燒結(jié)釹鐵硼永磁體是一種重要的稀土永磁金屬功能 材料，也是發(fā)展高新技術(shù)和尖端國防軍工不可或缺的關(guān)鍵 戰(zhàn)略材料。稀土是中國的優(yōu)勢戰(zhàn)略資源，在目前已探明的 儲量中，中國以 5200 萬噸的工業(yè)儲量約占全球總儲量的 一半，排名全球第一[1]。

正是得益于我國的稀土資源優(yōu)勢， 以及勞動力和成本優(yōu)勢，近年來國內(nèi)燒結(jié)釹鐵硼產(chǎn)量占全 球產(chǎn)量比例已達(dá)到 80%以上。行業(yè)內(nèi)歐美企業(yè)迫于成本壓 力已逐步與國內(nèi)企業(yè)合資或者退出市場競爭，日本企業(yè)由 于技術(shù)優(yōu)勢仍在引領(lǐng)行業(yè)高端應(yīng)用，但由于自身資源與成 本壓力，產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展受到限制。在規(guī)模高速擴(kuò)大的背后， 是我國釹鐵硼行業(yè)起步晚、起點(diǎn)低，企業(yè)技術(shù)、裝備和管理 水平普遍比日本同行低的現(xiàn)狀，相信隨著國內(nèi)釹鐵硼行業(yè) 的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累、以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的逐步完善，未來我 國必將引領(lǐng)該行業(yè)的發(fā)展。 巨高磁鐵成立2008 年，是 國內(nèi)專業(yè)從事燒結(jié)釹鐵硼磁體生產(chǎn)的單位之一，具 備年產(chǎn) 2000 噸燒結(jié)釹鐵硼磁體能力，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽 車、工業(yè)電機(jī)、消費(fèi)電子、節(jié)能、計(jì)算機(jī)、通訊及醫(yī)療等領(lǐng) 域，銷售產(chǎn)品主要出口到歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)。

隨著近年來稀土永磁材料應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，特別是 新能源汽車高速的發(fā)展，將給稀土永磁行業(yè)帶來巨大的應(yīng)用前景。行業(yè)發(fā)展的同時(shí)，必然加劇同業(yè)企業(yè)的競爭，巨高磁鐵在技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量方面國內(nèi)領(lǐng)先，但精益管理的水平仍 具有較大的提升空間，為此 巨高磁鐵正在持續(xù)推進(jìn)精益管 理，以期獲取部分競爭優(yōu)勢，抓住發(fā)展機(jī)遇。在此背景之 下，巨高磁鐵推動了一系列工藝流程改進(jìn)及工序布局優(yōu)化的 活動。

1 制粉作業(yè)現(xiàn)狀分析 燒結(jié)釹鐵硼磁體毛坯生產(chǎn)包括冶煉、制粉、成型和燒 結(jié)四個主要工序，其中制粉工序又包括氫氣破碎和氣流磨 兩個步驟。氫氣破碎是利用稀土與氫氣在一定壓力和溫度 下能發(fā)生聚合反應(yīng)膨脹且釹鐵硼金屬延展性幾乎為零的 特性，將其由 0.5mm 厚的鱗片合金破碎成 0.5mm 以下的 粗粉。氣流磨是將氫氣破碎后的粗粉進(jìn)一步細(xì)化，它利用 噴射的高壓氣流帶動粗粉，通過粉末之間互相碰撞產(chǎn)生破 碎，然后在進(jìn)行粒度分選獲得細(xì)粉。該工藝過程，包括鱗片合金氫破碎、加添加劑混料、氣流磨破碎、加 添加劑混料及成品粉分裝等過程。燒結(jié)釹鐵硼的工藝復(fù) 雜、工序流程長，但是制粉工序是勞動強(qiáng)度大、隱患最多的 一道工序。如何將現(xiàn)有工藝流程及工序布局進(jìn)行優(yōu)化，減 少人員占用，提高生產(chǎn)效率，減輕人員勞動強(qiáng)度成為本文 的重點(diǎn)。

以下為 巨高磁鐵廠制粉工序的主要配置情況： 人員配置：設(shè)工段長、副工段長、技術(shù)員各 1 人，班組 長 3 人，每班組員 4 人，共計(jì) 18 人。 設(shè)備配置及產(chǎn)能（無余量估算）： 氫破碎爐：共 4 臺，其中 2 臺 1200 型（裝料量 1200kg， 16 小時(shí)生產(chǎn)一爐），1 臺 1000 型 （裝料量 1000kg，16 小時(shí)生產(chǎn)一爐），1 臺 500 型（裝料量 500kg，12 小時(shí)生產(chǎn)一爐）。 合計(jì)每天產(chǎn)量 Q1=6100[kg/天]； 混粉機(jī)：共 5 臺，標(biāo)準(zhǔn)容器為 300kg 粉罐，每次作業(yè) 1 罐，兩次混合時(shí)間分別為 1 小時(shí)和 1.5 小時(shí)。合計(jì)每天產(chǎn) 量 Q2=14400[kg/天]； 氣流磨：共 6 臺，每小時(shí)出粉量為 60kg。合計(jì)每天產(chǎn) 量 Q3=8640[kg/天]。 作業(yè)流程如下：氫破碎結(jié)束后從料罐架上取空罐將 粗粉裝好，用地牛轉(zhuǎn)運(yùn)出氫破車間，再用天車吊至秤重 區(qū)秤重，之后用天車吊至未混粗粉區(qū)，根據(jù)秤重結(jié)果按 比例加添加劑，再用天車吊至右側(cè)混粉機(jī)上混粉 1h。粗 粉混粉結(jié)束后用天車吊至已混粗粉區(qū)暫存，下一工作周 期再天車吊至氣流磨上加工，加工結(jié)束天車吊至秤重區(qū) 秤重，再吊至未混成品粉區(qū)暫存，在此需加添加劑，之后 吊至左側(cè)混粉機(jī)上混粉 1.5h，之后天車吊至已混成品粉 區(qū)暫存。由于細(xì)粉存在不安全因素，因此大量和長時(shí)間 存儲時(shí)必須保存在不銹鋼料罐中密封保存，只有在下游 工序派工需要時(shí)，在轉(zhuǎn)序前被吊至分裝區(qū)進(jìn)行分裝，最 終用地牛轉(zhuǎn)運(yùn)至壓型車間上貨架存放。制粉作業(yè)物流線 路。 可見：制粉輔助工序的布局不合理，物料秤量 和暫存導(dǎo)致搬運(yùn)路線存在亂流和回流現(xiàn)象。

2 流程程序分析 流程程序分析是程序分析中最基本、最重要的分析技 術(shù)，它以產(chǎn)品或零件的制造全過程為研究對象，把加工工 藝劃分為加工、檢查、搬運(yùn)、等待和儲存五種狀態(tài)加以記 錄，并利用“ECRS 四大原則”加一表[2]進(jìn)行作業(yè)的分析與 改善。制粉工序現(xiàn)狀描述所示。  可見：制粉工序物流搬運(yùn)頻繁，等待時(shí)間多；作 業(yè)存在不平衡現(xiàn)象，如分裝，占用三人，每人每罐 15min。 經(jīng)過觀測和現(xiàn)場訪談，發(fā)現(xiàn)制粉過程中存在如下問 題：①氫破爐出料分批時(shí)，工人憑經(jīng)驗(yàn)估算每罐出料重量， 導(dǎo)致每批次四罐粗粉重量不均勻，極差可達(dá) 100kg；②所有粉料在流轉(zhuǎn)過程中都需要秤重，共用秤量區(qū)導(dǎo)致物料搬 運(yùn)距離長；③氣流磨為連續(xù)出粉，在下罐時(shí)工人憑經(jīng)驗(yàn)估 算每罐出料重量，導(dǎo)致每罐細(xì)粉重量不均勻，分裝時(shí)需要 均料導(dǎo)致混批現(xiàn)象，同時(shí)還容易混料；④分裝作業(yè)時(shí)，由于 分裝機(jī)操作不便占用過多的操作人員。

3 改善過程 通過采用“5W1H”提問技術(shù)和“ECRS 四大原則”對現(xiàn) 有工藝流程進(jìn)行分析和改善，確定如下改進(jìn)方案：①氫破 出料時(shí)采用電子地牛秤實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了每爐粉料均勻分 配并秤量，轉(zhuǎn)序和添加劑用量以氫破秤量為準(zhǔn)，減少一次 專門的秤量作業(yè)。②氣流磨出料時(shí)采用電子地牛秤實(shí)時(shí)監(jiān) 控，實(shí)現(xiàn)了氣流磨連續(xù)作業(yè)，同時(shí)減少一次專門的秤量作 業(yè)。③粗粉與成品粉暫存區(qū)分離，按照就近原則、平衡作業(yè) 原則規(guī)劃暫存區(qū)位置和混料機(jī)分類，減少物料搬運(yùn)距離。 ④分裝作業(yè)在人機(jī)作業(yè)分析的基礎(chǔ)上，通過實(shí)現(xiàn)粉料自動 下料、套袋作業(yè)前移，實(shí)現(xiàn)一人操作。 改善后的物流線路及流程程序分別見圖 4 和圖 5。

4 改善效果 ①物流：物料實(shí)現(xiàn)了一個流的流轉(zhuǎn)，解決了亂流和回 流問題。每罐物料搬運(yùn)距離由改善前的 184.5 米減少到改 善后的 110 米，減少了 40.3%；尤其是天車搬運(yùn)距離由改 善前 101.5 米減少到改善后的 50 米，減少了 50.7%。按照 每天 25 罐計(jì)算，每天可減少的總搬運(yùn)距離為 25 [罐]× （184.5-110）[米/罐]=1862.5 米，減少天車的搬運(yùn)距離為 L= 25[罐] ×（101.5-50）[米/罐]=1287.5 米。 ②人員效率：節(jié)約人員工時(shí)見表 1。按照每天 25 罐計(jì) 算，每天可節(jié)約的工時(shí)為 T1=1235[人秒/罐]÷3600[秒/時(shí)]× 25 罐=8.58 人時(shí).③氣流磨效率：在氣流磨沒有實(shí)現(xiàn)出料實(shí)時(shí)監(jiān)控時(shí)， 為了保證不混料和每罐料重量均勻，氣流磨在換罐之間要 預(yù)留 30 分鐘吐料，改善后可以連續(xù)下料。按照每天生產(chǎn) 25 罐，6 臺氣流磨同時(shí)作業(yè)，每罐料氣流磨用時(shí) 5 小時(shí)（凈 作業(yè)時(shí)間）計(jì)算，每罐料的效率提升了（5.5-5）/5.5=9%；每 天每臺設(shè)備平均換罐 4 次，其中有 3 次可以節(jié)約 0.5h，則 節(jié)約氣流磨作業(yè)時(shí)間 T2=3[次/臺]×6[臺]×0.5[小時(shí)/罐]=9 [小時(shí)]。 ④減員：分裝作業(yè)直接減員 2 人；另外，人效的提高使 作業(yè)工時(shí)降低 27%，在此基礎(chǔ)上重新平衡人員分工后可減 員 1 人；兩項(xiàng)合計(jì)共減員 3 人。 ⑤成本和效益：購買 6 臺帶秤地?；ㄙM(fèi) 9600 元，采購 半自動分裝機(jī)花費(fèi) 12000 元，合計(jì)總花費(fèi)約 2.16 萬元。效 益方面，按照每月 4000 元工資核算，每年可節(jié)約人工工資 Z1=3[人]×4000[元/人/月]×12[月/年]=14.4[萬元/年]。按照每 天氣流磨凈作業(yè)時(shí)間減少 9 小時(shí)，平均功率 75kW，電費(fèi) 1 元/kWh 計(jì)算，每年減少電費(fèi) Z2=75[kW]×9[小時(shí)/天]×300[天/年]=20.25[萬元/年]。以上兩項(xiàng)直接經(jīng)濟(jì)效益合計(jì) 34.65 萬元/年。

5 結(jié)論 本文將工業(yè)工程的理論和方法應(yīng)用到了燒結(jié)釹鐵硼 工廠的制粉工序?qū)嶋H生產(chǎn)中。在對制粉工藝流程改進(jìn)和布 局優(yōu)化的過程中，系統(tǒng)的利用了流程程序分析、人-機(jī)作業(yè) 分析等方法，通過合并、消除部分工作，改進(jìn)了制粉作業(yè)流 程，重新優(yōu)化設(shè)計(jì)了制粉車間生產(chǎn)現(xiàn)場布局，調(diào)整了班組 人員配置，取得了減少人員數(shù)量、提升勞動效率、降低勞動 強(qiáng)度等效果，以較小的經(jīng)濟(jì)投入實(shí)現(xiàn)了可觀的經(jīng)濟(jì)收益。 本文所述的方法，能有效降低生產(chǎn)成本，提高精益 生產(chǎn)的水平，對本行業(yè)具有普遍借鑒意義。