《7.快速换模.ppt》精益生产之快速换模资料免费下载

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【内容介绍】
精益生产核心理念与快速换模（SMED）改善体系深度解析
一、精益生产核心基础概念
精益生产以 “消除浪费、持续改善” 为核心，追求生产效率最大化与资源消耗最小化，其关键基础概念包括可动率与稼动率，二者共同构成生产系统高效运转的重要衡量标准。

可动率指机械、设备经常保持在可正常作动状态的比值，以百分比表示。理想状态下，可动率应维持 100%，即设备在需要时能够立即投入使用，无需额外的事前点检或故障排除。例如日常生活中，汽车在出行前无需逐一检查零件性能即可正常启动，便是可动率的直观体现。在工厂生产中，可动率的 100% 目标需通过完善的设备保全体系实现，彻底排除故障隐患，确保设备以 Just In Time（准时化）方式响应生产需求。

稼动率则是指在一日固定时间内，设备用于制造物品的时间占比，其计算与当日生产必要数直接相关。例如 A 机械单日 8 小时产能为 100 个，若当日订单需求为 70 个，那么 70% 的稼动率已能满足生产要求；若盲目追求 100% 稼动率产出 100 个产品，多余的 50 个将转化为库存浪费。丰田生产方式与一般生产方式的核心差异在此凸显：丰田生产方式严格以後工程需要量为基准确定稼动率，避免无效生产，而传统生产方式往往忽视需求盲目提升设备运转时间，导致库存积压。
二、快速换模（SMED）核心逻辑与改善步骤
快速换模（Single Minute Exchange of Die，简称 SMED）是精益生产中缩短换模时间、提升生产柔性的关键技术，其核心逻辑在于通过作业优化，将换模过程中的内段取作业（必须在设备停止状态下进行的作业）尽可能转化为外段取作业（可在设备运行时提前完成的作业），并缩短各类作业时间，最终实现换模效率的革命性提升。

换模总时间由内段取时间、调整时间和外段取时间三部分构成，SMED 改善遵循五个循序渐进的步骤：

• 明确区分内段取、调整、外段取作业，厘清各类作业的边界与时间占比，为后续改善奠定基础；
• 推动内段取作业向外段取作业移行，这是 SMED 改善的核心环节，通过作业重组减少设备停机时间；
• 缩短内段取时间，优化设备停机状态下的作业流程与方法；
• 缩短调整时间，通过标准化、自动化等手段减少换模后的调试耗时；
• 缩短外段取时间，提升前置准备作业的效率，确保换模时各类资源即时可用。
  

三、内段取的外段取化改善实践
内段取的外段取化是 SMED 改善的核心策略，通过将原本需要在设备停机时完成的作业提前至设备运行期间进行，可大幅缩短设备停机换模时间。以下为五大典型改善事例：
（一）模具预热的外段取化
在单能机后部设置附有自动温度调节控制回路的预热控制盘，将 Heater 线及温度调节用补偿导线延长至模具台车。下次生产所需模具提前放置于模具台车上，预热至约 300℃的预备设定温度。这样在模具交换的同时，中子烧成即可同步进行，避免了设备停机后等待模具预热的时间浪费。
（二）模具运搬的外段取化
生产线换模换线时，优化模具运搬流程：从生产线后方的模具置场利用天车运搬模具，在生产线旁设立专门的模具准备置场，通过外段取作业提前将模具置于准备置场。左右工作台同步完成模具准备，待设备停机后可直接进行模具更换，显著缩短内段取中的运搬与准备时间。
（三）治工具准备的外段取化
换模所需的各类工具与资料，包括扳手、快速夹模螺栓、料架、定位销、顶杆图及段取标准书等，通过外段取作业提前准备并置于生产线侧。作业人员无需在设备停机后四处寻找或领取相关工具，直接取用即可开展换模作业，有效缩短内段取时间。
（四）衔接的外段取化
针对冲压模具内自动化辅助装置（Lifter、Stopper 等）的气源与电气控制衔接问题，将原本由作业者在内段取时手动衔接的插座安装于 Bolster 上。模具与 Bolster 间的衔接作业提前在了你外段取时完成，利用 Bolster 的上升与下降实现自动衔接，消除了手动衔接的耗时与失误风险。
（五）调整的外段取化
将前进、后退调整用的限位开关（LS-DOG）全部连接一体化，在备制品上标注对位标记，实现调整作业的 One Touch 化。通过这种标准化设计，初品成型即可达到合格状态，无需在换模后进行繁琐的调整作业，将调整工作提前融入外段取的准备环节。
四、内段取时间短缩改善方法
在完成内段取外段取化后，针对剩余无法转化的内段取作业，通过标准化、工具优化、作业重组等方式进一步缩短时间，核心改善方向包括以下四大类：
（一）模具缔付部的标准化
通过统一模具固定部位的设计标准，减少换模时的适配调整时间。例如采用标准化的螺栓规格、定位接口等，确保不同模具的安装方式一致，降低作业复杂度。
（二）工具使用的废止与优化

• 缔付工具及螺栓一体化：将分散的缔付工具与螺栓整合为一体，减少工具数量与更换频次，同时减少螺栓使用个数，简化固定流程；
• 工具替代与废止：例如小冲线采用快速夹模器，直接废除扳手与压板的使用，实现模具的快速固定；
• 装配锁扣的一体化：针对 U-Clamp 安装模具时需花费大量时间组合 Block-Nut 的问题，将 U 型锁扣与 Block 一体化并改为滑动方式，无需单独组装，显著提升安装效率。
  

（三）模具尺寸的统一化
采用 Roller 方式优化模具更换：在成型机的操作侧及反操作侧设置 Roller 台，成型机内的固定盘、可动盘上也安装 Roller。外段取时间内在操作侧 Roller 台装上下一个生产模具，成型结束后，利用内段取将旧模具从反操作侧 Roller 台取出，同时新模具滑入成型机内。实施该方式需统一模具尺寸，包括厚度、Sensor 高度、取付板厚度及定位挡板切角形状等，确保模具顺畅滑动与精准定位。
（四）并行作业的实施
换模作业由 2 名以上人员协同实施，将原本串行的作业改为并行进行。例如 DC 模具更换时，使用 2 台天车同时作业：一台天车吊起旧模具搬运至模具置场，另一台天车将待更换的新模具同步 Set 到 DC 线，大幅缩短设备停机等待时间。同时，在设备运行或等待天车的间隙，安排作业人员完成安全 MAT 检查等其他辅助作业，充分利用时间资源。
五、调整时间的短缩与排除策略
调整作业是换模后确保产品质量的必要环节，但过长的调整时间会严重影响生产效率。通过标准化设计、结构优化等手段，可实现调整时间的大幅缩短甚至完全排除。
（一）调整时间的短缩

• 工作台中心定位优化：在工作台前后方设置明显的方向标示，为模具的顶杆、定位销提供清晰的定位参考。改变以往通过数排孔确定 Center Key 的方式，快速完成模具中心位置定位，缩短调整时间；
• 快速定位销设计：在 Bolster 后方安装 2 个定位销（Block），放置冲压模具时，只需将模具推至 Block 即可完成定位。相较于传统 Center Key 定位（间隙小、对准困难），该方式操作简单、定位精准，大幅缩短模具位置调整时间。
  

（二）调整时间的排除

• 模具高度调整的废止：统一 Feed 水平，标准化制品送出装置的高度，实现装模高度统一。换模后无需再进行模具高度与行程的调整，直接即可投入生产；
• 模具行程调整的废止：将原本用于防止模具保管时 Spring 破损的铸铁制 Block（安全导柱隔环），改为 Urethane 橡胶材质。这种材质无需在模具装入冲压机时取出，可直接加工，彻底废止了 Block 取出及行程调整的作业，完全消除了相关调整时间。
  

六、外段取时间的短缩改善措施
外段取作业的效率直接影响换模准备的充分性与及时性，通过整理、整顿、标准化等手段，可实现外段取时间的有效缩短。
（一）外段取改善的核心重点

• 排除寻找浪费：废弃不需要的模具、治具等物品，避免占用存储空间与干扰作业；设定专门的置场，对经常使用的物品实施近线化摆放，减少取放距离；
• 排除运搬浪费：优化置场布局，减少模具、治具的运搬路径与频次，提高运搬效率；
• 作业手顺明确化：制定外段取作业标准书，结合模具、治具的使用流程，以最短路径、最少步骤为基准规范作业手顺；
• 可视化管理：在模具、治具上粘贴品名标签，置场设置明确的区域标识与品目表示；当置场规定发生变化时，立即更新标识，确保作业人员快速识别与取用。
  

（二）典型改善事例

• 模具置场的改善：针对塑料成型工程中模具置场不明确、寻找耗时的问题，明确模具保管棚架，以架为单位区分颜色并设定号码；在各模具上漆上与对应棚架相同的颜色及编号，实现模具的快速定位与取用，彻底消除寻找浪费；
• Setting Master 的改善：为防止模具与刀具误装，在 Setting Master 与对应的刀具上涂覆相同颜色，气管与模具接头、进气管与模具进气口也采用颜色对应标识。通过视觉化区分，避免 Set 错误，减少因失误导致的时间浪费。
  

七、段取作业的标准化与高级改善（一）段取作业的标准化方法
段取作业标准化是确保改善成果固化、提升作业一致性与效率的关键，核心包括三种段取方法：

• 依序段取：从 A 制品到 B 制品依序进行切换，适用于生产流程相对简单的场景。例如某生产线 Line T/T（节拍时间）为 60 秒，依序段取的 Line 停止时间为 60 秒 + 95 秒 = 155 秒，作业手顺清晰、易于操作；
• 抵换式段取：在各工程预留 1 个段取用的手持量，切换时 B 制品可提前产出，实现交付周期（L/T）的缩短。该方法适用于生产点数 2~3 点的 Line，通过合理的库存缓冲减少生产线等待时间；
• 并行作业化：由 2 人以上协同实施段取作业，将串行作业改为并行，例如模具拆卸、运搬、安装等作业同步进行，大幅缩短 Line 停止时间。
  

（二）冲压模具段取作业手顺标准化
以冲压模具为例，标准化的段取作业手顺包括：生产终了→距离降下→板手备齐（外段取）→松懈螺丝→螺丝取出→距离上升→把型拉出→将型放至台车上→型运搬去置场（外段取）→下次型搬上台车（外段取）→运搬至冲压机位置（外段取）→将型组合→距离降下→螺丝带上→螺丝锁紧→距离上升→打击调整→品质确认→生产开始。通过明确各步骤的操作内容、时间标准与责任分工，确保作业有序高效进行。
（三）高级改善：自动段取化与无段取化

• 自动段取化：设备通过特定方式自动检出段取必要情报，无需人工干预即可完成段取作业。情报检出方式包括：从 Work（工件）上通过 Limit S/W、Nut Runner 切替检出；从工程内搬送用 Pallet 上检出；从现品表示板（I.C. Card、Bar-Cord Card 等）及生产指示 KanBan 上检出；从第 1 工程 Manual 的顺序送出制品种类情报上检出。典型应用如多轴 head 的自动交换，设备根据检出的产品情报，自动切换对应刀具与参数，实现换模自动化；
• 无段取化：无需更换治具、刀具即可生产多种产品，核心实现方式包括治具共享化与刀具共享化。例如组付治具、压入用治具采用通用设计，可适配多种工件；段付砥石等刀具实现共享，能够满足不同产品的加工需求，彻底消除换模作业，实现多品种混线生产的高效运转。
  

八、精益改善的核心原则与落地保障
快速换模（SMED）作为精益生产的重要组成部分，其改善过程始终遵循精益核心原则：以客户需求为导向，消除一切不增值的浪费（包括等待浪费、搬运浪费、调整浪费等）；通过持续改善，追求作业流程的最优化；强调全员参与，从作业人员到管理人员共同识别问题、提出改善方案。

为确保精益改善成果的有效落地与持续优化，需建立三大保障体系：

• 教育训练体系：通过 TPS（丰田生产方式）教育训练，让全员理解精益理念与 SMED 改善方法，掌握标准化作业流程；
• 改善激励机制：鼓励员工积极参与改善提案，对有效的改善方案给予认可与奖励，营造持续改善的文化氛围；
• 可视化管理体系：通过作业标准书、置场标识、时间统计图表等可视化工具，让作业状态、改善效果一目了然，便于及时发现问题、调整优化。
  

总之，快速换模（SMED）改善体系通过内段取外段取化、作业标准化、自动化等一系列措施，可实现换模时间的大幅缩短，提升生产柔性与效率，减少库存浪费，最终助力企业构建高效、灵活、低成本的精益生产系统。在实际应用中，需结合企业生产特点与设备状况，针对性地选择改善方法，循序渐进推动持续优化，才能充分发挥精益生产的核心价值。

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