DF公司球閥的改善研究

高小雙

（河北工業大學，天津 300401）

1 公司概況

DF公司是世界著名的制冷和供熱產品制造商和服務供應商，其供熱事業部生產產品主要有三種，即球閥、溫控閥和熱表。通過分析該公司供熱事業部產品相關數據，發現其中球閥車間比其他產品車間的質量問題多，具體不良產品投入成本如下：球閥不良產品成本為229255元，溫控閥為37118元，熱表為64135元，利用Minitab做出pareto圖可知，球閥的不良質量成本占比為69.4%。此外，等同時間內，三種產品投訴數量也不相同，球閥、溫控閥和熱表的投訴數量依次為123個、16個和15個。因此，本文將著重研究DF公司球閥產品質量生產優化問題。

2 球閥存在的質量問題

2017年的DF公司球閥產品質量問題數據統計結果如下：內漏問題投訴數量為57個，其中由于生產原因造成內漏的為35個，占比61.4%，而其中因高轉矩生產原因數量為24個，占比68.5%；外漏問題的數據為為17，其他類型的問題統共15個。綜合考慮，本文將針對高轉矩問題進行重點研究。

高轉矩即需要使用較大力才能打開球閥，直接影響了客戶的使用體驗。而扭矩的大小與生產過程焊接工序頂緊力有關，當頂緊力大時，開啟扭矩就大；頂緊力小時，開啟扭矩就小，但太小的頂緊力又會加大球閥泄露的風險，所以合適的開啟扭矩范圍，既不會泄露也不會扭矩值過大，影響開關操作。因此，針對球閥產品扭矩過大，DF公司成立質量小組對其進行優化研究。

3 質量改善方案設計

通過以上分析，發現DF公司球閥最大質量問題是高轉矩，通過分析發現影響扭矩值的直接原因是頂緊力設置不合理，需要對其進行改善，達到減小扭矩值的目的。本文在球閥扭矩值確定過程中，使用扭矩測量儀進行測量，并通過單因素實驗設計找到合理的頂緊力范圍，在保證不出現泄露的前提下，最大程度地降低了扭矩力。

3.1 確定改善方案并優化

考慮到經濟和成本，根據工程師經驗，對頂緊力因素進行實驗設計，找到最適合的頂緊力范圍，在保證不泄露的前提下，達到扭矩最小。按照實驗條件一致性原則，即在整個實驗過程，除預處理實驗因素外，其他條件要求前

后一致。

3.2 實驗前準備

實驗前為確定測量系統可靠，要進行MSA測量分析，對球閥產品在相應頂緊力值下是否存在泄漏情況進行判斷，并確定Kappa系數，保證測量準確性。準備階段，選取30個樣本，樣本數量記為S，兩位操作者在不同時間對每個樣本進行3次檢查，判斷其是否泄漏，實驗次數記為T（合格品記為1，不合格記為0）。對數據進行分析處理后發現，每個Kappa值都大于0.75，可得測量系統沒有問題。

接下來，對扭矩測量儀進行量具相關分析，看測量系統是否可靠。對產品進行隨機取樣，抽取10個產品，三個操作員A、B和C，對每個產品的扭矩值各測量三次，并記錄數據，將數據輸入在Minitab軟件進行量具的分析。分析結果表明方差貢獻率為0.81%，小于1%；NDC值為15，大于10；扭矩測量儀的GR&R值為8.98%，小于10%，可得此測量系統可接受。

3.3 實驗內容

本實驗的目的是找到合理頂緊力，使球閥在不泄露的前提下具有最佳的扭矩值，故采用黃金分割法來進行實驗，判斷標準為產品不泄露時扭矩值的為最優解。

原有球閥設計采用頂緊力值為2600N，扭矩過大，據相關人員分析，將頂緊值范圍設置為1200～2400N。由黃金分割法，實驗點x1為1658.4N，設置為1660N。實驗點x2為1941.6N，設置為1940N。

具體實驗情況如下：x1點出現了泄露的情況，x2點沒有泄露，連續進行五次實驗，記錄扭矩值均為188N·m，確認x2為好點。繼續實驗，新的實驗范圍是1660～2400N，x3取值為2120N，實驗無泄漏，扭矩均值為210N·m，對比頂緊力，x2為好點。繼續實驗，新的實驗范圍是1660～2120N，x4取值為1840N，實驗無泄漏，扭矩均值為178N·m，對比頂緊力，x4為好點。繼續實驗，新的實驗范圍是1660～1940N，x5為1760N，實驗有些許氣泡冒出情況，故x4是好點。繼續進行實驗，新的實驗范圍是1760～1940N，x6取值1860N，實驗無泄漏，扭矩均值180N·m，對比頂緊力x4為好點。繼續實驗，新的實驗范圍是1760～1860N。x7取值1780N，實驗有小氣泡冒出，故x4是好點。繼續實驗，新的實驗范圍是1780～1860N，x8取值1800N，實驗無泄漏，扭矩均值為156Nm，x8是好點。

通過以上實驗找到了合適的頂緊力，即1800N是在不泄露情況下的扭矩值整體最小的頂緊力值。但由于生產時的設備、人力等因素的不穩定性，質量小組決定將生產時頂緊力范圍設置為1800～1900N，可以達到不泄露，扭矩最合理。

4 結語

本文主要對DF公司球閥產品的質量問題進行了分析和改善，并找到了優化方案，即保證產品不泄露的前提下，尋求扭矩最佳值。通過本文的研究，不僅可以解決DF公司不合格產品的質量問題，而且也為該公司的其他產品生產提供有效的參考依據。