《Macromolecular Symposia》：Performance Evaluation and Optimization of Injection Molding Using the SMED Method
编辑推荐：
制造业的持续改进需要系统化的性能评估与针对性的优化行动。本研究展示了SMED（Single Minute Exchange of Die，单分钟换模）方法在注塑生产环境中的性能评估与优化应用。研究聚焦于减少换模与模具切换时间、降低微停机频次，并通过识别与消除非
制造业的持续改进需要系统化的性能评估与针对性的优化行动。本研究展示了SMED（Single Minute Exchange of Die，单分钟换模）方法在注塑生产环境中的性能评估与优化应用。研究聚焦于减少换模与模具切换时间、降低微停机频次，并通过识别与消除非增值活动提升工艺稳定性。改进措施的有效性通过换模时长与生产停机时间的缩减进行评估。结果表明，换模时间与生产中断均显著降低，生产能力得到提升，工艺稳定性同步改善。尽管本研究基于特定工业案例，所提出的方案可适配至其他制造场景，旨在增强生产灵活性与降低运营浪费。
研究背景方面，注塑成型是目前应用最广泛的塑料部件工业生产方法，产品覆盖从汽车大型零件到微小机电元件的广泛谱系。当前制造竞争环境要求生产线具备多品种快速切换能力，需同时重构技术因素与非技术因素以保障柔性。然而实际生产中，换模时间长、微停机频发、工艺稳定性不足成为制约产能提升的核心瓶颈，亟需系统性优化方案。本研究发表于《Macromolecular Symposia》，针对260T注塑机的换模流程展开SMED（Single Minute Exchange of Die，单分钟换模）方法的应用实践，最终实现换模时间压缩、微停机减少与产能提升的多重目标。
关键技术方法层面，研究人员采用SMED方法论开展全流程优化：首先通过现状调研梳理换模作业的17项细分动作并量化耗时，识别冷却回路连接无标准化、机械臂气管无标识、模具搬运效率低、快换接头适配性差、原料吸入口滤网堵塞五大核心问题；其次针对性设计冷却回路快接集成、气管颜色编码标准化、模具存储按重量尺寸分区、快换接头适配器开发、滤网结构替换五项改进方案；最后通过实施前后的换模时间、微停机频次、产能数据对比验证优化效果。
研究结果部分，3.1节针对现有作业模式的分析显示，初始换模总耗时为78分钟，其中冷却回路连接、模具搬运、机器人调试、原料清洗等环节的非增值时间占比超过60%，且存在频繁等待技术人员、重复调整工装等浪费现象。3.2节的优化方案中，冷却回路通过集成快接歧管与统一进出水位置，连接时间从9分钟缩短至30秒以内；机械臂气管采用颜色编码标准化后，连接时间从4分钟降至30秒；模具存储区按重量与尺寸分区管理，配合人员培训，搬运定位时间从10分钟压缩至2分钟；开发快换接头适配器避免了重复拆装导致的取件点位丢失；将筛网式原料吸入口替换为实心结构，彻底消除了颗粒残留污染与每周约200次的15分钟清洗耗时。3.3节的实施后评估表明，换模总耗时降至25分钟，其中原11项等待技术人员、模具加热等待等冗余环节被完全消除，机器人调试时间从7分钟降至1分钟，质量审批等待时间从5分钟降至2分钟。
讨论与结论部分，研究人员明确SMED实施的三大优先级指标为质量提升、微停机减少与换模时间压缩，其中换模时间优化位列第三，以避免牺牲质量与稳定性为前提。最终成果显示，260T注塑机的换模时间从78分钟/次降至25分钟/次，微停机频次降低约40%，前10周的生产量提升32%。研究证实SMED方法可有效突破注塑生产的换模与微停机瓶颈，所提出的优化路径具备跨制造场景的适配性，为制造业提升柔性、降低运营浪费提供了可复制的实践范式。
