在精益生產(chǎn)理論應(yīng)用日益廣泛的今天，快速換模技術(shù)作為精益生產(chǎn)體系的一部分，正得到越來越多的研究和關(guān)注。
快速換模由豐田汽車的工業(yè)工程師ShigeoShingo博士于1969年提出。因為采用這種方法可以把換模時間降低到10min以下，所以Shingo博士將其稱為單個分鐘換模即：Single Minute Exchange of Die(SMED)又稱為快速換模?？焖贀Q模是目前能夠顯著降低換模時間的最好方法，同時它很容易掌握，經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)后，機(jī)械安裝人員和操作人員就能掌握這種方法并成功的應(yīng)用。盡管Shigeo Shingo從1950年以來就一直采用快速換模技術(shù)，但直到20世紀(jì)80年代快速換模在西方世界得到推廣后，人們才對此有了一個清晰的認(rèn)識。實施快速換模進(jìn)而降低換模時間是多品種中小批量生產(chǎn)企業(yè)實行精益生產(chǎn)的關(guān)鍵點。
Shigeo Shingo通過研究豐田汽車大型沖壓模具更換過程，發(fā)現(xiàn)模具的更換過程可以分為內(nèi)換模時間，即必須在機(jī)器停止運轉(zhuǎn)時方可以進(jìn)行的換型內(nèi)容，和外換模時間，即在機(jī)器運轉(zhuǎn)時亦可進(jìn)行的換型內(nèi)容。內(nèi)換模時，機(jī)器必須停止運轉(zhuǎn)，如更換模具本身等；外換模時，機(jī)器仍然可以運轉(zhuǎn)，不影響正常的產(chǎn)出，如從倉庫獲取工具等。下面介紹下注塑模具的3種典型的換模模式，如表1所示。
傳統(tǒng)的大量生產(chǎn)的理念是盡量增大生產(chǎn)批量，減少換模次數(shù)。因為如果換模時間較長，那么分?jǐn)偟絾挝划a(chǎn)品中的換模時間也就越長，即單位產(chǎn)品的生產(chǎn)工時也越短。
1、原換模流程
某公司是一家專業(yè)生產(chǎn)各種塑料玩具的公司，產(chǎn)品品種和花色比較多，批量屬于中小批量，模具需要經(jīng)常更換。每次切換模具都需要相當(dāng)長的時問，表2所示為改進(jìn)前的換模流程。由表2可知，表1中換模模式1、2和3總耗時分別為41.5min、53.2min和47.2min，三種不同的換模模式時間差異點為步驟2／13／16的時間差異；有效工時在換模時間內(nèi)只占19.3％～22％ ，其余為無效工時，從成本角度來考量，必需縮短或取消無效工時。
經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，原換模流程全部是內(nèi)部更換時間，大量的準(zhǔn)備工作在機(jī)器停機(jī)后才開始，并且大量的操作是串行完成，造成了較長的更換時間。如何來降低換模時間，路士利列出了實施快速換模技術(shù)的三個步驟：
第一，區(qū)分內(nèi)部和外部操作，在機(jī)器運行其他批次的工件時而不是在停機(jī)準(zhǔn)備時間完成外部操作，消除動作浪費；
第二，盡量將內(nèi)部操作轉(zhuǎn)化為外部操作，以使內(nèi)部操作也能在機(jī)器運行其他批次的工件時完成；
第三，不斷改善或減少組成內(nèi)部和外部操作的作業(yè)。在區(qū)分了原換模流程中的內(nèi)部和外部操作后，對整個流程進(jìn)行了以下改進(jìn)：
(1)將傳統(tǒng)的模具線內(nèi)加熱改為線外加熱。
生產(chǎn)指令下達(dá)到機(jī)臺前， 先通知模具技工準(zhǔn)備好B模具， 并在線外加熱工站將模具加熱到所需要的溫度。這樣就將屬于內(nèi)部操作的模具升溫工作轉(zhuǎn)化為外部操作，縮短換線時間。需要強(qiáng)調(diào)的是，B模具上線過程中，操作人員一定要戴防高溫手套，防止高溫燙傷。
(2)將模溫機(jī)的管螺紋連接接頭更換為快速接頭直接插裝，提高拆卸和安裝效率。
(3)將傳統(tǒng)的天車吊裝換模改為快速換模。
在臥式注塑機(jī)上換模，傳統(tǒng)的方法是先將模具用天車吊起，然后手動將動模板與固定模板之間距調(diào)節(jié)到大于模具厚度，緩緩將模具放下，借助定模上的定位環(huán)將模具固定在固定模板上，最后調(diào)模。整個換模過程耗時較長，效率低。在參考一些快速換模裝置的基礎(chǔ)上 ，在臥式注塑機(jī)的動模板和固定模板上相應(yīng)位置安裝固定滑道，又設(shè)計了一臺可以升降高度的架模車，架模車臺面上有兩組滑道。換模時，先將架模車高度調(diào)整到和動模板上固定滑道對中的位置，把A模具推出，然后移動架模車把B模具推入，最后調(diào)模。利用快速換模換線，時間大為縮短。
(4)將傳統(tǒng)的用壓板和螺釘固定模具改為用夾模器來固定模具。
傳統(tǒng)的同定模具是用壓板和螺釘，模具定好位置后，用扳手把螺絲扭緊，比較費力也比較耗時。現(xiàn)在改用專門的夾模器來固定模具，只需要點擊按鈕就可實現(xiàn)模具的固定，快捷安全。
2、新?lián)Q模流程通過對原換模流程進(jìn)行改進(jìn)，新的換模流程如表3所示。
由表3可以看出，原換模流程中的第3／4／6／12工序經(jīng)過改進(jìn)后得以取消，通過線外加熱、使用快速接頭和夾模器使換模時間大幅度減少，同產(chǎn)品不同模具換模節(jié)省工時92．5％ ，不同原料不同產(chǎn)品節(jié)省工時72％ ，相同原料不同產(chǎn)品節(jié)省工時83．5％ ，改進(jìn)效果很明顯。 
通過換模流程的改進(jìn)，大幅度降低了因換模造成的停機(jī)損失，提升了生產(chǎn)的快速應(yīng)變能力，同產(chǎn)品不同模具3.1分鐘就能完成換線，達(dá)到了要料能立即上線有產(chǎn)出，不要料立即下線換其它產(chǎn)品生產(chǎn)，縮短了流程時間和庫存時間，使庫存量得以降低，人員得以精簡，生產(chǎn)效率和機(jī)臺開動率得以提升。整個換模流程的改進(jìn)， 投入還是比較大的，尤其是液壓夾模器系統(tǒng)比較昂貴，且使用夾模器的前提是模架為標(biāo)準(zhǔn)模架，非標(biāo)準(zhǔn)模架或自制模架可以考慮使用凸輪控制的夾模器。如果企業(yè)可以投入資金有限，可以考慮推廣線外加熱和使用快速接頭，投資較少，也可以顯著減少換模時間?？s短生產(chǎn)線產(chǎn)品換型時問是企業(yè)實施精益生產(chǎn)的一個基礎(chǔ)工作。較短的產(chǎn)品換型時間有助于實現(xiàn)生產(chǎn)均衡化，提高對市場需求變化的響應(yīng)能力，降低運作成本，增強(qiáng)企業(yè)競爭力。本案例的研究僅從改進(jìn)流程角度出發(fā)，采用快速換模技術(shù)對流程進(jìn)行優(yōu)化，取得了非常明顯的成果。作為持續(xù)改進(jìn)的方向，后續(xù)可以針對清洗料管建立專案進(jìn)行改進(jìn)，以期進(jìn)一步縮短換模時間。
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