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六西格玛培训
张驰专栏
汽车行业如何有效提升产品质量水平唯有六西格

发布时间:2021-09-28  来源:张驰   点击:

汽车行业如何有效提升产品质量水平唯有六西格玛培训


质量是一组特性满足要求的能力,是持续的过程稳定和顾客满意,在汽车行业尤为重要。六西格玛管理是20世纪80年代末首先在美国摩托罗拉公司发展起来的一种新型管理方式,20世纪90年代通用公司开始采用,逐步推广到各个汽车生产企业。推行六西格玛管理就是通过设计和监控过程,将可能的失误减少到最低限度,从而使企业可以做到质量与效率最高,成本最低,过程的周期最短,利润最大,全方位地使顾客满意。

因此,六西格玛管理是一种近乎完美的管理策略。六西格玛的主要关注点是顾客关心程度、关注过程、基于数据和事实、系统性改进提高,通过靠拢目标值、减少变差、降低敏感度来管理变差。变差是输入、过程和输出中的变化,西格玛(σ)也是衡量输出的变差指标,也是“标准差”。通过减少变差来提高过程能力。


汽车生产企业以顾客为导向,为满足顾客的需求而服务,顾客声音至关重要,将顾客声音转化为过程声音,通过过程控制来达到顾客满意。过程声音(VOP)和顾客声音(VOC)的关系如图1所示。


可知,±2σ、95%的输出在规范限内,或者说每20个产品中就有1件有缺陷;±3σ、99.73%的输出在规范限内,或者说每400个产品中有1件有缺陷;±4σ、99.9937%的输出在规范限内,或者说每100万个产品中有6210件有缺陷;±6σ、99.9999998%的输出在规范限内,或者说每100万个产品中只有3.4件有缺陷。因此六西格玛成为汽车制造企业过程管理的最有效方法之一。

六西格玛是解决系统性原因(普通原因)而非单体差异性原因(特殊原因)导致的问题的工具和方法,通过定义(Define)、测量(Measure)、分析(Analyze)、改进(Improve)、控制(Control)5个步骤对系统性问题进行梳理和解决,如图2所示。


文章针对某车型前雾灯脱落问题详细阐述六西格玛的实际应用,运用DMAIC步骤,使用鱼骨图、假设检验等工具分析关键因子,采取相应改进方式,并对改进方式进行长期监控,以检查改进方式是否有效,问题是否得到完全解决。

一、定义阶段

定义阶段的主要内容是收集顾客声音(VOC),对顾客声音(VOC)进行初步分析,转化为问题陈述,再将问题陈述转化为可量化的过程关键特性(Critical-to-Quality,CTQ),根据过程关键特性(CTQ)明确缺陷的定义、调查分析因子的范围和问题解决目标,为下一阶段做好准备。

1.顾客声音转化为问题陈述

顾客声音(VOC)是市场上某车型前雾灯出现敲击异响问题,经过初步调查分析确定产生异响的原因是由于前雾灯中隔热片从固定底座中脱落,导致隔热片敲击底座产生异响。因此,将顾客声音(VOC)转化为问题陈述:前雾灯隔热片脱落。

2.问题陈述转化为过程关键特性

在制造过程中控制前雾灯隔热片脱落问题是通过将隔热片卡紧固定在底座凸台上,当隔热片卡口与底座凸台X向间隙等于0,则表明隔热片与底座凸台卡紧,不会出现脱落问题。因此,将问题陈述转化为可量化的过程关键特性(CTQ):前雾灯隔热片卡口与底座凸台X向配合间隙为0。

3.明确缺陷定义

当隔热片卡口与底座凸台X向配合间隙大于0,则会出现脱落问题。因此,可以明确缺陷定义Y是:隔热片卡口与底座凸台X向配合间隙大于0。

4.明确分析因子范围

导致隔热片卡口与底座凸台X向配合间隙大于0的因子,从“人机料法环测”6个方面进行鱼骨图分析,如图3所示。


从鱼骨图分析可以初步确定可能因子主要集中在“料”中,材料方面的3个因子作为分析的可能因子来详细调查。

5.明确问题解决目标

2017年10月至2018年5月,厂内终检工位发现共计310件前雾灯隔热片卡口与底座凸台间隙大于0,平均PPM(PartPerMillion,每一百万个产品中的不良率)=2833009,每月检验不合格品PPM见图4。为了彻底解决该问题,将目标设定为PPM=0。


二、测量阶段

测量是对具体事物赋予数字或数值,以表达它们与对应特性间的关系。赋予值的过程叫测量过程。测量系统是测量设备或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境及假设的集合,并用于量化被测单元或评估被测特性,也就是获得测量结果的整个过程。测量系统分析(MesurmentSystemsAnalysis,MSA)是定量和定性地评价分析用于获得观测数据的测量系统包括其工具和过程,分析出测量结果呈现的由测量系统所导致的变差,定性评价测量系统是否可以接受。执行测量系统分析的目的是为了确保收集的数据能真实有效反映整个过程。

针对缺陷定义Y,采用0.1mm塞尺对隔热片卡口与底座凸台X向配合间隙进行测量系统分析(MSA),由于该测量系统属于计数型数据,因此采用一致性分析。对50件隔热片卡口与底座凸台X向配合间隙进行测量,采集测量数据,导入Minitab软件,进行一致性分析,输出结果,如图5所示。


从Minitab软件计算结果得出:每个检验员与标准Kappa=0.8,大于标准值0.7,即说明该测量系统满足要求。

三、分析阶段

分析阶段是运用过程分析方法和工具对可能的关键因子进行详细验证,识别变差,判断这些是否是关键因子。在定义阶段已经通过鱼骨图分析初步确定了3个可能的关键因子,接下来将对这3个因子进行详细分析。

1.底座凸台X向位置度

底座凸台X向位置度采用假设检验方法来进行验证。对底座凸台X向位置度进行双样本假设检验,假设H0:NG底座凸台X向位置度=OK底座凸台X向位置度。分别采集NG底座凸台X向位置度数据和OK底座凸台X向位置度数据各30组,将数据输入Minitab进行双样本假设检验,输出结果,如图6所示。


从Minitab软件计算得出P=0.022,小于标准值0.05,拒绝H0假设,即表示底座凸台X向位置度是关键因子。

2.隔热片卡口X向位置度

对隔热片卡口X向位置度进行双样本假设检验,假设H0:NG隔热片卡口X向位置度=OK隔热片卡口X向位置度。分别采集NG隔热片卡口X向位置度数据和OK隔热片卡口X向位置度数据各30组,将数据输入Minitab进行双样本假设检验,输出结果,如图7所示。


从Minitab软件计算结果P=0.786,大于标准值0.05,H0假设成立,即隔热片卡口X向位置度不是关键因子。底座凸台宽度随机抽样采集底座凸台宽度30组数据,用于计算底座凸台宽度制造过程能力Ppk。采集后数据输入Minitab进行过程能力分析,输出结果如图8所示。


从Minitab软件计算结果Ppk=1.55>标准值1.33,满足制造过程能力要求,即底座凸台宽度不是关键因子。

四、改进阶段

根据分析阶段的验证,确定了对问题不利贡献的关键因子,确定改进标准,利用头脑风暴找到关键因子的可能改进方案,有效评估备选方案并选择最佳方案,然后进行过程改进,分析过程能力以验证改进成效。针对该问题的关键因子是底座凸台X向位置度,模具注塑成型通过调整注塑工艺参数来调整凸台位置,靠近设计中值,可以有效解决该问题。采集调整注塑工艺参数后的底座凸台位置度数据30组,输入Minitab计算过程能力,如图9所示。


计算结果Ppk=2.01>标准值1.33,改进后过程能力满足要求。对改进后方案进行验证,通过生产30件改进后底座凸台和隔热片,装配后检验隔热片与底座凸台X向间隙全部等于0,说明改进方案有效。

五、控制阶段

控制是一种通过消除缺陷机会或用反馈系统监控过程改进,以达到持续改进的方法。建立一个有效的策略,确保改进成果得到持续保持。针对改进阶段实施的有效改进方案,通过模具定期维护保养计划和模具点检计划确保改进方案有效,并监控每批次5件测量数据,日常监控Xbar⁃R图如图10所示。


2018年9月1日对底座凸台注塑参数进行调整,收集底座凸台改进后3个月隔热板脱落检验记录,改善后PPM=0,达到目标,如图11所示。


针对某车型汽车雾灯异响问题,结合六西格玛管理理论,采取DMAIC步骤分析解决问题。其中定义阶段至关重要,良好的定义可以对问题解决起到事倍功半的效果,将顾客声音转化为可量化过程关键特性,再转化为缺陷定义,逐步将定性描述转化为定量数据,将问题可量化、可操作。分析阶段采用鱼骨图、假设检验等工具分析关键因子,采取相应改进方式,降低问题PPM,改进供应商产品生产制造过程。

六西格玛在质量管理中的应用可以有效提升产品质量水平,从实际案例应用深入研究六西格玛在汽车质量问题解决和改进的方法、步骤,为六西格玛在质量管理过程中的应用提供参考。

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