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。
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
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