模具是保證模鍛產品質量的核心因素之一，模具的劣化直接影響著產品的質量。正因如此，控制模具壽命成了控制產品質量的要點。

質量預防是質量管理的主要目的，將不良品遏制于未發之時是質量管理的重要精神。正因如此，通過控制模具壽命防止由于模具劣化而帶來不良是模鍛過程中最常見的質量預防手段。所以，我們的客戶無一例外的要求我們定義和管控模具壽命。

但是，模具壽命卻往往說易行難。因為如果沒有精細的控制，模具壽命很可能大幅波動，僅模具壽命的定義就能難倒一大片。如果壽命值定的過低，成本大幅上升，老板無法接受；壽命值定得過高則無法真正控制質量。于是通過模具壽命來控制質量就好像是鏡中花水中月。

也常聽到各種聲音，有人為了應對客戶審核，雖然定義了模具壽命，但是沒有實際管控；也有人批判模具壽命管理給企業帶來了更高的成本；還有人說，模具好不好通過檢驗產品來判定即可，沒有必要通過控制模具來保證產品質量。

首先，我想暫時不談模具壽命管控的必要與否，而是想先看看模具壽命管理為什么那么難。正如上文所講，模具壽命的管理在一開始就卡殼，因為模具壽命的定義往往十分困難。既然模具壽命管理最頭痛的是定義合理的模具壽命，那就先從這里開始我們的模具壽命管理探究之路。

要想定義一個合理的模具壽命，首要條件是使模具壽命能夠穩定在一個合理的區間內。那么，如何使模具壽命穩定在一個合理的區間內呢？既然談到穩定，就不得不來考慮使模具壽命不穩定(即波動)的因素有哪些。

一談到影響模具壽命的因素，稍有經驗的人都能說上一長串：模具的材質、模具的相關尺寸、模具的結構設計、模具熱處理的質量、鍛造過程中的溫度、鍛造過程中工件或設備對模具的作用力、加工節拍、模具的潤滑、模具的預熱等等。

但是今天，首先要來探討的卻是另外一個因素——設備！

不同型號鍛造設備對鍛造模具壽命的影響分析

對現場或工程有經驗的人應該都知道，設備對于模具壽命是有影響的，比如同一種產品，在1000t 設備上生產和在3000t 設備上生產，模具壽命會有顯著差異。

通過對某產品2018 ～2019 年某時段內分別在300t 鍛造設備和600t 鍛造設備生產的模具壽命數據的整理，選取同種模具、同種失效形式的模具壽命數據進行統計分析(注：這些數據均來自于同品號、同種表面處理、同材質的模具)，數據整理分析后結果如圖1 所示。

圖1 同一產品不同設備的模具壽命數據分析結果

從圖1 中不難看出，該產品在300t 和在600t 上生產時，被研究的模具壽命顯著不同。為了量化兩者不同，分別對壽命達到2000 件、4000 件、6000 件、8000 件、10000 件時模具仍未失效的概率（簡稱生存概率）進行了估計，估計的結果見表1。

表1 模具在不同型號設備上使用時不同壽命水平下的生存 概率估計結果

從表1 中，我們可以看到懸殊的差距，而這個時間段的數據告訴我們，設備的型號有可能對模具壽命的影響是十分顯著的。而通過對其他產品的數據分析，也得到了同樣的結果。限于篇幅原因，此處暫時省略其他產品研究的相關細節。

同型號同規格的鍛造設備對鍛造模具壽命的影響分析

不同噸位的鍛造設備對于同一種產品的模具壽命是會有顯著影響的，那么，對于同噸位、同型號的鍛造設備對模具壽命又會有什么影響呢？

我們拿2019 年的模具壽命數據，選取了其中用量最多的某產品的預下模具，并從所有該產品的預下模具中選取失效發生率最高的A 失效為研究對象，并從數據中選出生產數據最多的5 臺設備進行分析，這5 臺設備分別為123-A、123-B、123-C、123-D、123-E.，分析結果如圖2 所示。

不難看出，同種產品同種失效形式的模具壽命在不同設備上是有明顯差別的。通過假設檢驗，即用統計方法在考慮了波動后，進行判定的結果仍然是同型號不同編號的設備對模具壽命的影響是顯著的。

圖2 同一產品、同噸位、同型號的5 臺鍛造設備模具壽命分析

對每臺設備下，模具的同種失效模式的生存概率(即到壽命值時還沒有發生失效的概率)進行估計，得到結果見表2、圖3 所示。

不難看出，被研究的模具在123-A、123-E 上在各壽命水平上的仍末失效的概率都比其他設備高，而123-D 為最低。

顯然，基于歷史數據的統計結果可得，即使同型號的設備，對于同種產品、同種模具的壽命也有較大的影響。

現在讓我們回到模具壽命管理這個主題上來，要能夠開展模具壽命管理，首先要使模具壽命能夠穩定在一個合理的區間內，也就是要盡可能減少外部因素對模具壽命的影響。那么，通過對設備的研究，我們能夠知道，對于同一種產品如果能夠定線生產，則模具壽命會相對穩定。換言之，在不同的設備上生產同產品時，可能需要定義不同的模具壽命。

所以，當我們定義了一個模具的壽命，但產品被安排在不同生產線上生產時，那么這個固定的模具壽命很可能不能用來控制過程質量。同樣的，當產品不能定線生產，那么在做模具壽命的統計分析時也會帶來很多的誤導，以至霧里看花，只覺模具壽命變幻莫測而無從下手。

比如，原本在123-A 上生產時模具平均壽命為20558 件，后來產品被移到123-D 上生產，得到的平均壽命為12235 件，模具壽命明顯降低了，但這是否意味著模具本身的質量或者性能變差了呢？我想，答案是顯而易見的。

表2 模具在同型號多臺設備上使用時不同壽命水平下的生存概率的估計結果

圖3 模具在同型號多臺設備上使用時不同壽命水平下的生存概率的估計結果

模具壽命進一步研究的思考

那么為什么同規格的不同設備對模具壽命會有顯著的差異？是因為設備老舊？還是由于操作人員的操作差異？或者有其他的原因？

進一步的分析是有意義的，但是如果僅限于歷史數據的分析，則這些更深層次的分析已經無法繼續。因為歷史數據中的設備、班組之間沒有固定的配對關系，班組與班組間也沒有固定的配對關系，所以無法分層分析。

模具壽命的影響因素是非常復雜的，通過對個別產品的同一類模具的歷史數據的粗略分析，雖然能看到設備對其有顯著的影響，但也發現設備因素對模具壽命波動的貢獻不到25%，究竟其他哪些因素是主要影響因素，對壽命波動的影響究竟有多大貢獻，這需要進行大量有針對性的試驗、跟蹤與分析才能得出。

到此，我們得到的結論是，設備/產線對模具壽命是有顯著影響的，在產品不能定線生產的情況下，對模具壽命進行分析或定義時，必須將設備作為需考慮的因素之一。

體系部經理，長期致力于質量管理體系、質量工具在企業內的落地應用，推進統計分析工具在企業的制造過程管控、問題改善方面的應用。