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Summary:本文运用DMAIC管理方法,通过细致的现场观察和数据测量,发掘并筛选关键因子,利用假设检验识别关键因子显著性,使用试验设计给出最优方案,经过项目团队风险评估和验证,达到辊压窗框外观质量提升目标。
Key:DMAIC;辊压窗框;外观质量
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:A
0引言
随着汽车轻量化、平台化发展,汽车车门越来越多使辊压窗框结构,同时为了满足个性化、年轻化的市场需求,高亮黑元素在汽车造型中广泛应用。辊压窗框和高亮黑膜相结合,体现了低成本高品质的优势。但是辊压窗框外观面由零件拼焊而成,焊接热影响区不可避免会产生外观缺陷,工序能力难以满足外观要求。由于生产工序长,各个环节都会产生外观不良。为满足客户期望,本文使用六西格玛管理中用于流程改善的DMAIC工具对外观质量进行提升[1]。
1DMAIC工具应用
车门辊压窗框是由辊压导轨与冲压或辊压件拼接而成(图1),产品结构、制造工艺和过程控制上存在外观质量的痛点。生产中通常针对辊压窗框的外观缺陷,常规采用皮纹黑膜遮瑕,但是由于高亮黑膜会放大缺陷,所以外观质量的提升效果有
限。而且车门辊压窗框生产经过辊压、拉弯、冲压、包边、切角、焊接以及打磨等多种工艺,工序过程长工艺复杂,这对于车门窗框的产品设计、生产工艺、工装模具、设备精度、人员操作以及过程控制等都是严峻挑战。
六西格玛管理方法中DMAIC工具是一套系统的业务改进方法,它对现有过程进行定义(Define)、测量(Measure)、分析(Analyze)、改进(Improve)和控制(Control),并采用量化的方法分析过程中的影响因素,找出关键的因素加以改进,从而达到更高的顾客满意度[2]。
2定义阶段
六西格玛是基于公司整体价值进行挖掘,把顾客的需求转化成产品特性。定义阶段就是项目定义和立项,分析顾客需求识别改进机会,定义问题和项目范围,对比行业内水平制定目标。本文使用亲和图、柏拉图等对顾客反馈的问题进行排列,结合公司绩效指标,组建项目团队解决某车型车门辊压窗框外观问题。
顾客期望为无外观质量问题,产品关键质量特性(CTQ)为无外观缺陷。将外观缺陷率定义为Y。持续监控辊压窗框外观质量表现,统计分析不合格品外观缺陷,根据柏拉图统计结果(图2)。将前位缺陷定义为Y,表达如下:
Y=Y1+Y2+Y3+Y4+Y5+Y6+Y7+Y8
其中,Y1表示凹凸缺陷;Y2表示包边缺陷;Y3为划伤;Y4为轮廓不平齐;Y5为焊渣;Y6表示气孔;Y7为麻点;Y8为打磨痕。
目前某车型项目开发阶段辊压窗框外观质量不良率达25%。调查行业内窗框供应商外观制造水平,制定项目改善目标:FTQ为5%。
观察绘制当前生产流程,聚焦主要流程和定义项目范围。通过SIPOC图对流程宏观分析(图3),确定辊压窗框外观问题产生的主要范围和关键因素,团队决定对供应商内部生产过程详细展开。
3测量阶段
测量阶段是建立Y=f(x)的过程,是发现与外观质量Y相关的影响因素X的过程。通过测量阶段,可以识别项目目标的实现途径和改进方向。
为保证测量结果准确可靠,需要对辊压窗框的测量系统做评价。团队选取10件合格产品与10件有缺陷的外观质量边界样本给检验员判定。判定结果是定性数据,通过Minitab软件属性一致性分析,评估检验员自身、检验员与标准、检验员之间、所有检验员与标准的吻合程度(图4)。得出结论:测量系统是能够接受的。
项目团队详细观察辊压窗框生产制造过程,逐个工位排查,聚焦现场员工操作,识别输入变量和输出变量,绘制辊压窗框过程变量图(图5);分析汇总各外观缺陷的失效模式,绘制外观缺陷潜在失效树图(图6)。根据过程变量图和失效树图建立各个流程参数的检测计划,收集影响因素X和外观缺陷Y的数据,并找出不符合工艺和规范要求的因素X。
通过观察流程和确认过程参数,项目团队识别到多个影响因素。使用因果矩阵对影响因素进行重要度排序,再通过失效模式及后果(FMEA)分析方法按照风
险顺序数排序,筛选前位因子。经过团队的充分沟通和专业技术的评估,保留了11个影响因素做为关键因子(图7)。
在测量阶段,发现问题应及时开展改善。经过团队系统评估,结合历史经验教训,集成多方资源对测量阶段的11个关键因子中的7个因子开展快赢改善。辊压窗框外观质量快赢改善内容如下。
——原材料外观和尺寸稳定性
团队分析Y7(麻点)、Y3(划伤)的来源是原材料表面缺陷。为改善Y7缺陷,提升外板原材料表面外观等级为FD。为减少Y3(划伤)、卷轴印和异物等缺陷,改善原材料分条加工过程,如优化吊装及夹持器具,增加钢带分条过程防护,提升分条刀架刚度以及优化***间隙等措施。跟踪原材料进货检验,原材料外观和
尺寸稳定性有明显改善。
——辊压外观凹凸、切断变形
为改善辊压外观缺陷,项目团队从产品设计和工艺工装入手。参考对标车型优化辊压工艺,改善外板弧度并对截型做回弹补偿;验证材料性能选择范围,降低材料性能对Y1(凹凸)的影响;优化切断模具由错切改为带料切,用伺服电机控制***与辊压线同步,改善切断变形和停车印;验证辊压设备参数,优化线速和焊点距离减轻辊压扭曲。经验证有明显效果。
——B柱内外板辊弧扭曲、凸条