精益六西格玛管理在提高轮胎企业模具换模能力中的应用

李燕燕

青岛科技大学 经济与管理学院 山东省青岛市，266100

摘要：为满足市场客户的多样化、小批量的需求，有效降低成品库存，实现精益生产，轮胎制造企业需要转向柔性化生产，而柔性化生产目标的实现导致在生产阶段，一天内新投入生产的规格数量增多，而制约这些规格按时投入生产的约束条件为硫化模具的加减能力。本文使用精益六西格玛作为项目组织管理工具，论述了P轮胎企业改善项目实例，不断探索改善机会、持续改善，实现换模能力的提升。

关键词：精益六西格玛 精益生产 柔性生产 持续改进

0引言

随着市场经济的发展，汽车行业不断推陈出新，为了满足市场需求和获得长久生产能力、抢占市场份额，轮胎企业也需要不断对现有的产品更新换代，如在基础外观美观性能上增加低滚动阻力、静音消除技术、缺气保用技术、自修复技术、芯片可追踪技术等。随着新技术的不断开发投产，企业生产成本提高，且随着产品多样化，客户的需求越来越具体，企业的生产模式也逐渐从少品种大规模生产转变为多品种小批量，在新的生产方式下，可以根据市场订单更精准的安排生产，有效规避了成品仓库库存积压，释放企业资金压力。因此，为了满足客户的多样化、小批量的需求，工厂需要提高柔性化生产能力和快速换型的能力。

在生产流程中，柔性意味着同一时间生产的规格数增加、规格切换次数增加、生产的复杂性提高，模具的准备和更换是决定规格是否能够按时投产的关键工序，在现有阶段，模具新加减的能力为13副/天。

精益六西格玛是精益方法和六西格玛管理的结合，其目的是通过整合精益生产与六西格玛管理，吸收两种生产模式的优点，弥补单个生产模式的不足，最终达到优化企业的价值流、提高生产效率、降低生产成本[1]。精益六西格玛的核心思想是DMAIC，即：界定（Define）、测量（Measure）、分析（Analyze）、改进（Improve）、控制（Control）。针对复杂问题或项目，使用流程化的方法，分析影响因素，找出关键因素，结合精益思想加以改进，从而实现绩效突破。

1. 界定阶段——D（define）

（1）分析关键需求。生产管理中，提升生产柔性意味着同一时间段内切换规格次数的增加。在P轮胎企业，硫化模具的准备和更换是决定切换规格次数的关键。为实现生产计划多品种小批量的要求，需要模具工段具备每天切换16副模具的能力，以保证工厂周生产计划能够顺利下达。

（2）分析管理现状。收集模具工段工作统计报表，现实际工作能力为每天切换13副模具。

（3）定义项目范围。识别模具工段工作流程，由模具拆机、模具拆分、模具清洗、模具维护保养、模具组装、模具装机构成。由此确定项目范围为改善提升此六项工作。

（4）成立项目团队。高级管理层的介入与支持，是精益六西格玛项目能否成功的关键与基础[2]。以车间领导为项目发起人，质量方法部提供精益六西格玛方法指导，项目组成员包含计划员、培训员、模具管理员、维修人员、电气人员、质量技术员、模具工段班组长、车间IE专员。

（5）制定项目计划。项目立项后，界定阶段1周，测量阶段3周，分析阶段1周，改进阶段3周，控制阶段2周。

2. 测量阶段——M（measure）

该阶段的主要工装是收集数据，确认问题和项目情况，梳理数据，为查找原因提供线索。

模具拆机、装机工作需要2名模具工配合进行，且造成的生产停滞不可避免，是换模内部工作，需要重点跟踪测量。使用人机作业分析这一精益工具，测量模具拆机工作和模具装机工作，模具拆机平均工作时间19.6分钟/副，模具装机平均工作时间17分钟/副。此外，经跟踪统计，每次模具拆机、装机过程前后，等待叉车和叉车运输平均耗时30分钟。

模具拆分、模具清洗、模具组装工作可在模具更换前后线下进行，为换模外部工作，但此三项工作不可取消，直接影响模具更换工作能力。跟踪模具拆分、模具组装工作过程，测量分步工作时间，模具拆分平均工作时间24.4分钟/副，模具组装平均工作时间27.6分钟/副。

模具清洗工作由激光清洗机完成，1人操作。测量模具清洗时间为48分钟/副。跟踪模具清洗机OEE（综合设备效能）为79%， 统计损失原因和占比如下（图3）。

（图3模具清洗OEE）

模具维护保养工作时间为平均37.5分钟/副。模具维护保养工作并非模具更换瓶颈工序，联合生产、工程、质量、安全等各职能部门，对模具维护保养工作现场进行现场问题排查。

3. 分析阶段——A(analyze)

依据以上测量数据，计算模具工段各工序工作能力如下（图4）：

工序	工序时间 （分钟）	每班次工作时间 （分钟）	每日班次	工序能力 （副/天）
模具拆机、装机	66.6	450	3	20.3
模具拆分、组装	52.0	450	3	26.0
模具清洗	48.0	450	3	22.2
模具维护保养	37.5	450	2	24.0

（图4模具工序工作能力）

模具拆机19.6分钟/副，模具装机17分钟/副，等待、叉车运输30分钟，总计每次模具拆装机耗时66.6分。每班次工作时间450分，每日3个班次，工序能力为每天拆装模具20副。

模具拆分24.4分钟/副，模具组装27.6分钟/副。每班次工作时间450分钟，每天3个班次，工序能力为每天拆装模具26副。

模具清洗周期时间48分钟/副，OEE（综合设备效能）79%。每班次工作时间450分钟，每天3个班次，工序能力为每天清洗模具22副。

模具维护保养37.5分钟/副。每班次工作时间450分钟，每天2个班次，工序能力为每天维护保养模具24副。

除切换规格造成的模具拆装、清洗、保养外，模具工段每天还需日常拆装、清洗、保养5副在产模具、2副研发试验模具。因此，模具工段各工序可提供的切换规格能力如下（图5）：

（图5模具切换能力）

由以上分析得知，模具工段切换规格能力关键影响因素为模具拆机、装机，次要影响因素为模具清洗。非关键影响因素为模具拆分、组装和模具维护保养。

进一步分析模具拆机、装机过程，因模具拆机耗时19.6分钟，模具装机耗时17分钟，总计耗时36.6分钟，而无价值的等待叉车以及叉车运输平均耗时30分钟，因此确定主要影响因素为等待叉车。专职模具工段的叉车司机只有白班1人，负责模具上下货架、运输模具、拆装模具，跟踪统计工作饱和度90%。白班时间模具拆机、装机时，需等待叉车近10分钟。中夜班模具拆机、装机，则需要调配其他工段叉车司机，等待叉车时间在20分钟以上。其次，通过模具拆机、装机过程人机作业分析，发现模具工A和模具工B作业过程钟存在寻找工具、空闲等待的时间浪费。

分析模具清洗OEE（设备综合效能）损失，发现主要损失原因为员工休息。分析原因，是由于清洗时员工需要长时间手持枪头清洗，清洗完成后需要休息和活动。其次，工作台高度过低，员工操作时弯腰幅度过大，容易造成疲劳。

4. 改进阶段——I(improve)

通过以上测量分析，明确了需要改进的重点方向。通过项目团队共同商定，制定改进措施如下：

（1）协调工厂物流部门，增加中夜班模具工段专职叉车司机，降低模具工段白班叉车司机工作饱和度，同时减少中夜班模具拆机、装机时等待叉车时间。

（2）模具拆机、装机工具准备两份，保证两名模具工能够同时工作，消除等待工具造成的时间浪费。

（3）改造模具拆机、装机工具车，定位工具位置，便于拿取，消除寻找工具造成的时间浪费。

（4）重新制定模具拆机、装机操作指导书，提高模具工操作过程配合程度，并进行为期两周的培训和考核。

（5）培训模具维护保养人员学习操作模具清洗机，与模具清洗机操作人员交替作业，减少因人员疲劳休息造成的模具清洗停机损失。

（6）加高模具清洗机工作平台，使之符合人机工效学要求，避免弯腰操作。

此外，对于非关键影响因素，同样需要控制其变化和波动。对于测量排查过程中发现的问题，项目团队制定以下改进措施：

（1）模具维护保养工作台电源插座不足，多人操作需要等待。增加电源插座，合理布局插座位置，消除插座不足造成的时间等待。

（2）模具维护保养工作台夜晚光线不足。更换灯管，保证工作台亮度；给中夜班人员配备头灯。

（3）模具和模壳暂存区的先进先出通道比较混乱，吊装时间长。安装模壳存放架，提高模具存取效率，优化模具/模壳存放区布局和移动路线。

随后项目团队开展为期3周的改进，并同步进行结果跟踪。改进后，模具拆机、装机工作时间由平均66.6分钟降低到平均56.0分钟，模具拆机、装机能力由每天20副提升到每天24副。改进后，模具清洗OEE（综合设备效能）由79%提升到85%，模具清洗能力由每天22副提升到每天接近24副。

工序	工序时间 （分钟）	每班次工作时间 （分钟）	每日班次	工序能力 （副/天）
模具拆机、装机	56.0	450	3	24.1
模具拆分、组装	52.0	450	3	26.0
模具清洗	48.0	450	3	23.9
模具维护保养	37.5	450	2	24.0

（图6改进后模具工序工作能力）

改进后模具工段可提供的切换规格能力如下（图7）。改进后，模具工段已具备每天切换16副模具的工作能力，满足了项目界定阶段的关键需求。

（图7改进后模具切换能力）

5. 控制阶段——C(control)

精益和六西格玛都要求及时将改进成果标准化，纳入管理程序中保持改进的成果[3]。改进阶段，项目团队完成了精益六西格玛管理控制目标。随后，项目团队对改进成果进行标准化，修订模具拆机、模具装机标准作业规程，每月开展一次作业标准考核，使成功经验得以巩固维持；制定模具装机过程防错措施，避免模具花纹块碰坏加热管；制定模具存放区和模具工作区5S检查标准和检查机制，每周开展一次5S检查，发现问题当期整改；为生产控制软件增加软件模块，记录模具拆机、装机次数和时间，便于生产管理人员监控过程，维持改进的成果，及时处理过程波动。

结语

精益六西格玛管理理念将精益和六西格码所包含的知识、思维、工具结合在一起，同时使员工参与改善自己的工作流程，可以帮助企业建立强大的项目团队。规范的DMAIC流程，为复杂问题提供了操作性很强的解决方法和工具。企业或项目团队通过严格遵循精益六西格玛DMAIC的五个阶段，可以有效地实现项目管理的突破性改进。通过精益六西格玛DMAIC过程活动，能够帮助改变员工的思维方式和做事习惯，通过分工协作发挥团队成员各自的优势，高效协作完成项目改进，以达到1+1>2的集成效应

[4]。

参考文献：

[1] 李琴,刘海东,曾富洪.精益六西格玛方法在产品生产过程中的改进研究[J].现代制造工程,2015(10):42-46.DOI:10.16731/j.cnki.1671-3133.2015.10.031.

[2] 吕永卫,巴利伟.基于精益六西格玛的质量管理改进实证研究[J].科技管理研究,2014,34(02):226-232.

[3]何桢,胡浩,刘海龙,王伟.精益六西格玛理论研究与应用综述[J].工业工程,2021,24(05):1-8+54.

[4] 江志斌,周利平.精益管理、六西格玛、约束理论等工业工程方法的系统化集成应用[J].工业工程与管理,2017,22(02):1-7.