钣金加工厂生产线如何计算生产率，可用性和效率？

　　随着处理模块数量的增加，现在钣金加工生产线越来越自动化。知道如何 平衡生产系统已成为生产经理的战略技能，以优化生产线，并 提高了生产效率。

　　生产系统由一系列机器组成，每台机器执行该过程的一部分。例如，在金属板加工线中，系统可包括开卷，冲孔，激光切割，成形，辊轧成形，焊接和包装。

　　要计算给定生产系统的生产率和效率，必须了解生产线的每台机器/模块的性能以及这些模块的连接方式。

　　本指南说明了根据每个模块的主要参数计算复杂生产系统的生产率，可用性和效率的简单方法。

　　指数

　　1定义生产线和处理模块

　　2计算生产线的生产率

　　3计算可用性

　　4确定效率

　　5注意事项

　　6结论定义线和处理模块

　　从现在开始，我将一条线定义为一系列处理模块，每个模块的特征在于参数“循环时间”或生产率P：以每个部件的秒数表示，是模块用于完成其过程的时间量，包括装载，处理和卸载时间。

　　表征模块的另一个参数是可用性A，由此公式定义：

　　A =(平均故障间隔时间)/((平均故障间隔时间)+(平均修复时间))

　　每个模块都由前两个参数定义，每个模块之间我们可以有一个缓冲区(并行处理)或不是(串行处理)。

　　上一个参数将与其他考虑因素一起用于估算生产线效率E.以百分比表示，这是长时间内的预期生产率，包括预防性维护和设置时间。例如，效率为85%的生产线意味着它将在85%的时间内在生产中处于活动状态。

　　计算线的生产率

　　当我们知道每个模块的生产率时，我们可以在三种不同的情况下计算生产线的生产率。

　　同时处理

　　在第一种情况下，模块之间有缓冲区，因此每个模块在线路流下的不同部分上同时进行操作。

　　在这种情况下，生产率P将是每个模块的生产率P的最大值。该模块是系统的瓶颈。

　　P = MAX(P1，P2，P3 ......，Pn)

　　例如，在百叶帘的加工生产线中，我们确定了三个模块：

　　滚压成型和冲孔，每个部件P1 = 10秒

　　头针定位模块，P2 = 5秒

　　用于挂钩装入和环带组装的模块，P3 = 8秒完整生产线的生产率将是每个零件10秒。

　　以下视频显示了操作中百叶帘的一行。

　　所有用于生产卷帘门的现代生产线也在同时加工。

　　同时处理的线的第三个例子是线圈冲压和同时激光切割线。

　　这里，冲压和激光操作由作为缓冲器的辊道分开，并且冲压和激光操作同时发生。

　　例如，在处理零件时，我们确定了两个模块：

　　开卷和冲孔，P4 = 25秒

　　激光切割，P5 = 33秒在这种情况下，生产线的生产率为33秒。

　　以下视频详细介绍了冲压和同步激光切割线的功能。

　　串行处理

　　在第二种情况下，模块紧密连接并且在没有缓冲器的情况下工作，即在串行处理中。

　　在这种情况下，生产率P将是每个模块的生产率P的总和。

　　P = P1 + P2 + P3 + ... + Pn

　　一些较低的百叶窗生产线具有这种操作。

　　使用以前的百叶帘线的相同示例，生产率变为：

　　P = P1 + P2 + P3 = 10s + 5s + 8s = 23秒 - 循环时间增加130%。

　　线圈馈电冲头激光组合也可以通过连接的两个模块构建，以串行配置工作，如下面的视频所示。

　　这种情况下的生产力是：

　　P = P4 + P5 = 25s + 33s = 58秒 - 循环时间增加75%。

　　很明显，添加缓冲区可以显着提高生产率，也可以提高系统的可用性。在大型工厂中，缓冲区可能非常大，如果其中一个模块存在功能问题，它们有时可能会将生产流程转移到第二个备份模块。

　　串行+同步处理

　　在第三种情况下，一些模块定位在同时处理中，而其他模块定位在串行处理中。在这种情况下，串行模块将被视为一个新模块，其生产率P等于两个生产率的总和。

　　例如，如果该行具有：

　　第一个模块，性能P6 = 8秒，后跟缓冲区

　　以下模块，P7 = 7秒，P8 = 12秒，位于串行处理配置中。该生产线的生产率将导致：

　　P = MAX(P6，(P7 + P8))= MAX(8s，(7s + 12s))

　　P = MAX(8s，19s)= 19秒

　　计算可用性

　　与任何机器一样，每个模块的特征在于可用百分比表示的可用性。可用性定义为：

　　A =(平均故障间隔时间)/((平均故障间隔时间)+(平均修复时间))

　　也写成：

　　A = MTBF /(MTBF + MTTR)

　　在生产线中，每个模块的可用性直接影响整条生产线的可用性。线路可用性的保守计算如下。

　　A = A1 * A2 * A3 * ...... * An

　　考虑具有不同可用性的三个模块：

　　A1 = 99%= 0,99

　　A2 = 99,9%= 0,999

　　A3 = 98,5%= 0,985A = 0,99 * 0,999 * 0,985 = 0,974 = 97,4%

　　我认为相同的计算对于串行或同时配置是有效的，因为其中一个模块的故障在两种情况下都会停止整行。

　　定义效率

　　计算的生产率表示连续生产中每个零件的循环时间。但是，由于多种原因，该生产线可能无效：

　　原材料变化 - 例如线圈更换

　　更改工具或配置 - 例如在一个生产批次的末尾

　　用于预防性维护当然，这些时间取决于机器设计，还取决于生产的组织，每周或每天的材料更换次数(例如，在频繁的颜色变化的情况下)和技术人员的技能。

　　我把这些时间称为设置时间或ST，它们必须被测量或估计。由于效率被定义为在较长时间内的预期生产率，我建议在生产足够大量的N个零件时估算ST值 - 例如预计在一周内生产的数量。

　　效率E可以保守地计算如下：

　　E = N * P /(N * P + ST)* A.

　　我使用可用性值来考虑模块引起的任何停顿。

　　例如，如果我们有：

　　N = 10000份

　　P =每部分12秒

　　ST = 7小时

　　A = 97,4%E = 120000 /(120000 + 25200)* 0,974 = 0,805 = 80,5%

　　生产经理可以使用此效率值 - 知道它是一种估算 - 来计算生产线总生产率GP并简化其计算。

　　GP = P / E.

　　在前面的例子中，P = 12秒，E = 80,5%：

　　GP = 12 / 0,805 =每个部件14.9秒

　　这意味着，即使机器每12秒生成一个零件，我们也要考虑14,9秒来考虑设置时间和系统的可用性。

　　在一周内，完全可用144000秒，该生产线将能够生产：

　　N = 144000s / 14,9s = 9660份

　　笔记

　　计算以保守的方式呈现，但应考虑另外两个因素。

　　如果机器或系统依赖于操作员进料或排出生产线，则生产率必须考虑操作员的效率。

　　我们假设该生产线生产100%的好零件：如果生产线效率较低，废钢的百分比将降低生产线的计算效率。结论

　　我提出的公式代表了一种简单的方法，可以应用于许多钣金加工系统：冲床，激光切割系统，FMS，辊压成型机和包装系统。

　　在文章中，我指出了效率如何也取决于制造商的组织。实际上，较大的批次会减少Setup Times ST在计算中的影响。然而，在当今竞争激烈的市场中，钣金加工制造商需要能够快速响应客户的要求：批量较小，设置时间缩短，效率降低。

　　即使在这种情况下，通过仔细组织生产也可以提高效率，当然，使用现代化和灵活的生产线，设置时间更短

推荐阅读：

4D打印概念的主线：记忆合金

不锈钢棒知识，这些特性你都了解吗？

焊接部