李裕連 孟大慶 何冠華

摘 要：新冠肺炎疫情前中國口罩的日產(chǎn)能2000萬只，2020年春節(jié)前疫情突發(fā)，加上春節(jié)假期，非常時期口罩一時一罩難求。春節(jié)后面臨復(fù)工復(fù)產(chǎn)和出行的需求，口罩作為防疫的重要物資，口罩的需求量進一步增長，五菱等具備設(shè)備開發(fā)能力的汽車產(chǎn)業(yè)迅速轉(zhuǎn)產(chǎn)口罩設(shè)備。本文通過成功的低成本項目實踐，通過有效的項目規(guī)劃、項目管理、關(guān)鍵機械設(shè)備開發(fā)、現(xiàn)場管理技術(shù)等，完成項目的集成開發(fā)，滿足自身轉(zhuǎn)產(chǎn)需求，也為同行進入口罩行業(yè)提供管理技術(shù)、設(shè)備技術(shù)參考，也為需求迅速轉(zhuǎn)產(chǎn)類似輕工業(yè)產(chǎn)業(yè)的行業(yè)者提供參考。

關(guān)鍵詞：汽車企業(yè);口罩設(shè)備;快速;低成本;集成

1 口罩及口罩設(shè)備產(chǎn)能需求分析

新冠肺炎疫情前中國口罩的日產(chǎn)能2000萬只，2020年春節(jié)前疫情突發(fā)，加上春節(jié)假期，非常時期口罩一時一罩難求。春節(jié)后面臨復(fù)工復(fù)產(chǎn)和出行的需求，口罩作為防疫的重要物資，口罩的需求量進一步增長，各地方口罩廠受政府接管，加上物流等停運，口罩缺口嚴重，五菱等具備設(shè)備開發(fā)能力的汽車產(chǎn)業(yè)迅速轉(zhuǎn)產(chǎn)口罩生產(chǎn)。

由于生產(chǎn)口罩需求的突然爆發(fā)，傳統(tǒng)的口罩機產(chǎn)能也無法滿足市場的突然增長需求，特別像SGMW、BYD、GEEL、廣汽等產(chǎn)能目標比較大的企業(yè)，只有具備開發(fā)能力才能滿足疫情緊迫性，滿足產(chǎn)能的需求，控制成本的需求。

汽車企業(yè)一般具有資本密集性和人員密集性，也有相應(yīng)的場地資源，不少還具備設(shè)備研發(fā)隊伍，梳理清楚項目規(guī)劃、設(shè)備開發(fā)計劃、生產(chǎn)布置及生產(chǎn)管理，能夠有效推進口罩及口罩機項目的實現(xiàn)。

2 口罩項目的開發(fā)規(guī)劃

隨著春節(jié)后口罩及口罩機的需求，公司和市政府聯(lián)合成立領(lǐng)導(dǎo)小組，布局200萬日產(chǎn)能口罩需求，根據(jù)各功能模塊設(shè)置項目領(lǐng)導(dǎo)?？谡之a(chǎn)品開發(fā)小組根據(jù)國內(nèi)主流一次性口罩生產(chǎn)情況，選定國標，收集口罩資質(zhì)生產(chǎn)許可申請問題，安排專人對接政務(wù)申請機構(gòu)，提交相關(guān)文件申請資質(zhì);采購部門積極出擊，去口罩生產(chǎn)廠家采購第一批的一次性普通口罩設(shè)備和N95口罩設(shè)備;生產(chǎn)工廠組織無塵車間的改造，包括場地BU改造，通風(fēng)系統(tǒng)改造，消毒設(shè)備改造等;HR組織各區(qū)域人員復(fù)工培訓(xùn)，參與口罩的生產(chǎn)工作;技術(shù)部門負責(zé)采購設(shè)備的維護，新設(shè)備的研究開發(fā)和制造。

3 口罩項目的項目管理

口罩項目的項目管理根據(jù)項目職能進行劃分，政府領(lǐng)導(dǎo)及公司高層的頂層設(shè)計和管理團隊，負責(zé)主項目的頂層設(shè)計;各功能模塊管理負責(zé)詳細技術(shù)及業(yè)務(wù)管理。這點從口罩角度來說是全新事物，但從車企項目開發(fā)來看具有高度的契合性。

項目管理的各個模塊都建立自己的小球型組織，項目所有問題都進行閉環(huán)管理，設(shè)備開發(fā)等采用滾動計劃，做完一批投入另外一批，有效解決設(shè)備投產(chǎn)時間及人員瓶頸。

4 口罩線設(shè)備技術(shù)分析

4.1 口罩分類

按醫(yī)療器械管理的口罩共分三種，安裝口罩防護級別高低排序為醫(yī)用防護口罩、外科口罩、醫(yī)用口罩（一次性醫(yī)用口罩）。

4.2 口罩的機構(gòu)組成

按照醫(yī)療器械管理的口罩，其組成基本一致，一般主要由以下材料構(gòu)成：主體過濾材料，如熔噴布等。其他材料，金屬鼻梁線、染色劑、彈性耳帶等構(gòu)成。

4.3 口罩設(shè)備工藝分析

4.3.1 常用口罩設(shè)備工藝組成簡要介紹

普通三層口罩一般由切片本體機，成片分流機和耳帶機三大塊組成;N95或KN95以上口罩5-6層布，速度較慢，一般由切片、耳帶焊接、壓印、壓平機構(gòu)、打標機構(gòu)等工序組成。

4.3.2 普通三層醫(yī)用防護口罩機設(shè)備分析研究

4.3.2.1 切片機

切片本體機主要由鼻梁條輸送機構(gòu)，原材料供料機構(gòu)，口罩折疊機構(gòu)，鼻梁線裁斷機構(gòu)、口罩熔合機構(gòu)、成片分流機構(gòu)組成，如圖3所示。切片機機架本體詳細包括鼻梁線支架、布料支架、主切片支持臺架;上料機構(gòu)部分包括4套布料上料轉(zhuǎn)軸鎖止調(diào)整機構(gòu)，1套可調(diào)鼻梁線物料上料機構(gòu)，4個布料張緊支架和1組鼻梁線導(dǎo)向機構(gòu)。切片機主體部分包括3-4層布料滾動壓合機構(gòu)，三層褶皺形成機構(gòu)，鼻梁線前滾動壓合轉(zhuǎn)軸及保持機構(gòu)，鼻梁線剪切機構(gòu)，鼻梁線進料機構(gòu)，輥輪焊接裝置，剪切位置調(diào)整機構(gòu)，口罩切片剪切機構(gòu)，剪切出料壓平機構(gòu)。

切片機的機構(gòu)通過一套動力系統(tǒng)進行驅(qū)動，驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計也是整套切片協(xié)調(diào)的核心。如圖4所示主要包括驅(qū)動電機選型設(shè)計、鼻梁線剪切驅(qū)動齒輪組設(shè)計、壓印齒輪組設(shè)計、剪切齒輪組設(shè)計、剪切壓平齒輪組設(shè)計、相關(guān)鏈條及張緊機構(gòu)設(shè)計等。

口罩設(shè)備的切片熔合或耳帶焊接另一核心設(shè)備超聲波設(shè)備，主要包括超聲波發(fā)生器選型（功率等），超聲波能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，冷卻風(fēng)扇，設(shè)計方面要設(shè)計圖圖5支架等，設(shè)計完成后做焊接的集成和檢查，留意響應(yīng)的安裝和調(diào)整空間。

4.3.2.2 耳帶機

口罩機切片完成后通過輸送到耳帶機進行耳帶的焊接，然后就可以進去質(zhì)檢和消毒環(huán)節(jié)，最后包裝入庫等。耳帶機是口罩機整套設(shè)備比較核心部分之一，也是提高生產(chǎn)效率，減少人力焊接耳帶的重要設(shè)備。耳帶機主要功能實現(xiàn)耳帶的焊接，主要包括設(shè)備臺架，私服輸送系統(tǒng)，口罩運輸系統(tǒng)，耳帶上線系統(tǒng)，夾線系統(tǒng)，剪線系統(tǒng)，焊接頭系統(tǒng)、超聲波發(fā)生系統(tǒng)、焊接后燙平或二次包裹美觀系統(tǒng)，出料系統(tǒng)等，耳帶機設(shè)計集成完如圖6所示。

4.3.2.3 設(shè)備控制分析

口罩設(shè)備的切片本體機、輸送對接設(shè)備、耳帶焊接設(shè)備通過控制裝置中的電源控制裝置和PLC 控制裝置控制，機械設(shè)備組裝完成后，進行電路的集成設(shè)計安裝，實現(xiàn)整個流水線自動化生產(chǎn)，也讓每個步驟協(xié)調(diào)，提高了生產(chǎn)效率和精度。SGMW對獨立功能的設(shè)備設(shè)置獨立PLC，讓設(shè)備可以獨立工作，也可以組合工作，解決設(shè)備開發(fā)進度不一致影響產(chǎn)品投產(chǎn)的問題。

在非常時期，SGMW根據(jù)設(shè)備開發(fā)的進度開發(fā)應(yīng)用了幾種新的設(shè)備模式，切片設(shè)備節(jié)拍一般能達到100-200JPH，耳帶機節(jié)拍只有30-50JPH，根據(jù)節(jié)拍匹配和設(shè)備開發(fā)情況，開發(fā)了一拖二（一臺切片機陪兩臺耳帶機），一拖四（一臺切片機陪四臺耳帶機），N臺獨立切片機配3N臺獨立耳帶機（人工收放料）模式，合適的開發(fā)策略短時期內(nèi)就滿足產(chǎn)能布局，預(yù)留以后改造的接口，滿足多方面需求。

5 口罩項目的生產(chǎn)現(xiàn)場布局工藝研究開發(fā)

對于設(shè)備較多、產(chǎn)能較大的廠商，合理的生產(chǎn)布局有利于生產(chǎn)效率提升，SGMW根據(jù)產(chǎn)能、產(chǎn)線和實際需求，主要有以下一些布局。圖7所示的是口罩切片機和耳帶機分功能模塊獨立但靠近布置，圖示模式的優(yōu)勢是切片機或口罩機單獨調(diào)試好就可以投入生產(chǎn)，減少設(shè)備聯(lián)合開發(fā)的時間，非常時期非常管用;另外切片跟耳帶機離得比較近，減少物料運輸?shù)木嚯x，切片溢出的物料再轉(zhuǎn)運到其他區(qū)域耳帶機或手工焊接區(qū)。

圖8所示的是兩臺一拖二設(shè)備的布局，一人負責(zé)兩臺切片機的上料和設(shè)備維護，配合四個質(zhì)檢下線員，該布局五個人就實現(xiàn)兩條自動化口罩心啊的操作。自動化比較高，人員操作強度低，生產(chǎn)效率高，每分鐘可以達到300-400產(chǎn)能輸出。

圖9所示的是獨立耳帶機和人工焊接布局，切片機節(jié)拍比耳帶機高得多，一般要一拖三一拖四才能完全匹配，耳帶機的制造和調(diào)試速度都會落后切片機，獨立的耳帶機和人工電焊補充就很有必要，能保證最大的產(chǎn)能輸出。

6 設(shè)備調(diào)試集成要點

設(shè)備及安裝調(diào)試集成，這部分工作要培養(yǎng)自己的團隊，包括工程師和調(diào)試技師，依靠生產(chǎn)廠家會周期比較長，價格也比較貴，大型口罩廠例如SGMW這次，投入設(shè)備過多，依靠1-2口罩機廠家人員無法調(diào)試所有設(shè)備;常時期口罩廠調(diào)試人員也緊缺，成本基本在2萬人/天。部分口罩廠調(diào)試人員不足情況下也比較大影響了口罩的投產(chǎn)進度，可以參考SGMW模式，利用工程師+技師模式，迅速掌握調(diào)試技能，開展項目調(diào)試，保證口罩的投產(chǎn)，滿足人民需求。

SGMW在生產(chǎn)管理設(shè)備中也創(chuàng)新加強設(shè)備的管理，每周末組織一次精銳技師團隊對設(shè)備進行檢修，對口罩的焊接質(zhì)量進行提高，保證設(shè)備運行效率和產(chǎn)品穩(wěn)定輸出，滿足人民口罩需求，未來可能還滿足世界人民的口罩。

7 結(jié)束語

SGMW作為汽車企業(yè)在短短的三天實現(xiàn)口罩投產(chǎn)，三個星期實現(xiàn)產(chǎn)能過200萬的目標，項目具備強有力的領(lǐng)導(dǎo)組織，技術(shù)團隊，龐大的供應(yīng)鏈，強大的團隊協(xié)作能力等。口罩甚至口罩機設(shè)備也反饋了一定的問題，國民經(jīng)濟或城市經(jīng)濟的發(fā)展，實體工業(yè)的強大才能更好的在關(guān)鍵時刻服務(wù)人民，滿足人民緊急需求。

本文通過簡單介紹口罩項目的項目規(guī)劃、項目管理、口罩設(shè)備開發(fā)、現(xiàn)場管理技術(shù)，希望能為同行提供一些各環(huán)節(jié)快速實現(xiàn)的技術(shù)參考;國內(nèi)口罩和口罩設(shè)備生產(chǎn)產(chǎn)能急速提升，口罩和口罩機設(shè)備都面臨產(chǎn)能過剩的風(fēng)險，高端產(chǎn)品仍相對緊缺，根據(jù)自身實力和海內(nèi)外綜合銷售網(wǎng)絡(luò)能力生產(chǎn)口罩和設(shè)備，這樣才能實現(xiàn)價值追求和規(guī)避投資風(fēng)險。

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