快速换产技术在长征系列运载火箭铆接装配车间桁 /梁制孔加工中的应用

张雪 赵晓宁

天津航天长征火箭制造有限公司 铆接装配车间

摘要：本文以桁/梁制孔设备为例，运用快速换产技术，对原有换产作业时间进行统计分析。通过区分内\外部作业转换时间、将内部作业转化为外部作业、优化内\外部作业转换工作等步骤，使得换产时间缩短了40%。

关键词 快速换产；换产时间；内\外部作业转换

引言

近年来，我国长征系列运载火箭产品年产量需求不断提升，制造企业在降本增效方面存在较大压力。天津航天长征火箭制造有限公司作为长征系列运载火箭的主要承制单位，为进一步提高生产效率、保障各型号产品如期交付，公司针对各个生产环节进行分析、改善。在公司铆接装配车间，零件组合加工、壳段架上铆接等生产单元均具有多型号、小批量的特点。对此，车间根据实际的生产作业流程、运用快速换产技术制定了改善方案。本文以桁/梁制孔工位的GMB2050数控自动钻孔设备为例，详细介绍如何运用快速换产技术缩短作业转换时间，以提高生产效率。

1.快速换产

所谓“换产”，是指任何因产品更换，而必须使机器或生产线停止生产，以从事的更换动作。“换产时间”则是指从前一品种最后一个合格产品到下一品种第一个合格产品之间的间隔时间。换产时间由内部作业转换时间和外部作业转换时间两部分构成。其中内部作业转换时间是指：在设备停止生产状态下，才能进行的更换作业所产生的的时间。而外部作业转换时间是指：设备在生产运行中，仍可以进行的更换作业所产生的时间。

快速换产技术是一套应对多批少量、降低库存、提高生产系统快速反映能力的有效技术。其目的旨在缩短作业转换的时间。其关键点在于区分内\外部作业转换时间，尽可能地将内部作业转化为外部作业，不断优化内\外部作业转换工作、缩优化内\外部作业转换时间。

2.原换产过程分析

桁梁钻孔组合单元的GMB2050数控自动钻孔设备主要用于长征系列各型号壳段产品的桁/梁制孔工作。而桁/梁制孔工作具有多型少量的特点，换产频率较高。改善小组针对原换产过程进行现场观察、记录换产过程中每一个步骤所需的时间，汇总后进行分析，划分“内/外”，得到如表2.1所示的各项结果。

表2.1 桁/梁制孔换产时间分析表（改进前）

改善小组根据现场观察的实际情况以及统计的数据进行分析，发现原换产过程主要存在以下几个方面的问题：

1. 生产过程中，工具放置混乱，寻找工具造成时间浪费；

2. 换产作业不规范；

3. 存在不必要的串行作业；

4. 作业区域布局不合理，造成不必要的搬运和走动；

5. 标准化管理程度较低；

6. 缺少可视化管理。

3.改善方法

3.1 由“串行作业”转变为“并行作业”的改善方法

• 通过调整分工，实现并行作业

将核对工件外形尺寸、作标记以及清理工件毛刺等耗时较长且能够集中时间完成的工作从原有模式的岗位工作内容中分离出来，分配给组内其他员工与其并行完成。

3.2由“内”转“外”的改善方法

• 更换刀具实现快换模式

统计各型号部段产品的桁梁高度，确定一个通用的“伸长量”；针对常用且易损的刀具，利用班前/班后6S时间提前安装好两套相同规格的刀具，且要保证相等的伸长量，在刀具出现磨损时连同刀柄进行整套更换，缩短换刀产生的内部作业转换时间。

3.3缩短内部作业转换的改善方法

• 提高夹具标准化程度，减少夹具调整时间

统计各型号部段产品的桁梁的外形尺寸，将定位装夹方式划分为T型桁梁定位装夹方式、几字型桁梁定位装夹方式、梯型桁梁装夹方式、H型桁梁定位装夹方式四类。根据统计出的桁梁长度尺寸计算出一个通用的平口钳间距并调整，可满足所有桁梁的装夹要求。

• 提高加工原点标准化程度，减少对刀时间

设定统一的加工原点（x,y）并根据此原点编制数控程序，以钳口的上表面为Z轴原点，根据工件的不同厚度偏置零点，减少对刀时间。

• 运用“一转即定”法改善紧固作业，减少工件的装夹、拆卸时间

摆脱对工具的依赖，将精密平口钳上的六角螺栓头更改为T型螺栓头。安装工件时，将夹具刚好锁紧和刚好松开时露出最后一丝的丝扣标记为蓝色和红色，保障安全锁紧和方便取拿的同时，减少工件在夹紧和拆卸过程中产生的过度拧紧或过度松开。

3.4缩短外部作业转换的改善方法

• 改善作业区域布局，强化5S管理。该作业区域布局的改进能够有效减少作业过程中不必要的搬运和走动。具体措施如下：

1. 增加工具挂板，放置于操作区域附近（1米之内），用于放置操作人员在生产过程中随手使用的工具，并做好定置标识；

2. 使用桁/梁配送推车替代暂存货架，在桁/梁制孔工作区域内全程使用桁/梁配送推车进行零件周转，直至下一工序；

3. 增加网线长度，缩短计算机到操作区的距离；

• 建立换产点检表，提升可视化管理

根据换产步骤，梳理换产需确认的要点形成换产点检表，包含如作业指导文件/工件是否到位、夹具状态是否满足使用要求等内容，将其定置在工位的作业看板上，形成换产点检模块，指导该工位换产作业。

• 优化信息流，提升生产准备工作质量

将原有的“操作人员根据清单领取刀量具”的模式转换为“信息提前传递到物流员处，提前准备、及时供给”的模式。

4.改善成果

改善小组针对同一型号桁/梁制孔换产过程进行数据采集，统计得出，改进后换产总时长为27.75min，相较改进前的换产总时长46.12min缩短了40%。

长征系列运载火箭铆接装配车间运用快速换产技术，对桁/梁制孔设备换产时间进行统计分析，通过区分内\外部作业转换时间、将内部作业转化为外部作业、优化内\外部作业转换工作等步骤，采用提升夹具标准化、实现刀具快换、改善作业区域布局等改善方式，有效缩短了桁/梁制孔设备的作业转换时间。

参考文献

[1] [美]克里斯A.奥尔蒂斯.快速换模指南 精益实践者的分步指导[M].北京：机械工业出版社，2018.

[2] 刘树华，鲁建厦，王家尧.精益生产[M].北京：机械工业出版社，2009.