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提高PC构件工厂产能的思路及途径

发布时间:2019-11-25    作者:admin    点击量:

在各级政府支持装配式建筑产业发展的密集利好政策大力支持下,各地装配式产业呈现一派生机勃勃、欣欣向荣的繁荣景象,在一年多的时间里,全国各地新建了几百家 PC 工厂。有的在装配式领域深耕多年,已经发展成一个完整的装配式建筑构件生产产业链的大型企业,且通过连锁经营模式,在全国各地布局上百家直营 PC 工厂和联合工厂,通过输出技术、输出管理、输出设备、培训人员,挖到了第一桶金。各地已经建成的PC 工厂,尤其是南方地区的 PC 工厂,产品已经供不应求;地产商为了能及时购买到 PC 构件,不影响施工进度和工期,已经开始预付款,提前半年预定所需 PC构件。然而,这些已经投产的 PC 工厂,老板在起初欣喜之余后,马上都愁容满面,发现按设计产能接了订单后,产能都远远达不到设计要求,有的产能 50% 都达不到,无法完成订单,面临严重临违约风险。

由此看来,分析清楚制约 PC 构件产能的因素,并找到解决的办法,提高产能是一件非常紧迫和必要的工作。

1 制约产能的主要因素

要想提高 PC 工厂产能,首先要做的是分析清楚制约和影响产能有哪些因素,在整个生产链的什么环节,是什么工序、工位影响了产能,这些因素是如何影响产能的。只有把这些影响产能的因素、环节、工序、工位准确的找到,并分析清楚它们是如何影响产能的,才能有的放矢的,使产能得到大幅提高。通过一年多的实际经验积累,以及对其它许多工厂的调研,笔者认为影响产能的主要因素有如下几个方面。

1.1 人员素质

一线员工的素质与产能密切相关,由于生产 PC 构件的技术含量还是比较高的,首先,员工要能识图,并按照图纸准确施工;其次,要掌握 PC 构件各工位之间的生产节拍,要使各工位之间能密切配合,紧密衔接;否则一个工位出现问题,就会导致整条生产线待工。管理人员的素质也很重要,能否科学、合理地去管理;各项目之间能否很好的按生产计划平衡好产能;能否将各部门之间有机的串联起来,使各部门能各负其责的同时又能与其它部门密切配合,生产计划制定是否合理;生产前原材料、模具、生产线是否都能按时间节点、生产计划准时完成生产任务。这一切与人员素质相关的因素也决定着产能的高低。目前,许多工厂建成后,面临的是员工荒,招不到熟练的产业工人,工厂只能饥不择食,不管什么素质的工人都招,许多只有小学文化,文化水平很低。这样低素质员工,怎么培养都看不懂图纸,也不能很好地操作设备。同时,专业的管理人员也奇缺,招到的管理人员许多都是没有从事过建筑行业,有的也没有管理工厂的经验。这样的人员素质,就会大大影响产能。

1.2 图纸深化设计

图纸深化设计是影响产能的一个重要因素,目前许多工厂由于图纸深化不合理、种类太多、设计复杂导致生产效率低下;图纸深化设计时错误太多,频繁变更,影响了生产;图纸深化设计时间过长,交图时间过晚,影响了 PC 工厂的开工日期和交货日期。不少小型设计院是首次做 PC 构件图纸深化设计,没有经验,也没有深刻学习和领会相关标准,没有遵循模数化、标准化的原则,导致对 PC 构件的拆分不合理,工厂无法大批量、规模化生产,最终导致产能低下。有些公司,还盲目扩大产业链,收购一些小型设计单位,由于这些小型设计单位,没有做 PC 构件图纸深化设计的经验,设计能力也较差,不仅没有给公司带来效益,反而因为设计的错误及不能及时出图而影响了生产。

1.3 生产计划的制定

生产计划的制定,与产能高、低密切相关。从原材料、预埋件、各种配件的数量、购置计划,模具的到厂计划、组装时间,到各种构件的生产计划,物流计划等都是生产计划的组成部分,生产计划必须科学合理,否则一个环节出了问题,就会影响到整个生产线,严重时会造成停产。

1.4 BOM表

BOM 就是物料清单(Bill of Material),物料清单是构成 PC 构件的所有原材料、配件、预埋件的清单,也是制造一个 PC 构件所需要每种原材料、预埋件的数量的清单。物料清单表明了产品→部件→组件→零件→原材料之间的结构关系,以及每个组装件包含的下属部件(或零件)的数量和提前期(Lead Time)。BOM 表非常重要,工艺部要及时做出 BOM 表,材料部要根据这个清单在生产前备齐所有原材料和预埋件,否则,缺一项就无法生产、导致停工待料。试验部门要根据BOM 表做好各种原材料、配件、预埋件的自检和第三方有资质检测机构的检验,否则无法提供交工资料。财务部门也要根据这个 BOM 表,才能核算成本。有的工厂就曾经因为没有及时做出 BOM,采购部门没有购齐生产 PC 构件所需的材料,严重影响了生产及产能。

1.5 模具

模具也是影响产能的一个重要因素。模具设计是否合理,模具是否拆装方便、快捷,模具是否能按投产日期及时提前生产出来、并运到工厂,模具到场后各组件能否合理摆放在仓库、组装时是否能马上找到各组件,模具工位员工是否能很好的识图、能否快速熟练的组装模具……这些都直接影响着产能。曾经有一个工厂,在生产楼梯时,模具设计不合理,拆卸时非常困难,耗时很长,还由于拆卸不方便,使用蛮力拆卸,导致缺棱掉角。还有一个工厂生产梁时,模具设计不合理,把梁的伸出筋设计在模具的侧边,导致这些伸出筋卡在模具的孔糟内,造成难以拆卸。目前,南方地区由于 PC 构件需求量非常大,催生了模具厂生意火爆,产能饱和,负面影响就是无法及时交货,影响了 PC 工厂的生产。还有一个工厂,管理不到位,模具到厂后,随意堆放,导致拼装模具时找相关组件需要很长时间,甚至有一次,因为一个小组件压在大模具下,找了 3 天才找到,工期耽误了 3 天。有些工厂一个项目模具组装完毕,能够生产居然需要 7~10天,这都大大影响了产能。

1.6 工位布局

工位布局对产能的影响也非常大,有些工位耗时比较长,例如制模、绑筋、后处理、拆模等工位,而有些工位耗时就比较短,例如构件布料工位;如果这些工位布局不合理,就会造成耗时短的工位待工,等待耗时长的工位,最终影响了产能。例如,有一家工厂的生产线,布料只需要 10 分钟,而制模、绑筋工位需要 60 分钟,但该工位只有四个,就造成了布料工位每小时有20分钟待工时间,浪费了产能。

1.7 后处理时间

构件布料完毕,抹平、拉毛等后处理时间的长短也严重影响产能。后处理时间越短,对产能的提高越有利,后处理时间越长,对产能的提高就越不利。如果后处理时间长,后处理工位又少,就会在构件后处理工位形成产能瓶颈,导致前面布料、制模、绑筋工位待工。尤其在不供暖的南方的初春、深秋和冬季,工厂内温度很低,有时低于 10℃,这时混凝土的水化非常缓慢;因为混凝土的水化速度与温度密切相关,温度越高,水化速度就越快,混凝土初凝时间就越短,后处理时间就越短;反之,温度越低,水化速度就越慢,混凝土初凝时间就越长,后处理时间就越长。如果在南方的冬季,不采取相应措施,就会在后处理工位形成产能瓶颈,大幅影响产能。

1.8 养护温度

与后处理工位一样,混凝土养护工位也严重影响着产能。混凝土的强度发展速度与环境温度密切相关,温度越高,水化速度就越快,混凝土强度发展就越快;反之,温度越低,水化速度就越慢,混凝土强度发展就越慢。一般普通叠合板要达到 15MPa,楼梯、梁、预应力构件要达到 20MPa 才能安全起吊和运输;在不供暖的南方的冬季、深秋和初春,工厂内温度很低,大部分时间低于 20℃,冬季最冷的时候只有几度。还有不少工厂的养护窑,只能加温到比环境温度高 10℃。如果在这样的环境温度下,混凝土构件要 30~40 多小时才能达到上述强度,才能拆模起吊,这会造成模具循环率低,其它工位待工的不利局面,影响产能。

1.9 销售策略

有些新建工厂,对哪些构件会影响产能根本不知道,对制约产能的因素也不清楚,更没有预估准确实际产能,就盲目接单,导致生产任务需求量大于了实际产能,不能如期交货,严重影响开发商的施工进度,出现了严重的违约风险。

2 提高 PC 工厂产能的思路及途径

分析清楚影响 PC 工厂产能的各种不利因素后,就可以有针对性地采取相应措施来消除、或减弱这些不利因素,产能就可以得到大幅提高。

2.1 提高人员素质

在前面的分析中可以清楚的认识到,人员素质的高低与产能密切相关,只有提高了人员素质,产能才能提高。提高人员素质主要途径有以下几条:

(1)在人员招聘时,一线员工学历至少高中以上,最好是建筑相关专业职业学校、中专、大专等毕业且经过专业培训的专业产线工人。现在国内已经有好几家专门培训装配式建筑产线员工的职业技术学院,新建厂可以和这些专业培训机构合作,招聘专业的产线工人。管理人员必须具备相关专业毕业的大专以上学历,要经过装配式建筑职业培训学院培训,并具有从事过本行业一年以上的工作经验。必要时,还要通过专业猎头公司,挖到这些专业人才。

(2)影响产能的一些关键工位,例如,模具拼装和拆卸、制筋和绑筋等,可以从建筑工地招一些这些工种的熟练工(俗称:“大工”,工资比较高,一般月薪在 10000 元左右),虽然这些熟练工工资较高,但是产能提高上去后,给工厂带来的效益会远远高于多付给这些熟练工的工资。

(3)在业务量饱满、产能上不去时,尤其是新建的 PC 工厂,可以将部分生产线包出去,让专业的 PC工厂劳务外包公司来承包部分生产线的生产,让专业的队伍做专业的事情,产能就会大幅提高。同时,工厂就有一个向专业队伍学习,提高自己的机会。目前在南方这样专业的 PC 工厂劳务外包公司很多,非常专业,和他们合作,可以大幅提高产能。

(4)在关键生产节点、关键工序、关键工位要从已经招聘的员工中选择有培养前途的,送到PC职业培训学院或其它 PC 工厂培训,提高这些关键工位技术水平,这样就可以提高产能。

(5)管理人员的素质对产能的影响更大,要想提高产能,必须在各管理岗位,尤其是对产能影响较大的设计、工艺、资材、生产等重要管理岗位,配备专业技术水平高、责任心强的管理人员,这样才能提高产能。

2.2 做好图纸深化设计

图纸深化设计的好坏、能否及时交图、图纸变更是否很少对产能的影响非常大,如果图纸的深化合理、科学,遵循了标准化、模数化的原则,拆分的PC构件种类少、数量多便于 PC 工厂规模化、大批量生产;那么产能就会大大提高,这样还会因为模具循环次数多而降低成本。做好图纸深化设计的主要途径有以下几条:

(1)传统图纸出图后,PC 工厂要立即委托有 PC深化设计丰富经验的、大型设计院做 PC 深化设计,工厂的设计部门要全程参与,确保坚持模数化、标准化原则,减少 PC 构件的种类;对于建筑中的降板、异形、开洞等部位,尽量采用现浇施工方式,不要设计到 PC构件中;要便于 PC 工厂大规模、大批量重复生产。另外,需要协调好开发商、建设单位、施工单位、PC 构件的吊装、安装单位、以及 PC 工厂 PC 构件制作、运输等各方之间的关系,采取科学有效的措施来满足施工进度的要求。这样就能大幅提高产能。

(2)要根据现场 PC 构件安装计划和时间节点,并预留出模具设计、制作和安装时间,与 PC 深化设计单位在合同上明确交图时间节点,预防交图不及时,影响 PC 构件的生产和交货,防止出现严重的违约。

(3)PC 深化图纸出来前,PC 工厂要严格预审,防止出现错误而导致图纸反复变更,给 PC 工厂的生产带来困难,造成不必要的时间和产能浪费。

(4)中小型 PC 工厂,不要盲目追求小而全,不要去收购一些小型设计公司,自行做图纸 PC 深化设计,避免出现这些小型公司由于没有 PC 深化设计经验、没有足够的人力和物力,导致不能准确出图和及时交图,给 PC 工厂如期生产和交货带来困难。

2.3 制定科学合理的生产计划PC工厂生产计划的制定是否科学合理,是否能使各工序有效、紧密衔接,直接影响着产能。做好生产计划主要要注意以下几点:

(1)资材部要根据施工单位PC构件的吊装计划,根据工艺部的 BOM 表,首先下达采购计划,在生产前备齐各种原材料、配件和预埋件。

(2)向模具厂下达模具生产任务及需求日期。

(3)根据施工单位 PC 构件的吊装计划,向生产部下达生产计划和产品堆码方案。

(4)向物流部下达 PC 构件运输和供应计划。

(5)与施工单位及时对接,保证按施工单位施工进度,及时供应 PC 构件,并配合施工单位做好 PC 构件现场堆码方案,减少工厂的库存。

(6)向试验室下达原材料、配件、预埋件检验计划。

(7)与施工单位、监理、甲方对接,并且本公司试验室及第三方检测机构配合,一起做好首件产品验证,通过后方可大规模生产。

2.4 制定详细准确完整的 BOM表

BOM 表非常重要,各相关部门要根据 BOM 表才能准确完整的完成 PC 构件生产前的相应准备工作,没有 BOM 表,各部门就会像无头苍蝇,大大影响产能。

做好 BOM 表,有以下几个途径:

(1)工艺部要配备专人做 BOM 表。

(2)PC深化图纸出图后,第一时间立即做出BOM 表。

(3)BOM 表作出后,工艺部负责人要严格审核,确保 BOM 表详细、准确、完整,不得漏项。

(4)BOM 表经过复核准确无误后,立即下发到相关部门。材料部要根据这个清单在生产前备齐所有原材料和预埋件,否则,缺一项就无法生产、导致停工待料。试验部门要根据 BOM 表做好各种原材料、配件、预埋件的自检和第三方有资质检测机构的检验,否则无法提供交工资料。财务部门也要根据这个 BOM 表,才能核算成本。各部门都要根据这个 BOM 表,做好生产准备工作。
 

2.5 设计、制作和及时拼装好模具

模具设计、制作和拼装是 PC 构件第一道工序,也是影响产能的极为关键工序。模具设计是否合理,模具是否拆、装方便,模具拼装是否快速、能否跟上PC构件的生产节拍,对产能起着至关重要的作用。要做好这道工序,主要有以下几个途径:

(1)PC 深化图纸出图后,要立即设计模具。中大型 PC 工厂可以让工厂的工艺部自己设计模具,小型PC 工厂建议委托有丰富 PC 构件设计经验的大型设计单位设计;如果工期紧,中大型 PC 工厂也可以委托有丰富PC构件设计经验的大型设计单位设计。无论自己设计、还是委托有丰富 PC 构件设计经验的大型设计单位设计,原则都是,设计的模具必须拆、装方便。

(2)在模具图纸设计好以后,立即下发到有能力的模具厂生产,同时签订合同,在合同上明确交货时间节点,预防模具不及时交货,影响 PC 构件的生产和交货,从而出现严重的违约。

(3)在模具图纸设计好以后,立即下发到仓库。仓管员要提前设计好模具摆放位置,并做好标识和模具摆放位置示意图,标识上要标清项目名称、构件名称,模具各组件名称和数量;并将模具摆放示意图发放到模具拼装组,以便模具工位员工拼装模具时,能迅速、准确的找到相应组件,提高模具拼装速度,为提高产能做出贡献。

目前国际上最先进的 PC 工厂,已经能做到模具组件智能化存储,模具拼装时,由自动传送带将模具组件运送到模具拼装工位,然后用机械手拼装,做到了快捷、准确。还有使用磁性模具,减少了螺栓固定;这些先进技术都能大幅提高产能。走在装配式建筑领域前沿的大型 PC 集团和工厂可以借鉴这种先进的技术,提高我国装配式建筑生产技术水平。

(1)在模具图纸设计好以后,要立即下发到模具组,工艺部要提前向模具拼装组做好技术交底,以便模具到厂后,模具拼装工位员工可以熟练、快速拼装模具。

(2)模具拼装工序是 PC 构件耗时最长的工序,因此要根据生产节拍,增加该工序员工、并提高他们的技能,直至满足生产节拍需求。

(3)鉴于目前南方地区已经出现模具厂由于任务量饱和,不能及时生产和供应模具的情况。建议有能力的中大型 PC 工厂,自己建模具厂,这样不仅可以满足生产需求,还可以综合利用旧模具,来降低成本。

2.6 科学合理的布置工位

由于模具拼装、制筋和绑筋、预埋件预埋、构件布料、构件后处理、构建养护、构件拆模、构件吊装和堆码各工序耗时不一,因此要科学合理的布置工位,让所有工位完成的生产任务都处于一个节拍上,这样才能使产能最大化。布置好工位有以下几个途径:

(1)在工厂设计阶段,就要和设计密切沟通,参照其它建成工厂的成功经验,科学合理地布置好工位。

(2)工厂投产后,生产管理人员,要精确测定每个工位完成任务所用时间,由于布料工位用时最短,因此要以布料工位所用时间作为确定整个生产节拍的时间,其它工位都围绕这个生产节拍时间,来进一步调整工位数量、员工数量和速度,例如耗时较长的制模、制筋和绑筋、后处理等工位就要根据这个生产节拍不断增加工位、员工数量和完成该工序的速度,直至使其和这个生产节拍合拍;还要使其它各工位都能和这个生产节拍合拍,这样就可以使产能最大化。

2.7 尽可能缩短后处理时间

构件布料完毕抹平、拉毛等后处理时间越短,对产能的提高越有利;后处理时间越长对产能的提高越不利。尤其是在不供暖的南方的初春、冬季和深秋,车间环境温度很低,最低可以接近零度,混凝土在如此低的温度下,水化会很缓慢,凝结时间会很长,导致后处理时间很长,如果不加以改善和采取措施,在这个工序会形成产能的巨大瓶颈。缩短后处理时间,提高产能的主要途径有以下几条:

(1)在后处理工位增设预养护窑,将养护温度提高到 40~50℃,在这个温度下,混凝土水化会很快,凝结时间很短,这样就大大缩短了后处理时间,提高了产能。

(2)无法在后处理工位增设预养护窑的 PC 工厂,可以加一个构件进出养护窑的小循环,PC 构件布料完成后,先进入养护窑养护 20~30 分钟,然后出养护窑进行后处理,后处理工序完成后,再进入养护窑养护。

(3)增设后处理工位,使其满足生产节拍要求。

(4)混凝土坍落度在满足工作性要求的前提下,尽可能控制的小一些,这样能大大缩短后处理时间。

2.8 提高养护温度

混凝土强度的发展与环境温度密切相关,环境温度越高,混凝土强度发展越快,环境温度越低,强度发展越慢。

提高养护温度的途径有以下几条:

(1)首选蒸汽养护,将养护温度控制在 40~50℃,达到 PC 构件 15~20MPa 的拆模、起吊强度只需要 10 小时左右,这就比上述“只能使养护窑的温度达到 20℃ 左右,要 30 多个小时,才能达到 PC 构件15~20MPa 的拆模、起吊强度”的养护方式,提高产能 2 倍,这是对提高产能的一个巨大突破。

(2)在没有条件用蒸汽养护的 PC 构件厂,建议选用“空气源热泵”提高养护窑温度到 40~50℃,同时要加湿,保证湿度在 90% 以上,也可以在 10 个小时左右达到 PC 构件 15~20MPa 的拆模、起吊强度。这就大大提高了产能。

2.9 制定好的销售策略

PC 工厂不能以销定产,而是要以产定销。要选择客户拆分的 PC 构件能大批量、大规模重复生产的客户;同时准确评估 PC 工厂的产能,根据产能确定销售量,不能贪多嚼不烂,接的客户太多,没有能力及时完成 PC 构件的生产和供应,造成违约的巨大风险。

3 结语

只有分析清楚制约产能的各种因素,并制定切实可行的措施去消除这些不利因素,才能大幅提高产能,为工厂创造效益,笔者只是抛砖引玉,影响PC构件产能的因素远不止上述这些,还有待于同行在生产实践中,不断发现,不断改进,不断提高

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