摘要

本文从分析工序检测设备利用率入手，通过计算各类检测设备满足实时监控所需的检测时间，以识别出风险点。最终制定出既能保证实时监控，又可成本最小化的投资方案。

关键词：检测设备利用率；检测工时；实时监控；首检；成本

01引言

随着生产的发展，公司的新品曲轴生产线第一模块投产不久，启动的第二模块生产线布置在此曲轴第一模块生产线旁边，这两个模块生产线处于相邻区域，由此引出的问题是，两条能否共用线边检具以提高检测设备利用率？制定什么样的投资方案才能尽量节省投资成本又能符合实时监控的要求。

02关于检测设备的利用率问题

这里的检测设备主要是指用于工序检验的专用检测设备，目前资料显示，很少有具体给出了检测设备利用率的概念，之所以提出检测设备利用率的问题是因为检测设备利用率不能套用加工设备利用率的概念（实际上在一些企业中确有简单套用的情况）。但简单套用加工设备的利用率概念很容易使我们的检测方案隐含风险。一般来讲：

加工设备综合利用率=合格品产量/最大能力即：

加工设备综合利用率=合格品产量*生产线最慢CI/开工时间．．．(1)

最主要的因素在于加工设备衡量的是“开工时间”，而检测设备衡量的是“节拍时间”，而且要尽量保证检测时间占比越少越好。这是因为：根据过程质量监控的要求,线边检测的任务已不是单纯的检测零件合格与否，其主要任务是监控加工质量的波动趋势，必须考虑检测速度与加工速度的匹配性，如果给出的测量报告滞后不仅会直接影响零件加工质量状况的跟踪，也会被迫造成积累过多的可疑追溯零件而影响加工的连续性。

因此，用于工序检测的检测设备利用率至少应考虑以下4方面因素：

图1

作一个设定：工序检测设备利用率=工序检测的总时间/加工节拍时间．．．(2)

从图1和(2)式可以说明，工序检测设备利用率应保持在10%以下，因为它受到风险监控线的约束，即工序检测的总时间（包括送检、清洁零件、装夹、检测和等各项时间）应尽量控制在风险监控线之内，超出此范围应考虑质量风险的发生和检具配置的合理性。通常情况下，工序间检测必须是高效检测，及时给出数据，以便现场操作人员快速判断质量波动状况，采取适当调整措施，预防发生批量不合格件的质量风险。

图1中10%的界限（风险监控线）的依据来源于现场统计数据，在历年来所有曲轴生产线配置的线边检具的实际检测时间基本没有超过零件加工节拍时间的10%（见图1上端），也没有记录表明由此引起大的质量争议，风险监控线可随着监控频次的变化和加工设备能力值的变化而有一定范围变化。必须强调的是，工序测量设备的检测速度必须满足监控计划的规定频次和加工节拍的需求,实际上反映了对质量风险控制的需要和对过程质量控制的重要节点的掌控.也是检测设备特殊性所在。大于10%意味着质量风险逐渐加大。假设在一个检测节点，即按监控计划50件检一次，其加工节拍的时间为（78/60）*50=65分钟，其频次检测的时间一直延续了65分钟，那么实际的监控频次已放宽为件检一次，可疑件追溯范围扩大一倍，相当于监控计划失效。

综上所述：在工序检测，某工序的检测设备利用率如果超出了10%，就应及时考虑缩短工序检测的总时间（包括优化检测时间，降低检测频次、缩短送检、清洗、装夹等辅助时间），或直至增加新的检测设备。

03各种检测设备的检测工时比较

如前言所提，依据生产线现状，可以有多种检测方案提出，按传统可以考虑以机械检具为主的检测方案，也可以考虑以光学2D测量机为主的测量方案。如对于曲轴第二模块生产线与第一模块生产线处于相邻区域，我们可以有：

每条线配一台光学2D机+少量线边检具；

机械检具+投影仪+ADECOLE；

两线共用一台光学2D机方案+部分机械检具+ADECOLE等。

图2

对于各种检测方案在这里不做展开，本文仅从检测工时占用的角度作一分析。说明：图二将生产线的检测分为以下几类：

1.线边检测，主要为机械量检具，带传感器综合测量仪；

2.2D检测，光学2D测量机进行检测；

3.测量间检测，3D测量机，粗糙度仪，轮廓仪等；

4.换刀检测：包括以上3类。

图二是根据工时员现场测定给出的工时数据，所作出的检测工时甘特图。在正常生产时，一个班加工零件以计，计有首检、按监控计划安排的每50件检测一次的频次检测、每班一次的测量间检测、和换刀检测。从图二可以看出：

1．线边机械检具在首检，频检都需及时检测零件，反馈检测信息。因这类检具都分散布置在机床旁边，分工序检测。时间均能控制在风险监控线以内；

2．测量间检测项目属于缓慢偏差，一般为每班检测一次，检测时间控制要求很低，所以能控制在风险监控线以内；

3．换刀检测只列出了件以内的换刀，件至件的换刀影响很小未列入。从表一看，换刀检测的分布很散，在检具空闲时检测的几率很大，所以能控制在风险监控线以内；

4．由一台光学2D机承担的首检，频检都需及时检测零件，它的特殊性在于不同工序的检测任务全部集中到一台机器上处理成了检测时间的增长。即许多工序的参数检测需要在一个时间段集中排队等待光学2D机的检测，远超风险监控线；

由此可见，光学2D机的检测存在质量风险，直观看来，对于光学2D机承担的任务，在检测节拍内，多工序参数检测排队等待问题，实际上很难满足实时监控的要求。而在加工过程中进行实时监控以实现在生产中提前预警是我们质量监控的基本理念。所以，在首检，和按频次抽检时工序检测时间长的问题.确需认真对待，检测设备在投资时必须考虑此项因素。

04检测方案的优化

目前，生产线线边检测仍然是实时监控的主体，需要按监控计划及时提供测量数据，较快跟踪机床波动状况。随着检测技术的发展，无论是三坐标测量机还是光学二坐标机，都是向现场检测靠近，以适应实时监控的要求，更强调其高速度，高柔性，很强的数据处理能力和适应现场环境的能力。而这些设备都有一个共性：不同工序的检测任务全部集中到一台机器上处理。因此，检测等待问题值得研究。

那么，检测优化的切入点就应该是光学2D机多工序参数检测排队集中等待的问题。解决等待时间的途径有以下几个方面：

1．降低检测的辅助时间，如改手动吹擦零件为自动旋转清洗。可减少辅助时间50%；

2．将OP40，OP60，OP80，OP90，OP的现场调整比较频繁的参数由原来的光学2D机检测改为线边机械检具检测，以减少调整等待；

3．将精加工工序的1次/每班的检查项由原来的光学2D机检测改为测量间ADECCOLE曲轴综合测量仪。这样也分担了光学2D机的工作负荷。

如表一所示。

表1

经过上述3个方面改进后，形成两条曲轴线共用一台光学2D机方案+部分机械检具+ADECOLE的检测方案。

图3

方案优化后，如图三所示，按监控计划规定的每50件检测一次的频次检测时间（65分钟）内，比改进前的检测时间大大缩短，已由原来改进前的57分钟缩短为15分钟（为有可比性，此计算以两条生产线共用一台光学2D机检测时间对比）。但与我们规定的质量风险监控线还有差距（见图三中红色虚线），此状况下我们不能再苛求光学2D机了，应从管理上采取些补充措施：

1．不一定按工序顺序安排送检，那个工序先送到零件就马上检测；

2．同时送到多工序的待检零件，可先检时间短，项目少的工序；

3．评估各工序待检项的能力值，如图四所示。能力值（CAM≥1.67）高的检测工序可延后检测，（CAM值为法国PSA标准，相当于Cp,Pp值），相当于检测频次间距加大；

说明:风险监控线不是否决项,只是一种警告提示.采取上述几项措施都可以动态为减少超时作贡献。

图四

05检测方案优化的经济效益

采用上述方案的另一个因素是出于节省投资成本的考虑，以牺牲一定程度的柔性化来换取成本节省的最大化还是值得的，况且在优化方案中，光学2D机在工序检测中仍发挥着重要作用。

如在OP40，OP60，OP80，OP增加了4--6台线边综合检具，投资额约在50万左右。两线共用一台光学2D机，节省出来的一台光学2D机的费用约为12万RMB，因此可节省12万RMB-5万RMB=70万RMB；

因手动吹除擦拭零件的时间占节省总检测时间的47%，通过改造闲置多年的清洗机，改手动为自动清洗。每年可节省检测工时8千多小时，节约成本近万元；

精加工部分工序光学2D机检测的检查项改为测量间ADECCOLE测量，因所用ADECCOLE测量仪一直在为其它生产线服务，利用的是其剩余能力，并未作新的投资。

06结束语

本文主要从分析工序检测设备利用率入手，计算各类检测设备满足实时监控要求检测时间，找出风险点，制定出既要控制质量风险，又要成本最小化的投资方案。需要说明的是，在传统检测方案中检测设备利用率问题并不突出，但在引入以光学2D机为代表的新技术运用时此问题显现出来了。目前，线边检测仍然是生产线实时监控的主体，所以此类问题仍值得

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