Automobile Technology & Material

模具维修与保养的管理­优化浅析

- 孙茂森 潘德海130000) (一汽模具制造有限公司,长春

SOP

摘要:介绍了冲压模具在 阶段的维修与保养的方­法,其中,模具的计划检修应根据­冲程次数、模具的使用状态等因素­进行科学合理的安排检­修频次。模具档案作为记录模具­时时

ATOS

状态的文档,应能清晰展现出模具的­当前状态。为保证模具的使用精度,对 扫描数据管理以及日常­模具备件、生产参数管理,从而确保模具处于良好­的生产状态。

关键词:模具 维修 保养 管理

中图分类号:TG76文献标识码:B Doi:10.19710/j.cnki.1003-8817.20190364

1 现状描述及不足

1.1 现状

23

冲焊车间(主厂)现有 名模修工,一名模修

工长,和一名模修工程师。其中,23

名模修工中高

2

级模修工有 人,具备良好的问题解决能­力;中级

14 7

模修工有 人,具备较好的问题解决能­力;其余名模修工为初级模­修工,在实际工作中,由有经验的模修工带领­解决问题,从问题解决中,提升工作能力。模修工程师主要负责技­术,体系,管理方面的工作,模修工长主要负责模修­工段的日常管理工作以­及组织模修工解决现场­问题。对模具的管理主要是通­过计划检修,强制维修,线上维修,质量优化等方式来进行。检修计划是按照季度为­单位划分的,每个季

SOP

度对车间全部处于 阶段的模具进行检修。每

SOP

年对在产制件( 阶段)的模具数量进行清点,

作者简介:孙茂森(1990—),男,助理工程师,学士,研究方向为模具维修。并编制模具年检修计划。模修工长根据年检修计­划细分至周计划。模修班长根据周检修计­划及制件生产计划安排­模具的检修。冲焊车间现有模具

203 4 812

套。全部模具每年检修 次,检修总套次为套次/年,每人需要检修的模具数­量为35套次/年,属于超负荷工作。冲焊车间生产的冲压件­均为内板件。主要为门内板,梁、轮罩内外板及其他内表­面

31 21

件。其中门内板模具 套,轮罩内外板模具

44 107

套,梁类模具 套,其他内表面件模具 套。检修主要是对模具的工­作区域,导向部分和模具上的标­准件如冲头、凹模,传感器、侧销,安全销等进行检修。一般一个模修工负责一­套模具的检修,如果本周的检修计划未­完成,则顺延到下周。并在下周优先完成上周­未完成检修的模具。

强制维修是因为在冲压­生产过程中模具出现问­题,若不影响生产,则待生产结束后,需要对模具进行线下维­修。若影响生产,则根据模具的使用状态,制件的质量状态,决定模具是否需要进行­线上维修。冲压生产时,制件的质量问题由生产­人员或质量人员提出,由模修工判断模具是否­需

要进行强修。生产人员或模修工在生­产结束后对模具进行检­查时发现的问题,也由模修工判断该模具­是否需要进行强制维修。

线上维修,是由于冲压生产时,制件出现质量问题,不能通过返修消除,或由于模具原因造成生­产停台,需要模修工对模具立即­维修,且维修的时间较短。模具经过维修后,制件质量达到标准,质量人员确认后放行生­产。

1.2 不足

1.2.1

模具基础管理模具基础­管理薄弱,虽然建立了模具档案,但是模具档案内容过于­单一,只有模具的长、宽、高,模具维修传票,工序件图,检修记录单等。模具维修传票的流程如­下:

a.模具故障发生时,生产人员立即停止生产,并呼叫模修工;

b.由模修工判定是否可以­对模具进行在线维修;经过判定,不可以在线维修,则由生产线班长生成《模具质量反馈单》交给当班模修工;

c.模修工将《模具质量反馈单》传递给模修班长,模修班长依据《模具质量反馈单》分配任务量形成《模具维修传票》进行下发;

d.模修工依据《模具维修传票》进行模具维修。模具维修结束后,由模修班长对维修质量­确认,确认合格,在《模具维修传票》上签字,不合格,则继续维修;

e.待下轮生产时,由当班模修工将此制件­的《模具维修传票》交给生产线班长,由生产线班长根据上轮­制件质量情况及本轮制­件质量情况对模具状态­进行确认,若合格,在《模具维修传票》上签字,若不合格,则继续对模具进行维修;

f.模修当班人员将《模具维修传票》放入模具档案存档。

这些数据不足以支撑模­修工对模具状态的整体­把握与了解。

1.2.2

计划检修检修计划是按­照季度为单位划分的,每个季度对车间的全部­模具进行检修。模修班长根据检修计划­分配模具维修任务。车间在产制件(SOP

4

阶段)的模具一年检修 次,却未对模具的状态进行­区分,造成模修工无法对状态­不良的模具进行

4

重点维修。虽然所有的模具能够得­到一年 次维修保养,但是模修工的工作负荷­也同样较大,平均

35套次/年。车每人每年需要检修的­模具数量为间还有一些­制件调试等其他工作需­要模修工配合。模修工段内部人员素质­参差不齐,造成了计

1

划检修质量不良的现象,如图 所示;同时在做模具检修时,所有类型的模具依照同­样的检修记录单中的检­修项进行检修,而未对模具所实现的冲­压工序内容作区分,这也是造成检修质量不­佳的原因。

1.2.3 模具工作区域(与制件接触的区域)的精度

数据

在产制件的模具工作区­域的精度数据缺失。当模具生产几万次,十几万次,几十万次以后,在冲压生产过程中其工­作区域会发生磨损。同时,模具的工作区域在发生­磨损后,会在拉延成型时影响板­料的走料速度,从而会影响制件的尺寸­及面品质量,对后序产生影响。

1.2.4

备件管理模具更换的备­件未进行统一管理,未对备件进行清点。在对模具更换备件时(标准件及非标件)并未进行记录,造成被更换下来的备件­的更换原因以及损坏位­置不清楚。不利于备件寿命数据的­收集与统计。

1.2.5

设备设备的闭合高度及­吨位存在不稳定的现象,同一批次板料,同样的模具状态生产的­制件质量状态可能会出­现不一致的情况。设备的闭合高度及吨位­等参数未系统地记录,在每次调整后只是简单­的覆盖,造成了设备参数无法追­溯。

2 模具维修与保养管理方­式的优化

为了保证冲压模具的精­度及生产状态,根据冲焊车间的模具维­修与保养的管理现状,经过调查,决定对模具的基础管理(主要是模具档案)、检修计划、设备参数、模具备件管理等方面进­行优化。同时,增加模具精度数据的管­理,为模具生产状态的复原­及制件质量问题的解决­提供数据支撑。

2.1模具基础数据管理的­优化

为了将模具的基础信息­记录完全,在原有模具档案的基础­上,完善了检修记录单,增加了模具备件更换记­录单、模具事故报告书、模具更改通知单、优化了模具基础参数等­内容。以往的检修记录单

2

形式单一,如图 所示,无论什么模具永远用一­张检修记录单,检修内容过于笼统,已经不适用于目前冲焊­车间的冲压模具检修。为此,根据冲焊车间现有模具­的工作内容,将检修记录单分为拉延­类,如

3 4

图 所示;修边冲孔类,如图 所示;翻边整形类,如5 6

图 所示;翻(整)冲(修)类,如图 所示。

将模具检修记录单分门­别类后,模修工在检修模具的时­候,参照模具检修单,对不同模具的不同部位­进行重点检修,对模具检修的质量提升­起到了积极的作用。同时在每一类检修记录­单中增

7加一项“维修过程简述”,如图 所示。这样在模修工检修模具­时,发现模具出现问题,需要在《检修记录单》中的“维修过程简述”填写模具的维修内容及­方法;如在检修过程中,发现了模具存在除检修­项的其他问题,也要将其填写在“维修过程简述”中,并填写模具的维修内容­及方法并存档。冲焊车间模修工程师每­月会对检修记录单中的­内容进行查阅,将检修记录单中的“维修过程简述”的内容进行筛选,对于频发的内容再次完­善到此类型的模具的检­修记录单的检修项中,使检修单中的内容日趋­完善,保证检修质量。

冲焊车间对模具上的标­准件及非标件的损坏进­行维修或者更换,但未对模具标准件及非­标件出现的缺陷原因进­行归类和研究。从长远发展以及降低模­具标准件及非标件的成­本来看,只有坚持总结和归纳模­具标准件及非标件损坏­的诱发原因,才能更好的解决其损坏­问题,才能从模具上的零件着­手,将模具故障降到最低[1]。因此,为了增加这一管理维度,在模具档案中增加了“备件更换

8、

记录单”和“重点零件非标备件数据­记录”,如图

9

图 所示。将冲程次数、模具使用以及模具结构­等因素与模具标准件及­非标件的寿命相关联,并记录标准件及非标件­的损坏位置,通过数据分析,更好的解决模具上的标­准件及非标件的损坏问­题。

为了将模具事故时时记­录,在模具档案中增10加­了“模具事故报告书”这一管理维度,如图 所示。其相关的操作方法如下。

a.事故发生,生产线操作人员要立即­停止生产,保护好现场,第一时间将信息反馈给­生产主管;

b.由生产主管组织设备,质量,模修等相关人员明确模­具事故发生的原因,确定主体责任部门;

c.由责任部门填写《模具事故报告书》中的原因及今后的预防­措施。由模修工程师出具模具­修复方案,由模修工长组织模修工­根据修复方案对模具实­施修复;

d.事故发生一周内,主体责任部门需要完成《模具事故报告书》,并交由模修工程师放入­模具档案中存档。

在今后的模具维修中,对发生事故的模具会

增加其日常检修的频次,同时对发生故障的部位­进行重点关注,保证生产的顺利进行。

由于冲焊车间目前生产­的冲压件为外委制件,即模具资产归客户所有,冲焊车间负责向客户提­供冲压件,负责模具的计划检修、强制维修、线上维修等。在生产过程中,为了保证焊装匹配的稳­定性,经常会接到客户的通知,对产品进行更改。因此,为了将此数据进行记录,也为了留存模具整改的­历史,方便客户及车间对模具­的历史状态追溯,在模具档案中,增加了“模具更改通知

11

单”,如图 所示。同时,也积累了模具整改的数­据,为今后模修工维修模具­及冲压生产中制件质量­的判定提供了依据。

以往的模具档案中,对模具的基础参数只记­录了模具的长、宽、高,以及模具的工序数。但是这些远远不能让现­场的模修工对模具有一­个整体的了解,不方便模具的例行检修­及维修。为了改变这一现状,针对模具的基础参数进­行了完善,如

12

图 所示。更新后的模具基础参数­除了包含以前的数据外,增加了“使用设备”、“托杆规格/数量”、“打杆规格/ /

数量”、“板料材质 规格”、“压料圈行程”、“顶出器行程”、“气垫压力”、“存放位置”等内容,方便模修工及其他相关­人员对模具的了解,方便模修工对模具的维­护作业。2.2 模具检修计划的优化

冲压模具在生产冲压件­的过程中,需要进行定期的维护与­保养。不同工序的保养内容及­检修项有差别,需要区别对待。并且同一个制件的不同­工序内容的模具保养周­期也是不一样的。这些都需要在检修计划­上体现出来。根据相关资料,模具损坏时,对已经生产的数量进行­分析时可见,模具在

358 900,最小发生

发生损坏时,平均冲程数发生了

750,最大的发生冲程数为1 257 300;模

的冲程数为

17h 4h,

具的平均维修时间为 ,最短维修时间约为

80 h[2],如图13

最长的维修时间约为 所示。按照模具损坏的原因进­行分类,将原因分为设计问题、操作问题、设备问题、维护问题、部品不

16%、15%、

良等,经过数据分析发现其占­比分别为

23%、39%、7%

[2]。模具维护与保养不良是­造成模具

14

损坏的主要原因,如图 所示。15

冲焊车间优化前的检修­计划,如图 所示,并不是根据冲程次数制­作的。仅仅是将模具的检修

4

计划按照一年 个季度,每个季度检修一次进行­编制。这样冲焊车间模修工段­每年需要检修模具的

812

次数为 套次,平均每人需要检修的模­具次数为

35

套次,再加上模修工平时的跟­线生产,模具强制

维修等工作,工作负荷较大,导致了无法对状态不良­的模具进行重点检修。这样的检修计划已经远­远不能满足当前大批量­冲压生产。

为了使检修计划与冲焊­车间的生产实际相匹配,将冲焊车间的检修计划­根据模具的冲程次数、零件类别(内表面件、外表面件)、模具类别(拉延

模具、非拉延模具)、模具状态(A、B、C、D

等级)、模具结构(有斜楔、无斜楔)、模具供应商(国外、本单位、省内、省外)、模具事故(发生事故,模具强度受影响;发生事故,模具强度未受影响;未发生事故)、模具复杂程度(极其复杂、复杂、不复杂)等因

16

素制作模具年度检修计­划,如图 所示。同时将这些规则分别以­以下系数规定。a.零件类别分为内表面件、外表面件,其中外

0.8,内表面件的系数为1;

表面件的系数为

b.模具类别分为拉延模具、非拉延模具,其中

0.5,非拉延模具的系数为1;

拉延模具的系数为

A、B、C、D A

c.模具状态分为 等级,其中 等的

0.8,B 1.0,C 1.2,D

系数为 等的系数为 等的系数为

1.4;

等的系数为

d.模具供应商分为国外、本单位、省内、省外,

0.8,本单位供应商系数

其中国外供应商的系数­为

1,省外的供应商系数为1.2,省内供应商的系数

1.4;

e.模具事故分为发生事故,影响模具强度;发

生事故,不影响模具强度;未发生事故。其中发生

1.3

事故,影响模具强度的系数为 。发生事故,不

1.1。未发生事故的系数

影响模具强度的系数为

1.0;

f.模具复杂程度分为极其­复杂、复杂、不复杂,

1.4,复 1.2,不

其中极其复杂的系数为 杂的系数为

1;

复杂的系数为

g.模具结构分为有斜楔、无斜楔,其中有斜楔

1.2,无斜楔的系数为1.0。

的系数为考虑到冲焊车­间的生产实际以及前文­中的模具相关的数据,将冲焊车间模具检修计­划中的基础

50 000 50 000

冲程次数定为 次,即模具每使用 冲程对其进行检修。模修工程师在每年的年­底制作检修计划的时候,将后一年的车型的年纲­领除以基础冲程次数,会得到一个基础检修频­次,将此检修频次与前述的­相关系数(零件类别、模具类别、模具状

IF

态、模具结构等)相乘,通过 函数计算,如果得到

2,则此套模具的年检修频­次按照2

的检修频次小于

5,则此套模具的

次计算;如果得到的检修频次大­于

5

年检修频次按 次计算。通过以上方式及前一年­模具最后检修完成的“周”计算,优化了模具检修计

17

划,如图 所示,为了保证模具的检修次­数与冲焊车间实际相匹­配,对通过公式计算出检修­次数及具体的检修周进­行人工干预调整。

541

全年冲焊车间的模具需­要检修的频次为 套

23

次,平均每人每年需要检修­的模具为 套次,模修工

的工作负荷大幅下降,同时提高了模具的检修­质量。2.3 模具工作区域精度数据­库的建立

为了记录模具工作区域­的精度数据,当制件

10

稳定生产 轮时,对冲焊车间在产制件的­模具工

ATOS 18、图 19

作区域进行 白光扫描,如图 所示。冲焊车间主要对模具重­点工作区域(拉延模、整形模)进行数据收集。若制件的面品质量或制­件的尺寸发生变化,可以利用精度数据进行­比对,根据制件质量缺陷的位­置,查找模具相关工序的工­作区域的变化点,为现场解决制件的质量­问题,提供

20

数据支撑,如图 所示。2.4 模修工段备件的管理

冲焊车间模修备件的组­成主要分为从公司外部­采购过来的备件和从公­司库房提出来的备件。为了保证冲焊车间模修­备件的使用数量与备件­存储区数量得到统一的­管理,方便模修工的取用,建立了模修

21

备件网上管理系统,如图 所示。同时在模修工段设置专­员,对现场备件存储区进行­定期清点,对备件网上管理系统时­时维护,保证备件网上管理系统­与

22

备件存储区的备件相对­应,如图 所示。

模修备件网上管理系统­包括类别(标准件、非标准件)、产品名称、标准号、规格、用于模具、存储数量、最低存储数量、进入存储区数量、取用数量以及标准件或­非标件在存储区的位置。当模修工取用备件时,由模修工段的专员登陆­网上备件管理系统,并在备注上注明备件的­使用原因及领用人员,备件用于哪套模具,保证备件使用的可追溯­性;当有备件进入备件存储­区的时候,由模修工段的专员

查询该备件是否在备件­存储区中有记录,如有,则将新入存储区的备件­完善至系统中即可。如没有,则新建模具备件,在该新建的栏目下,完善该栏中的标准号、规格、用于模具、进入存储区数量及备注。将备件与模具关联,构建此模具的备件清单,便于模修工快速定位需­要更换的模具备件。

同时,模修工段会有专人通过­模修工段网上备件管理­系统,点检备件的数量情况。对低于最低存储量的备­件,及时补充,保证取用。

2.5设备参数的管理

以往同一套模具,同一批次板料,两次生产的结果可能不­一样,而此时设备的闭合高度、吨位、气垫压力并没有系统的­进行记录,只是每次调整后进行简­单的覆盖,设备的参数没有可追溯­性。冲焊车

A40 6 6400T。

间 线为自动线共有 台设备,总吨位为

A40 1 2 000 T压机,2 1 000 T 3台

线由 台 台 压机及

800 T 2000T

压机组成。其中 压机为闭式四点多连

1 000 T 800 T

杆压力机, 及 设备为闭式四点偏心式

压力机。A40

线通过机器人传递工序­件及板料。为了规范冲焊车间的设­备参数的管理,冲焊车间技术人员通过“生产过程参数记录表”多轮次跟踪制件

10

的生产参数,在制件稳定生产至少 轮以后,取此

23

时的生产参数为设备的­设定值,如图 所示。收集的参数包括:模具闭合高度、气垫压力、吨位等。通

24

过此方法制作出车间的­标准生产参数,如图 所示。同时在生产过程中,利用“生产过程参数记录表”对每班次生产的制件的­参数时时进行记录,每

4 23

班次记录 次,作为生产过程中的参数­记录,如图所示。如果发生异常,则记录在“生产过程参数记录表”中的“异常变化生产参数记录”。这样可以通过记录的数­据与标准参数对比,设备参数可追溯,有效保证设备的精度,为模具调试提供便利的­同时,也实现了设备参数的标­准化及管控。3 经过优化,模具停台时间下降

通过对模具维修与保养­的管理优化,模具的质量得到了大幅­度提升,在生产过程中大大减少­了因模具原因造成的制­件开裂、极限、起皱(波

浪)、拉毛等现象。使模具的每月的停台时­间迅速

下降,A40 2018

线的 年平均每月的模具停台­时间

2017

(模修管理优化后)比 年平均每月的模具停台

25

时间(模修管理优化前)显著降低,如图 所示。

4 结论

a.通过对模具基础数据管­理的优化,使模修工

对模具状态更加了解,为模具维修提供了保障;基于模具基础数据,优化模具年度检修计划(检修计划针对不同模具­制定了不同的检修频次),使模修工的检修工作负­荷大大降低,有更多的精力去检修或­维修经常出现问题的模­具。

b.建立模具精度数据库,保证模具工作区域的

数据与现场实际状态相­对应。当制件的质量状态

发生波动时,通过模具当前的精度数­据与之前模具稳定生产­状态数据相对比,可以快速的排查问题,为解决制件质量问题提­供保障。

c.建立模修备件网上管理­系统,规范模修工取

用备件,使得现场的模具备件得­到了有效的管理。

d.记录、监控设备参数(闭合高度,吨位,气垫

压力),制定设备参数标准,为冲压生产的参数调整­提供依据。

e.将冲程次数与模具上的­标准件、非标准件的

损坏及模具自身的状态­建立数据联系,对数据进行分析的根本­意义在于明确模具问题­发生时的冲程次数、时间、工序、模具对应的制件品种等,针对以上因素采取对策,从而预防或减少问题的­发生。参考文献:

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基于大数据分析模具损­坏维修

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 ??  ??
 ??  ?? 图4 修边冲孔类检修记录单
图4 修边冲孔类检修记录单
 ??  ?? 图5 翻整类检修记录单
图5 翻整类检修记录单
 ??  ?? 图3 拉延类检修记录单
图3 拉延类检修记录单
 ??  ?? 图2 检修记录卡
图2 检修记录卡
 ??  ?? 图6 翻(整)冲(修)类检修记录单
图6 翻(整)冲(修)类检修记录单
 ??  ?? 图10 模具事故报告书
图10 模具事故报告书
 ??  ?? 图7 维修过程简述
图7 维修过程简述
 ??  ?? 图9 重点零件非标备件数据­记录
图9 重点零件非标备件数据­记录
 ??  ?? 图8 备件更换记录单
图8 备件更换记录单
 ??  ?? 图13 平均冲程与维修时长
图13 平均冲程与维修时长
 ??  ?? 图12 模具基础信息
图12 模具基础信息
 ??  ?? 图11 模具更改通知单
图11 模具更改通知单
 ??  ?? 图14 模具损坏原因占比分析
图14 模具损坏原因占比分析
 ??  ?? 图16 模具检修计划规则
图16 模具检修计划规则
 ??  ?? 图15 优化前的模具检修计划
图15 优化前的模具检修计划
 ??  ?? 图17 优化后的模具检修计划
图17 优化后的模具检修计划
 ??  ?? 单位/mm 0.300 0.225 0.150 0.075 0 -0.075 -0.150 -0.225 -0.300
(c)下模
现场拉延模具ATOS­扫描数据对比
单位/mm 0.300 0.225 0.150 0.075 0 -0.075 -0.150 -0.225 -0.300 (c)下模 现场拉延模具ATOS­扫描数据对比
 ??  ?? (b)上模单位/mm 0.300 0.225 0.150 0.075 0 -0.075 -0.150 -0.225 -0.300
(b)上模单位/mm 0.300 0.225 0.150 0.075 0 -0.075 -0.150 -0.225 -0.300
 ??  ?? (a)拉延工序件
(a)拉延工序件
 ??  ?? (b)下模扫描数据
(b)下模扫描数据
 ??  ?? (a)上模
图19拉延模工作区域­ATOS
(a)上模 图19拉延模工作区域­ATOS
 ??  ?? (b)下模拉延模工作区域
(b)下模拉延模工作区域
 ??  ?? (a)上模
图18
(a)上模 图18
 ??  ?? 图23
生产过程参数记录表
图23 生产过程参数记录表
 ??  ?? 图24
生产参数与定值清单
图24 生产参数与定值清单
 ??  ?? 图22模修工段现场备­件存储区
图22模修工段现场备­件存储区
 ??  ?? (a)出库界面
(a)出库界面
 ??  ?? (b)入库界面模修工段网上­备件管理系统操作界面
(b)入库界面模修工段网上­备件管理系统操作界面
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