作者：顾亮业 方颜空 吕力行
论文关键词：PDCA循环法 破碎 生产效率
论文摘要：本文主要结合第一铝矿破碎系统生产效率低、破碎产能不能满足逐年增长的氧化铝产能对原矿生产需要的具体实际，运用戴明博士的“PDCA循环”理论解决实际问题，达到提高破碎系统生产效率、满足氧化铝生产对原矿石需求的目的。
一、背景及现状：
中国铝业贵州分公司第一铝矿位于贵州省修文县龙场镇小山坝，是原贵州铝厂的自建矿山。中国铝业重组后，贵州分公司氧化铝生产规模将发展到120万吨，对铝土矿的需求大幅度增加，矿石资源的综合利用和开发越来越重要。第一铝矿的主体生产任务是：向分公司氧化铝厂提供合格的高、普铝矿石。第一采剥队是一矿的主体生产车间，负责具体的供、配矿工作。主要有KQD80型潜孔钻机、SPE920螺杆式压风机等穿孔设备，T-180A推土机、 WD400型、CX240B挖掘机以及ZL-50F型装载机等铲装设备， CQ3260、 CQ3253红岩工艺车等运输设备和PEF600×900颚式破碎机、TD75-80皮带输送机等破碎设备，并从矿石的清顶、穿孔、爆破、铲装、运输、配矿、破碎到发矿全过程的生产运作和管理，而完成破碎环节的一矿破碎系统配置是单链形式，全套系统设备、设施单一，因此是供矿生产最重要的瓶颈。
破碎系统生产工艺流程如下图所示。
从中铝公司改制上市以来，随着氧化铝的不断提产，一矿供矿任务量也逐年攀升，2004年计划10万吨，2005年计划12万吨，2006年计划21万吨，2007年计划32万吨，2008年计划46.5万吨。为了更好地完成逐年增长的供矿任务量，提高破碎系统综合工作效率成了必然。
二、PDCA循环法的内涵
PDCA循环的概念最早是由美国质量管理专家戴明提出来的，所以又称为“戴明环”。它是全面质量管理所应遵循的科学程序。全面质量管理活动的全部过程，就是质量计划的制订和组织实现的过程，这个过程就是按照PDCA循环，不停顿地周而复始地运转。如右图2所示：
PDCA是英语单词Plan(计划)、Do(执行)、Check(检查)和Action(行动)的第一个字母，PDCA循环就是按照这样的顺序进行质量管理，并且循环不止地进行下去的科学程序。全面质量管理活动的运转，离不开管理循环的转动，这就是说，改进与解决质量问题，赶超先进水平的各项工作，都要运用PDCA循环的科学程序。不论提高产品质量，还是解决生产问题，都要先提出目标，即质量提高到什么程度，需要解决的生产问题目前是什么状况?就要有个计划；这个计划不仅包括目标，而且也包括实现这个目标需要采取的措施；计划制定之后，就要按照计划进行检查，看是否达实现了预期效果；通过检查找出问题和原因；最后就要进行处理，将经验和教训制订成标准、形成制度或形成规定。
PDCA是一种科学的管理方法，从2005年开始，运用PDCA循环法的内涵来提高一矿破碎系统综合工作效率，解决破碎系统在生产工作中的一系列的故障、问题，取得了不错的效果。有所不同的是，在制订对策和实施过程中，是按年份、针对该阶段存在并影响破碎系统生产效率的主要问题来进行的。
三、PDCA循环法在提高破碎系统生产效率的具体应用
（一）2005年：
P－计划阶段：
1、找出所存在的问题。
2004年破碎系统生产相关数据：供矿量计划10万吨，实际完成11.75万吨，系统有效作业时间813.9小时, 系统生产效率144.44吨/小时。根据数据进行现状调查、分析后，得出影响破碎系统生产效率所存在的主要问题是系统设备待料时间长、因故障停机和维护、检修停机时间多。
2、分析产生问题的原因。
（1）产生系统设备待料时间长的原因分析。
结合系统生产工艺流程，经过现场分析、确认，产生系统设备待料时间长的主要原因有：原矿仓矿石供给不足，导致给料机待料；破碎格筛堵料，导致破碎机待料；皮带机终端下料口堵料，导致放矿待料。
（2）产生故障停机和维护、检修停机时间多的原因分析。
1）、根据系统历年的故障检修和设备现状分析，产生故障停机的主要原因有：给料机联轴器易磨损；皮带运输机起始端密封胶皮磨损快、放矿闸门机构由于动作频繁而导致闸门板和吊臂变形。
2）、由于给料机、破碎机、皮带运输机、放矿机构设计结构为维护、保养需要停机，而设备的正常维护、保养是设备长期有效作业的前提保证，故产生停机维护时间多。
3、找出主要原因。
通过对以上原因的进一步分析，共找出4条末端因素并确定了主要因素。
1）、进入原矿仓格筛的机采矿块度大，人工破碎占用时间长，导致给料机待料，可能是穿孔参数不合理、爆破药量少或二次解炮不及辉斐桑
2）、进入原矿仓的混合矿湿度大，引起原矿仓敷仓导致格筛数目减少进而影响下料速度，最终导致给料机待料；
3）人力破碎工操作技能较低，影响原矿仓下矿速度，导致给料机待料；通过检查、考核后确认，人力破碎岗位已经实行了师带徒制度，人力破碎环节的操作技能已经达到理论上的熟练程度，并非影响给料机待料的要因；
4）、皮带终端下料口设计尺寸较小，易造成堵料，放矿待料。
4、制定对策。
针对以上主要因素，制订了相应的对策措施。见对策措施表一。
对策措施表一
序号要因对策目 标措 施实施时间负责人1机采矿块度大选择合理的穿孔参数、爆破药量，及时进行二次解炮降低机采矿块度优化爆破参数，合理控制装药量2005年1月起顾**杨**2原矿仓敷仓雨天合理配入块矿减少敷仓程度雨天配矿作业时，少配粉状矿石多配块状矿石雨天配矿作业时顾**张**3皮带终端下料口堵料将下料口尺寸加大减少堵料时间局部技术改造2005年6月7日-14日王**肖**梁** D－执行阶段：按制定的对策进行实施。
1、2005年，共进行二次解炮爆破25次，将340个大块破碎，减少了大块进入破碎流程和大块在格筛堵料而对破碎系统工作效率的影响。
2、从2005年2月份起，针对破碎原矿仓清仓频繁、难度大的情况，实施了“适当调整配矿方案、敷仓时集中高铁矿配合清仓”的措施，具体做法是：原矿仓出现敷仓时，集中配高铁矿砸仓，人力破碎工用长钎配合松动，将敷在原矿仓壁的矿粉砸跨从而达到清仓目的。这样不影响配矿质量，因敷在仓上的矿石基本上是高铝矿、机采粉状矿石，与高铁矿相配正好达到质量要求。该措施实施以来，仅从该年安排的清仓次数看已大大减少，作业效率大幅度提高，降低了清仓费用。
3、破碎皮带运输机终端下料口改造。破碎皮带终端自1978年9月投入生产以来，运行时就一直存在很大的噪声，皮带工上岗作业时必须佩戴耳塞加以保护,分公司安环部于2004年9月曾在该点进行过噪音检测，测试结果为107dB(A)，噪声对员工身体健康造成伤害的隐患一直没有得到解决；长期以来，破碎系统皮带终端下料口尺寸由于比较窄小，块状矿石在经过该处时，极易发生堵塞，既影响供矿进度、降低作业效率，又增加皮带工的劳动强度。2005年2月15日至3月28日，队部对皮带运输机终端卸料小车左右下料口正面板进行改造，并安装废旧皮带，皮带终端噪音问题得到了解决：2005年5月30日至6月2日，队部组织人员完成破碎皮带运输机终端卸料小车下料口加宽改造，解决了矿石堵料问题。从皮带工上岗作业实地体验和安环部的监测结果看来，该点噪音已降低至95dB(A)左右，操作工不戴耳塞已能在皮带终端连续作业半小时以上。下料口改造后，基本解决了该点堵矿问题， 2005年下半年仅堵料4次，同比下降了90%。
C－检查阶段：检查所取得的效果。
通过以上的活动，破碎系统2005年比2004年多破碎21403.03吨矿石，其工作效率从144.44吨/小时提高到了158.97吨/小时。
A－处理阶段：
1、制定巩固措施。
（1）、对爆堆大块矿处理的及时性，一采规定每次采矿爆破后，对大块矿的二次解炮爆破时间不得超过二天，以减少大块矿进入配矿流程。
2、提出遗留问题。
（1）、破碎格筛堵料；
（2）、给料机联轴器易磨损；
（3）、皮带运输机起始端密封胶皮磨损；
（4）、放矿闸门机构易变形；
（5）、系统设备停机维护。
（二）2006年：
P－计划阶段：
1、找出所存在的问题。
2005年破碎系统生产相关数据：供矿计划12万吨，完成13.89万吨，系统有效作业时间875.2小时, 系统综合工作效率158.97吨/小时,检修累计时间132个小时。若要完成2006年21万吨的供矿计划，必须进一步提高破碎系统工作效率。
2、现状分析。
（1）结合系统生产工艺流程，经过现场分析、确认，进入破碎格筛矿石粘性大时，易造成破碎机格筛堵料，导致系统设备待料时间较长。
（2）系统停机检修时间仍然较长，影响系统工作效率。
3、找出主要原因。
通过对以上原因的进一步分析，共找出三条要因。
1）、进入破碎格筛矿石粘性大，易造成破碎机格筛堵料，导致破碎机待料；
2）、给料机联轴器易磨损，造成故障检修停机频繁；
3）、放矿闸门机构易变形，造成故障检修停机频繁；
2、制定对策。
针对以上主要因素，制订了相应的对策措施。见对策措施表二。
对策措施表二
序号要因对策目 标措 施实施时间负责人1矿石粘度大导致破碎机格筛堵料降低矿石粘度对堵料的影响提高下料速度改造破碎格筛2006年4月5、6日王**肖**2联轴器检修影响生产时间减少检修频次增加有效作业时间改造联轴器7月22-24日肖**马**3放矿闸门机构易变形，检修频繁减少检修频次增加有效作业时间改造放矿闸门6月7日-14日
D－执行阶段：
1、破碎格筛改造。由于该矿所配供的铝土矿中机采矿和高铝粉矿粘性较大、高铁铝矿硬度也大，导致以下两方面的问题：一是因机采矿和高铝粉矿粘性大，当该类矿石进入破碎机格筛时，就会逐渐粘附到格筛上，粘附到一定程度时就必须停机，进行人工清理，否则格筛将会堵死，系统无法正常生产。基本上晴天每天清理1次，雨天每天清理2～3次，每次需要0.5小时左右，这必然使得有效作业时间缩短，且增加人工清理劳动强度和因清理空间小而带来的不安全隐患。二是因高铁铝矿硬度大，该类矿石对破碎机格筛的组成原件——轨道钢和元钢的冲击力大，长时间冲击后元钢易变形，这必导致检修频繁，一般情况每年检修更换1次，周期为2-3天。队部在2006年4月5日、6日利用两天供矿空闲时间，组织技术人员和操作工进行技术改进，取消原结构中的元钢，全部使用30kg/m（B为110mm）轨道钢，纵向安装成近乎密封式的平面榴槽替代网状结构的格筛，考虑到提高改造后的格筛下料速度和安装空间结构，安装轨道钢时将其与水平面的夹角从原来的420增大到490左右。经过后8个月的供矿实际检验，改造后的格筛能适用于破碎系统流程，给料速度未受影响，破碎机下料速度约有增加，最主要的是节约清理格筛和榴槽次数，增加了有效作业时间、降低人工清理的劳动强度和降低了职业安全风险。 2、破碎板式给料机联轴器改造。破碎系统板式给料机减速器与传动轴相连的联轴器原属刚性联轴器，运行时存在着较大冲击及振动，且产生非常大的噪声，由于板式给料机运行频繁，在十字滑块的冲击力下，联轴器与轴之间的配合键磨损加快，间隙增大，导致减速器传动轴径向串动加剧，减速器轮齿和轴易损坏，仅2005年就检修减速器2次、更换联轴器及配合键2次，检修费用累计12345.80元。在该年7月份破碎系统大修过程中，将刚性联轴器改为弹性联轴器并加工弹性联轴器钢件及缓冲胶皮，于7月22日至24日进行组装、试车。该联轴器安装后，缓和了冲击载荷，消除了剧烈振动，且结构更为简单、成本更低，运行两年来，没有发生任何故障。
3、装矿站放矿闸门机构小改造。装矿站放矿闸门机构由于动作频繁，闸门与吊臂之间的夹角不断加大，至2006年11月初，在放矿完毕后，推压杆的行程需要730mm左右才能关闭闸门，而推压杆有效行程只有700mm，致使闸门关闭后，在矿石的压力作用，电液推杆产生回杆现象，导致闸门自动打开、矿石掉落地面，这样将增加人工回收工作量和存在安全隐患。在经过调整、检修，更换了电液推杆总成仍不能解决回杆开闸问题后，最终采取的措施如下：在选定好位置后将闸门吊臂气割断，将闸门前端向上顶起300mm至关闭状态，使吊臂角度改变，缩短内角对边长度，使之保持在闸门关闭状态，再气割断多余部分后，将断面进行焊接处理，解决了这一难题。
C－检查阶段：检查所取得的效果。
通过以上的活动，破碎系统2006年比2005年多破碎89574.46吨矿石，其工作效率从158.97吨/小时提高到了184.07吨/小时。
A－处理阶段：
1、制定巩固措施。
（1）、对于改造后的破碎格筛，要求在生产空闲时间做适当清理，即可满足相当长时间的生产要求。
2、提出遗留问题。
（1）、停机检修时间仍然可以进一步压缩；
（2）、给料机给料速度的控制问题。
（三）2007年：
P－计划阶段：
1、针对上一年度提出的问题，按照“P”计划步骤，我们经过“提出问题、分析问题、确定要因”三个环节后，共确定三条要因。
（1）、破碎下料口密封胶皮磨损快，更换耗时较长；
（2）、破碎机停机保养时间较长；
（3）、给料机给料的变速控制问题。
2、制定对策。
针对以上主要因素，我们制订了相应的对策措施。见对策措施表三。
对策措施表三
序号要因对策目 标措 施实施时间负责人1破碎机下料口密封胶皮磨损快，更换耗时较长减少停机检修时间增加有效作业时间改造密封胶皮底座为通用式并备用，需要更换时直接更换即可2007年7月14-15日王**顾**肖**2破碎机停机保养时间较长减少停机保养时间增加有效作业时间延伸破碎机加油嘴到操作台下实现正常生产的同时进行维护保养2007年5月12日王**肖**刘**3给料机给料的变速控制问题有针对性地对各矿种破碎速度进行调节实现给料机的速度可变换调节更换给料电机和减速机、增加一台变频控制器2007年11月5日
D－执行阶段：
1、破碎下料口密封胶皮改造。原来的密封胶皮由6段长短不一的角铁和废旧皮带连接制作组成，在长期受到矿石的冲击磨损后，密封胶皮会磨损导致漏矿，此时必须将其更换，但在基建时期，每段密封胶皮的长度不一、安装开孔位置也各异，即其在底座的安装位置是固定的，此时只有将其卸下后现场制作，破碎系统必须停机，这样的方式必然会占用更多的正常生产作业时间。后来经过改造，将整段密封胶皮尺寸平均取值分段、统一改造安装底座螺丝孔位，并多制作2-3个同样的密封胶皮单元作为备用，无论哪一段需要更换时，停机后直接将备用的换上即可。如此可实现密封胶皮更换检修的“标准化”，可节约现场制作的时间。改造前，每更换一次密封胶皮，占用生产时间约为4小时，改造后减为1小时左右，效果明显。
2、改造破碎机加油嘴。破碎机机身上的4个注油嘴离地2米左右，原来对破碎机进行维护保养时必须停机，而且存在高空作业的安全隐患。改造措施为：用软管将注油嘴延伸到操作台下方，在生产正常进行的同时即可实现对破碎机的维护保养，增加了有效作业时间，消除了高空作业的安全隐患，降低了职业安全风险。
3、给料机给料变速控制的问题。破碎给料系统原先采用的是11KW、960r/min的电动机与JZQ400型的减速机（速比20.49）匹配，给料速度较慢旁谄扑橛捕冉闲〉母呗量笫和硬度较大的高铁矿石时，其速度均是相同的，给料速度无法动态调节；队部根据生产实际，更换了15KW、1500r/min的电动机与JZQ400的减速机（速比31.5）匹配，并安装可调节电动机转速的变频控制器。在破碎高铝矿石时，通过调节变频控制器可将给料速度调节至最高速，实现提产，而在破碎高铁铝矿石时，由于其硬度较大而适当降低给料速度以减少其对破碎机的硬性撞击磨损，实现了给料速度的动态调节。
C－检查阶段：检查所取得的效果。
通过以上的活动，破碎系统2007年比2006年多破碎96674.88吨矿石，其工作效率从184.07吨/小时提高到了215.39吨/小时。
A－处理阶段：
1、制定巩固措施。
由上的改造均是由员工立足生产实际提出的多项合理化建议，经实践检验均有助于生产工作，队部进一步向广大员工征集有关的合理化建议，为提高破碎系统工作效率做持续改进。
四、应用PDCA循环法提高破碎系统生产效率取得的成效
运用PDCA循环法，通过循环不断的查找当前影响破碎生产工作进度的各项主要因素并加逐一以解决，设备停机时间逐年减少，有效作业时间逐渐增加，破碎能力逐步得到提高，完成了供配矿生产工作任务，三年来累计多破碎矿石共21403.03+89574.46+96674.88=207652.37吨，创造的直接经济效益见下表所示：
年度 项目2004年2005年2006年2007年在册人数（人）60666769平均工资（元/人.年）22159.121840.327616.528979.4实际破碎量（吨）117500138903.03228477.49325152.37人均破碎产量（吨/年.人）1958.332104.63410.14712.4与上年度多破碎矿石（吨）21403.0389574.4696674.88完成多碎矿石量需要增加人数（人）10.9342.5628.35完成多碎矿石量需要增加费用（仅限人工工资，元）242198.961175358.24821565.99总费用（元）2239123.19
提高破碎生产效率创造价值计算表
间接效益：在活动过程中，很多一线员工立足生产的实际情况、运用多年的操作、技术经验，主动、积极开动脑筋，献策进言，提出了多项合理化建议，为提高破碎系统生产效率、降低瓶颈限制和生产的顺利完成立下了汗马功劳，体现了分公司员工投身企业建设主人翁的精神和风采，为企业持续不断发展起到了不断的推动作用。