Портал "Управление производством" 0 комментариев

Повышение эффективности потока изготовления турбинных лопаток 1 и 2 ступени SaM146

Успешным опытом реализации проекта делится Григорьев Алексей, ведущий специалист службы по развитию производственной системы ОАО «НПО «Сатурн».

Статья публикуется в рамках Конкурса работ «Управление производством - 2014»

Автор: Григорьев Алексей Сергеевич, ведущий специалист службы по развитию производственной системы ОАО «НПО «Сатурн»

В сентябре 2012 по январь 2013 года в литейном производстве проводился проект в рамках 7-й волны преобразований по бережливому производству. В течение четырех месяцев  велась работа по повышению эффективности потока изготовления турбинных лопаток 1 и 2 ступени  двигателя SaM146.

Задачами данного проекта являлись повышение выпуска изготовления турбинных лопаток 1 и 2 ступени двигателя SaM146 с 4,5 до 8 мотокомплектов в месяц и внедрение индикаторов управления эффективностью.

На этапе анализа были проведены общие наблюдения (анализ процесса работ в группах), проведены фотографии рабочего дня производственных участков, проанализирована сопроводительная документация и построена карта потока создания ценности VSM.

При построении карты потока создания ценности VSM были достигнуты следующие цели:

  1. Визуализирован весь поток создания ценности  и отдельные процессы одновременно (рис.1). 
  2. Определена связь между материальными и информационными потоками.
  3. Выявлены области необходимых улучшений.
  4. Определены операции, требующие дополнительного анализа.
  5. Рассчитана пропускная способность операций (с учетом брака).
    • операции, отмеченные красным кружком  - операции с пропускной способностью от 4 до 6 двиг./месяц;
    • операции, отмеченные синим кружком  - от 6 до 8 двиг./месяц;
    • операции, отмеченные зеленым кружком  - от 8 двиг./месяц.
  6. Определены операции с наибольшим скоплением НЗП (операции ограничения), как показала карта VSM, это операции, отмеченные красным кружком

Рисунок 1. Карта потока создания ценности изготовления турбинных лопаток 1 и 2 ступени SaM146 

В построении карты потока создания ценности принимала участие вся рабочая группа, в состав которой вошли как специалисты корпуса, так и руководство. Всем были розданы бланки для сбора информации (рис. 2) и закреплены операции. Каждый участник проекта участвовал в обсуждении существующего процесса изготовления лопаток, и, независимо от его должности, мог высказать свои замечания и пожелания. 

Бланк для сбора данных

Рисунок 2. Бланк для сбора данных  

На рисунке 3 представлена часть данных по анализу карты VSM, где видно, что:

  • 5 операций имеют низкую пропускную способность;
  • перед операциями «Очистка» и «Термообработка лопаток 1 ступени» происходит большое скопление НЗП;
  • длительный цикл выполнения операций. 

Анализ карты VSM

Рисунок 3. Данные из анализа карты VSM 

Следующим этапом анализа было проведение фотографий рабочего дня на операциях «ограничений»:

Операция «плавка металла и заливка форм» на плавильном участке

На момент анализа ситуация работы участка следующая:

  •  работа в 3 смены по 24 часа в сутки, 5 дней в неделю;
  • 3 плавильных печи, с общей фактической пропускной способностью 4,5 двигателя в месяц.
  • план для каждой печи составляет 4 плавки в день (1 плавка – 16 лопаток). 

При анализе  фотография рабочего дня плавильной установки №2  (рис. 4) было выявлено:

  • ежедневные простои оборудования в ночную смену до 5 часов;
  • при нагретой печи время на плавку уменьшается с 5ч. до 3ч. 50 минут.
  • отсутствие вспомогательного персонала в ночную смену (при выходе оборудования из строя в ночное время, работа останавливалась до прихода специалиста, например при смене термопар) 

Фотография рабочего дня

Рисунок 4. Фотография рабочего дня плавильной установки №2 

При обсуждении фотографии рабочего дня с командой проекта в части выявленных простоев в ночное время определено, что данные простои технологические, для охлаждения оборудования (остывание кристаллизатора), но на вопрос о необходимости это делать ежедневно никто не мог уверенно дать ответ.

По итогам фотографии рабочего дня на операции «плавка металла и заливка форм» были выработаны следующие действия:

  • обучить мастерской состав выполнению действий по смене термопар в ночное время
  • увеличить количество плавок до 5 в день и проанализировать необходимую периодичность охлаждения оборудования. 

Операция «Термообработка лопаток 1 ступени» выполняемая в цехе смежнике

При выполнении фотографии рабочего дня операции «Термообработка лопаток 1 ступени» был проанализирован технологический процесс, т.к. данная операция является специальным процессом, то все параметры его четко определены и зафиксированы в технологии. Также в технологии задан размер садки, который должен состоять не более 120 лопаток (рис. 5 (а)). 

Рисунок 5. а) приспособление с лопатками для термообработки. б) схема заполнения ячеек в приспособлении. 

Первый вопрос, который сразу возникает, а почему не более 120 лопаток можно загружать в печь? Если посмотреть на расположение лопаток в приспособлении (рис. 5), можно отметь, что есть пустые ячейки и приспособление используется не на 100%.

В ходе поиска ответа на вышестоящий вопрос были привлечены специалисты, технологи и другие лица, отвечающие за разработку и утверждение параметров термической обработки. Вследствие чего было определено, что технология разработана и внедрена в 2005 году, когда производственные потребности были в разы меньше текущей программы, и работа по совершенствованию данного процесса не велась.

По итогам фотографии рабочего дня на операции «Термообработка лопаток 1 ступени» были выработаны следующие действия:

  • проведение опытных работ по выполнению операции с эффективностью использования приспособления 100% - 160 лопаток;
  • проведение исследований структуры лопатки при садке 160 лопаток, при положительном результате провести изменение технологии. 

Также во время проведения анализа большое внимание уделялось существующему процессу управления эффективности: 

  • существуют индикаторы НЗП и динамики производства, однако они не охватывают весь процесс, и они используются недостаточно широко;
  •  частично отсутствуют собственные целевые показатели  работы, есть глобальные месячные цели без разбивки на день, неделю;
  • организация совещаний носит характер «решение текущих проблем»;
  • информация доступна лишь руководителю цеха и мастерскому составу;
  • у производственных рабочих отсутствует видение относительно завтрашнего дня: 
    • они не знают, опережают они производственный график или, наоборот, отстают от него, и доволен ли руководитель результатами их работы;
    • они не знают, каков на их участке коэффициент доработки или брака, им известно лишь теоретическое значение.
  • запасы не находятся в непосредственной близости от станков.
  • исполнители не имеют представления об ожидаемой загрузке. 

Таким образом, задачей проекта стала организация системы управления эффективностью путем разработки и внедрения:

  • на каждом участке зон визуального контроля;
  • системы постоянного мониторинга с ежедневной распечаткой и вывешиванием файла с производственными задачами предыдущего дня + краткий обзор за предыдущую неделю;
  • требований от мастеров ежедневно вывешивать сводку результатов работы в каждом производственном участке и доводить данную информацию до исполнителей;
  • внедрения на каждом участке системы индикаторов: ПРИЕМКА / НЗП / ВЫПУСК / ЦИКЛ / БРАК; 

С этой целью были разработаны индикаторы управления эффективностью для производственных групп и подразделения в целом. Пример группового и цехового  индикаторов управления эффективностью представлен на рисунке 6. 

Групповой индикатор управления эффективностью

Рисунок 6. Фото группового и цехового индикаторов управления эффективностью 

Индикаторы управления производственными участками были внедрены в ежедневный рабочий процесс. Здесь  отслеживаются те показатели работы, которые оказывают наибольшее влияние на эффективность работ. К таким показателям, например, можно отнести состояние по доступности оборудования (рис. 7) с целью визуализации его состояния и оперативного реагирования на неисправность. 

Индикатор доступности оборудования

Рисунок 7. Индикатор доступности оборудования 

Одним из предложенных элементов организации производственного процесса в рамках проекта можно отметить внедрение информационных плакатов в ключевых секторах техпроцесса в целях обеспечения лучшего понимания специфики работы каждого ключевого сектора, задействованного в литейном процессе (рис. 8), и цветовое кодирование ящиков с лопатками 1 и 2 ступеней (рис. 9). 

Плакат

Рисунок 8. Информационный плакат на операцию «Очистка» 

Данные плакаты также позволят повысить ответственность у работников за выполнение данного этапа технологического процесса. 

Цветовое кодирование ящиков лопаток 1 и 2 ступеней (синий ящик – лопатка 1 ст., зеленый ящик – лопатка 2 ст.) дает возможность с легкостью определить, сколько лопаток, какой ступени находится на данный момент в НЗП и избежать работы большими партиями, тем самым перегрузки определенных средств производства. 

Тара хранения лопаток

Рисунок 9. Фотография тары хранения лопаток 1 и 2 ступени

С целью сокращения цикла и выхода негодной продукции был применен метод FIFO - первая деталь пришла - первая ушла.

Текущая ситуация показала наличие НЗП на операциях и межоперационное изготовлении происходит по принципу ближе лежит - первая под обработку. Рассмотрим такой подход, смоделировав его (рис. 10) с условиями, что технология состоит из 12 операций, запуск и межоперационное перемещение производится по детали в день. 

Моделирование производства

Рисунок 10. Моделирование производства с наличием НЗП на операциях и подходом ближе лежит - первая под обработку. Стадия 1 

В процессе обработки на операции 5 происходит сбой в работе оборудования, что повлияло на качество обрабатываемой продукции. Данное несоответствие может быть выявлено на контрольной операции 9 «контроль макроструктуры». Исходя из условий наличия НЗП и принципа работы ближе лежит - первая под обработку, на операции 6 и 8 были взяты детали, находящиеся в запасе.Тем самым на контрольную операцию будут поступать детали попеременно, как годные так и негодные, что своевременно не даст определенного сигнала об остановке производства и поиске причины (рис. 11), как в случае если бы на контроль изначально поступила бы только негодная продукция. 

Моделирование производства

Рисунок 11. Моделирование производства с наличием НЗП на операциях и с подходом ближе лежит - первая под обработку. Стадия 2 

С сокращением НЗП и применением метода FIFO - первая деталь пришла - первая ушла, позволит не только сократить цикл изготовления, но и оперативно реагировать на сбои производственного процесса, что повлияет на сокращение выпуска негодной продукции ≈ на 30% (рис. 12). 

Моделирование производства

Рисунок 12. Моделирование производства без НЗП на операциях и с подходом первая деталь пришла - первая ушла 

Одним из немаловажных моментов в проведении проекта является рабочая группа, степень участия и удовлетворенности участников проектной команды. И для определения ситуации по продвижению проекта и определения настроения рабочей группы был применен следующий метод:

Каждый член рабочей группы расставлял балы от 0 до 5 по нижеперечисленным вопросам, с комментированием своей оценки, и в случае неудовлетворенности мог выразить свое мнение.

  1. Проект движется вперед уверенными темпами с максимальным воздействием на выбранную для проекта зону.
  2. Ключевые игроки производственного подразделения проводят с нами достаточно времени.
  3. Между членами проектной команды и представителями производственного участка сложились хорошие отношения.
  4. Наша работа сконцентрирована на основных проблемах.
  5. Я понимаю свою роль в проекте и то, как она связана с остальным проектом.
  6. Мне нравится работать в данном проекте.
  7. Я узнаю новые вещи.
  8. Я доволен количеством часов, отработанных в данном проекте на этой неделе.
  9. Команда демонстрирует хорошую динамику работы, и используемые нами методы дают результат.
  10. Роль каждого участника проекта четко структурирована и хорошо управляется.
  11. Наш план работ четко определен и является достижимым.
  12. Мы уделяем достаточно времени решению вопросов в команде.
  13. Мы используем все доступные нам ресурсы оптимальным образом. 

Данная оценка производилась по итогам рабочей недели. Общий результат выражался в виде диаграммы с отслеживанием тенденции (рис. 13). 

Диаграмма удовлетворенности

Рисунок 13. Диаграмма удовлетворенности участников проектной команды 

Итоги проекта

По итогам проекта можно отметить результаты, повлиявшие на повышение пропускной способности изготовления лопаток, при этом рабочей группой не были произведены действия по покупке нового оборудования или найму людей. Весь проект заключался в поиске и определении потерь процесса и на их дальнейшее устранение. Результаты проекта:

1)  Итоги работы на плавильном участке (рис. 14) 

Плавильный участок

Рисунок 14. Итоги работы на плавильном участке 

2)  Итоги работы на участке выщелачивания (рис. 15) 

Участок выщелачивания

Рисунок 15. Итоги работы на участке выщелачивания 

3)  Итоги работы на участке термообработки рабочей лопатки 1 ступени в цехе смежнике (рис. 16) 

Участок термообработки рабочей лопатки

Рисунок 16. Итоги работы на участке термообработки рабочей лопатки 1 ступени 

Изначально перед командой проекта была поставлена амбициозная цель: повышение пропускной способности в два раза без дополнительных материальных затрат. Однако за время реализации проекта по бережливому производству командой были достигнуты результаты, позволившие увеличить эффективность потока изготовления турбинных лопаток 1 и 2 ступени SаM146 в общем на 30%. Следующим шагом для достижении поставленных задач будет являться работа над повышением качества выпускаемой продукции. 

ОАО «Научно-производственное объединение «Сатурн» – двигателестроительная компания, специализируется на разработке, производстве и послепродажном обслуживании газотурбинных двигателей для военной и гражданской авиации, кораблей Военно-морского флота, энергогенерирующих и газоперекачивающих установок. ОАО «НПО «Сатурн» входит в состав «Объединенной двигателестроительной корпорации» – стопроцентной специализированной дочерней компании ОАО «ОПК «ОБОРОНПРОМ» по управлению двигателестроительными активами.

0 комментариев
Отправить
обсуждения
Здесь больше организационных вопросв, чем в самой платформе. Можно взять за основу Фабрику идей у Ев... СУМЗ: «Фабрика идей» и «Доска решения проблем» переходят на цифровую платформу
Белоярская АЭС принимает группы студентов, они могут быть и старше 18 лет. Но в целом да, в настояще... Туризм на АЭС: не развлечение, но просвещение
Отличный пример цифровизации или "умной фабрики", коллеги! А можете поделиться платформой ... СУМЗ: «Фабрика идей» и «Доска решения проблем» переходят на цифровую платформу
Узнайте больше Альманах “Управление производством” 300+ мощных кейсов, готовых к использованию чек-листов и других полезных материалов
Альманах “Управление производством”