Ekstrusjonspressen er hjertet i et aluminiumsekstruderingsanlegg, men et sunt hjerte garanterer ikke en sunn kropp. Mange anlegg som starter opp, faller i ytelse i løpet av de neste tolv til atten månedene. Produksjonsratene faller. Skrapprisene stiger. Uventede sammenbrudd blir hyppigere. Utstyret er det samme som det var på idriftsettelsesdagen. Forskjellen er at driftssystemene rundt utstyret har degradert eller aldri ble ordentlig etablert i utgangspunktet.
Denne artikkelen beskriver driftssystemene som skiller ekstruderingsanlegg som opprettholder høy ytelse fra de som gradvis avtar. Disse systemene er ikke komplekse, men de krever konsekvent innsats for å etablere og vedlikeholde. De er det praktiske grunnlaget for langsiktig-produktivitet.
Skiftoverleveringsprosessen
Skiftoverdragelsen er øyeblikket når ett team av operatører overfører ansvaret til det neste teamet. I mange anlegg er denne overleveringen uformell. Det utgående skiftet sier at alt er bra og går. Det innkommende skiftet starter arbeidet uten kunnskap om hva som har skjedd i løpet av de foregående åtte timene. Problemer som begynte på forrige skift oppdages først når de blir synlige, noe som ofte er for sent til å forhindre skroting eller nedetid.
En formell skiftoverleveringsprosess endrer denne dynamikken. Avtroppende vaktleder utarbeider en skriftlig overleveringsrapport som inneholder følgende punkter. Produksjonskvantiteten og kvaliteten oppnådd under skiftet. Eventuelle utstyrsproblemer observert, selv om de ble løst. Eventuelle justeringer for prosessparametere og hvorfor. Status for matriser i pressen og matriser som venter på reparasjon eller utskifting. Beholdningen av billets og annet materiale ved starten og slutten av skiftet. Eventuelle sikkerhetshendelser eller nesten-ulykker. Eventuelle instrukser fra ledelse eller vedlikehold som påvirker neste skift.
Påtroppende skiftleder leser denne rapporten før arbeidet starter. De går på linje med den avtroppende veilederen, observerer den nåværende produksjonen og bekrefter den rapporterte statusen. De stiller spørsmål om alt som er uklart. Først etter denne gjennomgangen går avtroppende veileder.
Denne prosessen legger til femten minutter til hvert skiftskifte. Det forhindrer også tap av informasjon som forårsaker gjentatte feil og tapte muligheter. I anlegg som bruker en formell overlevering skjer ikke det samme problemet på tre forskjellige skift fordi ingen kommuniserte løsningen.
Det daglige produksjonsgjennomgangsmøtet
Et daglig produksjonsgjennomgangsmøte er et kort møte, vanligvis femten til tjue minutter, holdt til samme tid hver dag. Deltakerne er anleggsleder, skiftledere, vedlikeholdsleder og kvalitetskontrollleder. Agendaen er fast og enkel.
Det første elementet er forrige dags produksjon. Faktisk produksjon sammenlignes med målet. Eventuell mangel er forklart. Det andre elementet er kvalitet. Skraphastigheten rapporteres etter type, slik som dimensjonsfeil, overflatedefekter eller metallurgiske defekter. Årsaken til hver hovedfeiltype er identifisert. Det tredje elementet er utstyrsstatus. Eventuelle havarier eller større reparasjoner rapporteres, sammen med tapt tid og korrigerende tiltak. Det fjerde punktet er planen for gjeldende dag. Eventuelle spesielle produksjonskrav eller vedlikeholdsaktiviteter er notert.
Hensikten med dette møtet er ikke å tildele skyld. Det er for å sikre at alle har samme informasjon og at problemene blir tatt tak i før de blir større. Et problem som diskuteres på det daglige møtet løses vanligvis innen tjue-fire timer. Et problem som ikke diskuteres kan vedvare i uker eller måneder.
I anlegg som holder dette møtet konsekvent, er det mer sannsynlig at produksjonsmålene blir nådd, skrotratene avtar over tid, og utstyrets pålitelighet forbedres fordi små problemer fanges opp tidlig.
Den forebyggende vedlikeholdsplanen
Hver ekstruderingspresse leveres med en anbefalt vedlikeholdsplan fra produsenten. Denne planen spesifiserer når hydraulikkvæske skal skiftes, når filtre skal skiftes, når lagre skal inspiseres og når sensorer skal kalibreres. Mange planter følger denne planen det første året. Etter det blir vedlikehold reaktivt. Ting fikses først når de går i stykker.
Reaktivt vedlikehold er dyrere enn forebyggende vedlikehold på tre måter. For det første forårsaker et sammenbrudd uplanlagt nedetid, som er tapt produksjon. For det andre skader et sammenbrudd ofte andre komponenter. For eksempel kan et sviktet lager skade en aksel, og gjøre en liten reparasjon til en større. For det tredje er nødreparasjoner vanligvis dyrere enn planlagte reparasjoner fordi deler må skaffes raskt og arbeidskraft ofte er overtid.
Et riktig implementert forebyggende vedlikeholdssystem bruker en datastyrt eller papirbasert-plan som viser hver vedlikeholdsoppgave, hyppigheten og den ansvarlige personen. Når en oppgave er fullført, blir den registrert. Systemet flagger oppgaver som er forfalte. Vedlikeholdslederen gjennomgår timeplanen ukentlig og planlegger neste ukes aktiviteter.
Kritiske vedlikeholdsoppgaver for en ekstruderingslinje inkluderer prøvetaking og analyse av hydraulikkolje hver tredje til sjette måned. Denne analysen oppdager slitasjemetaller og forurensning før de forårsaker pumpe- eller ventilfeil. Lagertemperaturovervåking, der en plutselig temperaturøkning indikerer forestående feil. Inspeksjon av elektrisk kobling, der løse koblinger forårsaker overoppheting og kan føre til brann. Kalibrering av termoelementer og trykktransdusere, fordi unøyaktige sensorer forårsaker feil prosesskontroll.
Die Management System
Dies er de hyppigst endrede og hyppigst reparerte komponentene på en ekstruderingslinje. Et anlegg som kjører førti profiler kan ha to hundre dies i omløp. Uten et styringssystem, blir dies tapt, blandet sammen eller sendt til reparasjon når de kunne vært brukt for en kjøring til.
Et formstyringssystem starter med identifikasjon. Hver terning er merket med et unikt nummer. Dette nummeret er knyttet til en post som inneholder formdesigntegningen, profilene den produserer, produksjonsdatoen, antall kjøringer, den totale ekstruderte lengden per kjøring og reparasjonshistorikken. Når en dyse plasseres i pressen, logger operatøren dysenummeret, legeringen som ekstruderes, og kjøringens starttidspunkt. Når kjøringen avsluttes, logger operatøren kjøringens sluttid, den totale produserte lengden og eventuelle observasjoner om stansens ytelse.
Dysevedlikeholdsprosessen er også dokumentert. Når en dyse fjernes for reparasjon, registrerer vedlikeholdsteknikeren arbeidet som er utført. Justering av lagerlengde, sprekksveising, overflatepolering og eventuelle endringer i formdesignet. Denne reparasjonsposten lar anlegget identifisere mønstre. For eksempel, hvis en bestemt profilform konsekvent viser slitasje på ett lager etter et visst antall kjøringer, kan dysen modifiseres for å forlenge levetiden.
En enkel, men effektiv praksis er å farge-kode formene etter legeringsgruppe. Dies brukt for 6060 legering er merket med én farge. Dies brukt for 6063 legering med en annen. Dette forhindrer kryss-kontaminering, der en dyse brukt for en legering gir overflatedefekter når den brukes til en annen legering.
Kvalitetskontrollsystemet
Kvalitetskontroll i et ekstruderingsanlegg handler ikke bare om å sjekke profiler på slutten av linjen. Det er et system med kontroller gjennom hele prosessen som fanger opp problemer tidlig. Jo tidligere et problem fanges opp, jo mindre avfall produseres og jo lettere er det å rette opp.
Den første kvalitetskontrollen er på den innkommende billetten. Billettens overflatekvalitet, lengde og diameter er verifisert. Kjemisk sammensetning bekreftes ved spektrografisk analyse. Eventuelle avvik fra spesifikasjonen dokumenteres og rapporteres til emneleverandøren.
Den andre kvalitetskontrollen er under ekstrudering. Presseoperatøren overvåker ekstruderingstemperatur, hastighet og trykk. Avvik fra settpunktene utløser et varsel. Profilen inspiseres visuelt når den kommer ut av dysen og passerer gjennom kjølebordet. Overflatedefekter som riper, dyselinjer eller bobler blir registrert umiddelbart, slik at operatøren kan stoppe kjøringen og rette opp problemet før mer avfall produseres.
Den tredje kvalitetskontrollen er etter strekking. Profilen måles for lengde og retthet. Vridning og bue kontrolleres med rettekanter eller lasermåleverktøy. Profiler som er utenfor toleranse er satt til side for potensiell omarbeiding eller skrot.
Den fjerde kvalitetskontrollen er etter aldring. Hardhet testes med en bærbar hardhetstester. Mekaniske egenskaper verifiseres i henhold til relevant standard. Profiler som består denne kontrollen frigis for pakking og forsendelse.
Hver av disse kvalitetskontrollene er dokumentert. Dokumentasjonen lar anlegget spore kvalitetstrender. Hvis skrotraten for en bestemt defekttype øker, kan anlegget undersøke grunnårsaken og iverksette korrigerende tiltak før mangelen blir en kundeklage.
Den kontinuerlige forbedringsprosessen
Kontinuerlig forbedring er et begrep som ofte brukes, men som sjelden implementeres effektivt. I mange anlegg betyr det å løse problemer etter hvert som de oppstår. Dette er ikke kontinuerlig forbedring. Dette er brannslukking. Ekte kontinuerlig forbedring er en strukturert prosess for å identifisere og eliminere de grunnleggende årsakene til problemer slik at de ikke oppstår igjen.
En praktisk kontinuerlig forbedringsprosess starter med problemdefinisjon. Et problem er beskrevet i spesifikke, målbare termer. For eksempel har skrap fra overflateriper økt fra tre prosent til seks prosent de siste tre månedene. Problemstillingen tildeles et lite team av mennesker som jobber med den aktuelle delen av prosessen.
Teamet undersøker problemet ved å bruke fem hvorfor-metoden. Hvorfor er det overflateriper på profilen? Fordi kjølebordet har grove flekker. Hvorfor har kjølebordet grove flekker? Fordi bordet ikke har fått nytt overflate på to år. Hvorfor har ikke bordet fått ny overflate? Fordi vedlikeholdsplanen ikke inkluderer gjenoppretting av bord. Hvorfor inkluderer ikke vedlikeholdsplanen gjenoppretting av bord? Fordi ingen identifiserte det som et vedlikeholdsbehov. Hvorfor identifiserte ingen det? Fordi vedlikeholdsteamet aldri ble opplært til å inspisere overflaten på kjølebordet.
Grunnårsaken er mangel på opplæring i vedlikehold av kjølebord. Den korrigerende handlingen er å oppdatere vedlikeholdsplanen og trene vedlikeholdsteamet. Den korrigerende handlingen iverksettes, og resultatet måles. Skrap fra overflateriper faller tilbake til tre prosent. Problemet anses som løst, men teamet dokumenterer løsningen slik at det samme problemet ikke gjentar seg i fremtiden.
Denne prosessen er enkel, men krever disiplin. Problemer skal dokumenteres. Lag må tildeles. Korrigerende tiltak må implementeres og verifiseres. Uten denne disiplinen vil de samme problemene gjenta seg gjentatte ganger, noe som tar ledelsestid og reduserer lønnsomheten.
Systemet for etterfylling av reservedeler
Det er ikke nok å ha et første lager av reservedeler. Den beholdningen vil bli oppbrukt over tid. Uten et påfyllingssystem vil anlegget til slutt gå tom for kritiske deler og stå overfor forlenget nedetid mens det venter på at nye deler skal ankomme.
Et reservedelspåfyllingssystem starter med å definere et minimumslagernivå for hver del. Minimumsnivået beregnes basert på ledetiden for å få delen og bruksraten. For en del med en leveringstid på seks uker og en bruksrate på én per måned, er minimumsbeholdningen to deler. Når beholdningen faller til to, legges det inn en ordre.
Systemet inkluderer en vanlig syklustelling. En gang per måned telles reservedelslageret og sammenlignes med postene. Avvik undersøkes og korrigeres. Antallet oppdaterer også bruksdataene, som brukes til å justere minimumslager.
For kritiske deler opprettholdes et ekstra sikkerhetslager. Sikkerhetslager er en ekstra del utover det beregnede minimum. Dette gir en buffer for uventet etterspørsel eller lengre-en-forventede ledetider.
For deler som er spesifikke for ekstruderingslinjen og ikke kan skaffes lokalt, etablerer anlegget et direkte forhold til utstyrsleverandøren eller deleprodusenten. Dette forholdet inkluderer avtalte priser, ledetider og fraktmetoder. Ekspressfrakt brukes kun for nødbestillinger. For vanlige bestillinger er sjøfrakt mer økonomisk.
Operatøropplærings- og sertifiseringssystemet
Operatører er det mest variable elementet i produksjonssystemet. En godt-trent operatør oppnår høy produktivitet og kvalitet. En dårlig trent operatør skaper sløsing og nedetid. Et formelt opplærings- og sertifiseringssystem sikrer at alle operatører har et minimumsnivå av kompetanse.
Opplæringssystemet inkluderer grunnopplæring for nye operatører. Denne opplæringen dekker sikkerhet, utstyrsdrift, kvalitetskontrollprosedyrer og grunnleggende vedlikehold. Opplæringen inkluderer både klasseromsundervisning og praktisk-øvelse. Etter opplæringen skal operatøren bestå en skriftlig prøve og en praktisk prøve.
Etter innledende opplæring får operatørene oppfriskningsopplæring med jevne mellomrom. Oppfriskningsopplæring dekker nye prosedyrer, endringer i utstyr og erfaringer fra nylige kvalitetsproblemer. Oppfriskningsopplæringen er dokumentert og inkludert i operatørens opplæringsjournal.
Et sertifiseringssystem tildeler hver operatør et sertifiseringsnivå. Nivå 1-operatører kan kjøre linjen under tilsyn. Nivå to-operatører kan kjøre linjen uavhengig. Nivå tre operatører kan kjøre linjen og lære opp andre operatører. Nivå fire operatører kan kjøre linjen, trene andre og utføre grunnleggende feilsøking og vedlikehold.
Sertifisering er basert på demonstrert kompetanse, ikke bare oppmøte på trening. Operatører vurderes av deres veileder og av opplæringsteamet. Sertifiseringsnivået bestemmer oppgavene som operatøren er autorisert til å utføre.
Dette systemet motiverer operatører til å forbedre sine ferdigheter. Det gir også anleggslederen tillit til at linjen vil bli drevet riktig uavhengig av hvilke operatører som er på skift.
Produksjonsplanleggingssystemet
Produksjonsplanlegging blir ofte behandlet som en enkel planleggingsøvelse. Anlegget mottar bestillinger, prioriterer dem og planlegger produksjon. I praksis er effektiv produksjonsplanlegging mer kompleks. Det innebærer å matche produksjonsplanen til matrisbeholdningen, emnebeholdningen og tilgjengelig driftstid.
En god produksjonsplan grupperer bestillinger etter profiltype og legering. Dette minimerer endringene i formen. Dyseendringer er tidkrevende-og genererer skrap under omstart. Gruppering av bestillinger lar også anlegget kjøre lengre kjøringer på samme dyse, noe som forbedrer dysens levetid og reduserer oppsetttiden.
Produksjonsplanen tar også hensyn til tilgjengeligheten av emner. Hvis en bestemt legering er mangelvare, planlegges bestillinger for den legeringen når emner er tilgjengelige. Dersom emner er tilgjengelige i store mengder, kan anlegget kjøre ekstra produksjon for inventar for å utnytte emnetilførselen.
Produksjonsplanen gjennomgås daglig og justeres for faktiske forhold. Hvis en terning feiler uventet, endres planen. Dersom et skifte oppnår høyere produksjon enn planlagt, kan planen justeres for å utnytte muligheten.
Sikkerhetssystemet
Sikkerhet er ikke bare et lovkrav. Det er en praktisk nødvendighet. Et anlegg med dårlig sikkerhetsresultat har høyere forsikringskostnader, høyere omsetning av ansatte og høyere ledelsesdistraksjon. Grunnårsakene til sikkerhetshendelser er ofte de samme som grunnårsakene til produksjonsproblemer. Dårlig rengjøring, mangel på opplæring og utilstrekkelig vedlikehold av utstyr.
Et sikkerhetssystem starter med sikkerhetsopplæring for alle ansatte. Denne opplæringen dekker de spesifikke farene på ekstruderingslinjen. Varme, bevegelige maskineri, hydraulisk trykk og tung last. Ansatte lærer hvordan de kan beskytte seg selv og hvordan de kan gjenkjenne usikre forhold.
Sikkerhetssystemet inkluderer regelmessige sikkerhetsinspeksjoner. Gå-gjennom inspeksjoner av produksjonsgulvet, se etter snublefarer, ubevoktet maskineri og feil lagret materiale. Utstyrsinspeksjoner, sjekk for slitte eller manglende sikkerhetsvern, funksjonsfeil i nødstoppknapper og lekkasje av hydraulikkvæske.
Sikkerhetssystemet inkluderer hendelsesrapportering og etterforskning. Enhver sikkerhetshendelse, selv en nesten-ulykke, blir rapportert og undersøkt. Undersøkelsen identifiserer årsaken og iverksetter korrigerende tiltak. Dette forhindrer at den samme hendelsen skjer igjen.
Et anlegg som går trygt, kjører også produktivt. Prosedyrene som holder folk trygge sørger også for at utstyret fungerer som det skal. Disiplinen med regelmessige inspeksjoner og hendelsesrapportering overføres til produksjonsoperasjoner.
Konklusjon
En ekstruderingslinje er mer enn en samling maskiner. Det er et produksjonssystem som krever at driftssystemer fungerer effektivt. De ti systemene beskrevet i denne artikkelen er utviklet og foredlet gjennom mange års erfaring med ekstruderingsprosjekter i utlandet. De er ikke teoretiske. De er praktiske,-felttestet og bevist å fungere.
Anlegg som implementerer disse systemene oppnår konsekvent høyere produksjonshastigheter, lavere skraphastigheter, færre havarier og bedre sikkerhetsrekord enn anlegg som ikke gjør det. Kostnadene for å implementere disse systemene er beskjedne. Avkastningen på investeringen er betydelig og kontinuerlig.
For anleggseiere som planlegger en ny ekstruderingslinje, er tiden for å etablere disse systemene før oppstart, ikke etter. Systemene blir en del av plantens kultur fra første produksjonsdag. De former hvordan anlegget fungerer hele livet. Investering i driftssystemer er en av de viktigste beslutningene en anleggseier kan ta. Det betyr mer enn pressens merke eller opprinnelseslandet til utstyret. Det betyr mer enn den opprinnelige prisen eller leveringsplanen. Det avgjør om planten oppnår sitt potensial eller kommer til kort.
