体的表现模型如下所示：

用公式表达关系可描述为：

可用性=运转时间/计划工作时间表现性=生产总量/理想速度×运转时间质量指数=良品/总产量整体设备效率(OEE)=可用性×表现性×质量指数

考核OEE 指标，即可对设备的使用情况进行一个综合的评价。目前在国际上制造业的OEE 整体平均水平约为75%，先进管理企业期望值在85%。而对于盐业生产企业来说，根据已有经验，一般在生产线设计时的预测水平在69%左右，但实际运行往往还会更低。

2. 提升设备整体运行效率的一些思路

围绕提升设备整体运行效率，我们可以分别从三个因子去考虑生产实践中的改进项目。

2.1 可用性

设备可用性主要和设备突然性的故障有关系，我们希望故障尽可能少，而且处理起来相对容易。衡量故障频率，我们可以采用平均故障间隔时间（MTBF）来进行考察，生产实践中，设备本身的质量构成了MTBF的重要因素，但操作维护也必不可少，采用以下措施有利于让设备保持在较好的状态，减少故障发生频率：

升级长周期维护配件（减少计划停机）；

良好的保养；

预防性维修；

正确使用工厂认可的配件；

在正常的工作环境使用（减少非计划停机）。

理想情况是所有故障都控制在计划之内，消除在实际发生之前，但部分情况还是无法避免突发的问题，这时候如果故障发生，我们希望设备尽快投入运转。衡量设备从发生故障到投入运转的水平，可以采用平均维修时间（MTTR）这一概念来进行衡量，维修方面更多的是在设备管理能力上的体现，可从以下方面去考虑对其影响因素：

良好受训的维修人员；

配件供应和保证；

明确的操作标准和操作指导、合适的工具工装。

除以上故障引起的可用性下降，还应减少无故停机的情况，包括操作者造成的停机和辅助电气系统故障造成的停机。

2.2 表现性

设备的表现性下降主要是由短暂的停机或降速引起的，这种情况和操作及生产线的配合有较大关系。

从操作因素来说，操作员的熟练程度是引起短暂停机的重要原因，频繁的更换操作人员，缺乏培训，操作设备和指引不明确，均会导致短暂停机次数的增加。另外，设备之间的联锁和工艺参数的不匹配也会造成短暂的停机，比如缺少物料或包装材料等。

根据以上要素，对人员培训可以有效提高表现性，解决生产线匹配过程中的瓶颈也利于主机表现性的提升。

2.3 质量指数

质量指数同样是一个人机结合指标，机械本身性能及事后的预防措施可以减少问题产品的产生，人员的质量意识和操作习惯同样对质量有重要影响。

从问题产品产生的时间看，在开机的前一段时间是质量问题的高发时段，这期间的问题主要在于开机前是否进行了有效的检查，设备是否遵守开机程序进行预热，以及包装材料的安装是否合适。

在正常运行的过程中，影响质量的主要有：

关键部件的周期检测和维护；

工艺参数设定的合理性、稳定性，以及部件性能优化；

人工及时检查，自动化探测，尽早发现问题，防止批次不良。

2.4 盐业包装设备优化效益

从设备上，可以通过对老设备进行技术改造，提高设备整体效率，对此根据盐行业目前主流的设备情况进行模拟，以投资5年左右的设备为例：

找到设备瓶颈点提升关键设备性能参数，提高可用性。通过提升包装机横封温控水平和气缸性能，提升设备稳定产能；通过改造装箱机托盘机构和伺服叠层提升设备性能。

找到设备之间匹配瓶颈提升整线性能。解决供料不稳定问题，减少尾端设备的停机时间；提升二次包装（装箱、装袋）速度，解决一二次包装速度匹配。

按照盐业典型生产线，年目标生产2 万吨产品，两台包装机构成一条产线计算，所需生产情况如下图所示：

可看出，经过少量优化改造，生产同样的产品，所需时间减少了18.2%，这意味着运行成本的下降或者不需要购买新的设备，可以生产更多的产品。

3. 进行整体运行效率统计

设备运行效率计算所需要的数据是可以进行计算和统计的。安排这些统计需要运行记录、维修记录、质量记录。在实际的生产中，虽然以上三个记录非常明确和简单，但如果要持续地获得可信任的数据并不容易。首先，需要有一套流程，保证数据的采集和收集；其次，需要有验证检查机制，保证前述系统的有效，证明数据的可行度；再次，需要有计算分析方法和专门的人员来处理，得到结论。这一系统计分复杂，且建立起来总体成本较高。幸运的是，现在先进的信息系统已经具备能力来简化这些数据搜集。

由于OEE 数据的重要性，机械自动化与控制组织（OMAC）建立了一套标准用来采集设备的OEE 数据，这需要设备在设计时即遵守一定的标准，例如PackML 标准。采用本标准设计的设备除了在OEE 数据的获取上较为容易，更是一个整体信息化系统方案，对上位MES 系统对接也预留了标准的接口。这个技术目前在盐业设备生产企业已可以提供，只需要对原有设备进行升级即可实现。

PackML 标准架构

结语

在设备的整体效率上下功夫，可以在少量投资的支持下实现对现有设备的更好利用，提升企业的利润水平。采用先进的控制系统和更加客观的评判标准，有利于企业自身管理的提高。不断的追求更高效率，是企业改善的“驱动器”，形成了企业持续改进的目标，帮助企业将自己的生产建设成为世界级性能的真正目的，而不是达到平均或标准性能。随着盐业改革的深入，企业之间的竞争会越来越市场化，具有更深厚“内功”的企业，必将具备更大优势。