QC案例：提高生產(chǎn)聚酰亞胺活門組件的合格率

◆朱雪艷 魏應(yīng)亮 丁 張崇印/ 文

QC案例：提高生產(chǎn)聚酰亞胺活門組件的合格率

課題選擇

活門組件是指通過一定的工藝方法將非金屬密封環(huán)置入金屬密封槽內(nèi)制成的產(chǎn)品，因此包含金屬基體和非金屬密封環(huán)兩個(gè)零件。由于活門組件兼具金屬基體的強(qiáng)度和非金屬密封環(huán)的密封性能，在閥門通用結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。

上海航天設(shè)備制造總廠生產(chǎn)的聚酰亞胺活門組件安裝于新一代高壓電磁閥上，用于控制增壓輸送系統(tǒng)氣路的打開與關(guān)閉。

2016年初，“膠出質(zhì)量”QC小組針對(duì)2015年整年生產(chǎn)的聚酰亞胺活門組件的生產(chǎn)情況進(jìn)行了匯總調(diào)查，發(fā)現(xiàn)不合格品的比重占到50%以上。針對(duì)該問題，QC小組于2016年2月對(duì)該月生產(chǎn)的聚酰亞胺活門組件合格率進(jìn)行了數(shù)據(jù)收集和分析。數(shù)據(jù)顯示：25件活門組件中合格數(shù)量僅為13件，合格率只有52%。無論從產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本，還是生產(chǎn)效率上來說，都是亟待解決的問題。因此，廠級(jí)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)該活門組件提出了生產(chǎn)合格率為90%的指標(biāo)要求。為響應(yīng)廠級(jí)領(lǐng)導(dǎo)“膠出質(zhì)量”的口號(hào)，本QC小組將課題選定為提高生產(chǎn)聚酰亞胺活門組件的合格率。致合格率低下的主要癥結(jié)。

小組從橫向?qū)Ρ取⒗碚摐y(cè)算法和領(lǐng)導(dǎo)支持等方面確定實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)是可行的。

可行性分析

QC小組首先對(duì)生產(chǎn)的聚酰亞胺活門組件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和不合格品分類，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致聚酰亞胺活門組件合格率低下的主要原因在于：表面起泡、表面顏色偏淺和表面凹坑，并根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)制成了餅分圖，如圖1所示。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，“表面凹坑問題”占不合格品率的82.6%，是導(dǎo)

原因分析、要因確認(rèn)、制定對(duì)策

明確了問題的癥結(jié)后，QC小組進(jìn)行了客觀、徹底的原因分析。聚酰亞胺活門組件成型主要依靠機(jī)器升溫熔融聚酰亞胺粉料，聚酰亞胺在模具型腔中流動(dòng)填充，最后靠機(jī)器加壓冷卻成型。基于上述的聚酰亞胺成型機(jī)理，QC小組成員針對(duì)“表面凹坑”開展頭腦風(fēng)暴，將問題進(jìn)行歸類，最終得到了7個(gè)末端因素（見圖2）：①操作人員的技能水平不足；②質(zhì)量意識(shí)培訓(xùn)時(shí)間短；③熱壓設(shè)備精度不足；④模具型腔面積不合理；⑤空調(diào)和除濕機(jī)未按照工藝規(guī)定開啟；⑥打壓放氣次數(shù)方法不合理；⑦聚酰亞胺原材料不合格。

小組針對(duì)這7條末端原因，制定了要因確認(rèn)計(jì)劃表，利用現(xiàn)場實(shí)地測(cè)量、試驗(yàn)或調(diào)查分析等方法，逐一進(jìn)行了確認(rèn)。由此，小組共得出兩條主要原因，即：熱壓機(jī)精度不足和打壓放氣次數(shù)不合理。

針對(duì)這兩個(gè)要因，小組全體成員開動(dòng)腦筋，相互啟發(fā)，盡量依靠小組自己的力量，從各個(gè)角度提出改進(jìn)的想法。通過對(duì)方案進(jìn)行有效性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性等方面的分析，制定了對(duì)策計(jì)劃表，提出了實(shí)現(xiàn)對(duì)策的具體措施，確定了具體的負(fù)責(zé)人和規(guī)定了時(shí)間等要求。最終確定的對(duì)策為：改用精度更高的熱壓機(jī)、增加打壓放氣次數(shù)。

圖1 聚酰亞胺活門組件缺陷分析

圖2 導(dǎo)致聚酰亞胺表面凹坑的原因分析

對(duì)策實(shí)施

1）對(duì)策實(shí)施一：改用精度更高的熱壓機(jī)

將熱壓設(shè)備更換后，小組重新進(jìn)行了10次熱壓試驗(yàn)，測(cè)量熱壓結(jié)束時(shí)的模具加熱溫度，并進(jìn)行了過程能力分析。

結(jié)論：使用精度更高的熱壓設(shè)備后，模具加熱溫度均大于380℃，且過程能力高，滿足了對(duì)策目標(biāo)值要求。

2）對(duì)策實(shí)施二：將熱壓過程中的打壓放氣次數(shù)增加到6次

將打壓放氣次數(shù)設(shè)置為6次后，小組重新進(jìn)行了10次熱壓試驗(yàn)，對(duì)樣品進(jìn)行剖切并測(cè)量離中心最近的氣泡位置，計(jì)算了過程能力指數(shù)。

結(jié)論：打壓次數(shù)改為6次后，氣泡的位置均≥21mm，且過程能力高，滿足對(duì)策目標(biāo)值要求。

效果檢查

所有對(duì)策實(shí)施完成后，小組按照新的情況進(jìn)行了試生產(chǎn)，并收集數(shù)據(jù)，用于檢查改進(jìn)效果。首先，小組收集了實(shí)施期6個(gè)批次的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，使用控制圖工具，通過修正計(jì)算，發(fā)現(xiàn)過程處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，過程穩(wěn)定。接著，小組收集和分析了鞏固期的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)實(shí)施期和鞏固期的合格率相對(duì)于活動(dòng)前均有了顯著的提升，滿足目標(biāo)值90%的要求。QC活動(dòng)達(dá)到了預(yù)期的效果。最后，將對(duì)策實(shí)施后的效果與現(xiàn)狀調(diào)查時(shí)的狀況進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)表面凹坑的癥結(jié)得到了明顯解決，且無其他副作用產(chǎn)生，表面起泡問題和顏色偏淺問題也得到了有效改善。

同時(shí)，QC小組還計(jì)算了經(jīng)濟(jì)效益，以2016年9月到10月中旬生產(chǎn)的176件產(chǎn)品為例，合計(jì)可節(jié)省26萬元。

另一方面，小組的QC活動(dòng)在短時(shí)間內(nèi)為“長五”首飛提供了大量的合格產(chǎn)品，產(chǎn)品的穩(wěn)定性能確保了長征5號(hào)運(yùn)載火箭成功發(fā)射，為型號(hào)產(chǎn)品準(zhǔn)時(shí)交付提供了強(qiáng)有力的保障，帶來了極大的社會(huì)效益。

鞏固措施

為了將取得的成果維持下去，防止問題的再次發(fā)生，小組制訂了鞏固措施，將措施進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。對(duì)高精度熱壓機(jī)的使用和打壓放氣次數(shù)的增加均落實(shí)到了簽署完整的受控工藝文件中，并對(duì)鞏固措施實(shí)施后的效果進(jìn)行了跟蹤，現(xiàn)場確認(rèn)文件的執(zhí)行情況良好。

總結(jié)及下一步打算

通過本次QC活動(dòng)，我們“膠出質(zhì)量”QC小組在專業(yè)技術(shù)和管理技術(shù)方面都有了明顯的提升。同時(shí)，我們開展了小組成員自我評(píng)價(jià)，小組成員的質(zhì)量意識(shí)、QC知識(shí)、團(tuán)隊(duì)精神、解決問題的能力等方面都有了不同程度的提高。通過本次活動(dòng)，小組還發(fā)現(xiàn)了表面顏色偏淺和表面起泡等問題，但在效果檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，此類問題在改善凹坑問題的同時(shí)都得到了有效的改善。

結(jié)合現(xiàn)有的閥瓣熱壓生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，小組成員將嘗試把取得的成果靈活應(yīng)用于提高聚三氟氯乙烯閥瓣熱壓的合格率上。

編者按

今年10月12～13日，上海市質(zhì)協(xié)舉行了2017年群眾性質(zhì)量管理活動(dòng)成果交流會(huì)，今年全市申報(bào)QC小組成果306個(gè)，通過前期資料評(píng)審，推薦了28個(gè)QC小組進(jìn)行了成果交流發(fā)表。他們分別來自電力、交通、通信、航天、冶金、汽車、船舶、機(jī)械、建筑、食品、服務(wù)等行業(yè)，開展的 QC小組活動(dòng)課題有創(chuàng)新型，也有問題解決型。從本期起，本刊將陸續(xù)刊登其中的優(yōu)秀成果案例，以饗讀者。本期刊登的是榮獲2017年全國優(yōu)秀質(zhì)量管理小組稱號(hào)的上海航天設(shè)備制造總廠“膠出質(zhì)量”QC小組的成果案例，此項(xiàng)成果已成功地應(yīng)用于“長五”火箭的首飛,對(duì)于同類熱壓閥瓣的生產(chǎn)具有一定的借鑒意義。

（作者單位：上海航天設(shè)備制造總廠）