自主管理活動(dòng)在熱鍍鋅汽車板質(zhì)量改善的應(yīng)用

解沈昌

寶鋼日鐵汽車板有限公司 上海 201900

在對(duì)汽車整體車身的設(shè)計(jì)和制造中，根據(jù)不同用途會(huì)使用深沖IF 鋼、烘烤硬化鋼、低合金高強(qiáng)度鋼、雙相鋼等鋼種。隨著國家對(duì)節(jié)能環(huán)保的推動(dòng)以及汽車用戶對(duì)車輛外觀個(gè)性化的需求，汽車廠對(duì)原材料的要求也趨于個(gè)性化。比如為了輕量化，更多的使用高強(qiáng)度鋼；為了沖壓出更動(dòng)感的外觀零件，對(duì)深沖鋼的性能提出更高要求；為了降低排放，使用新型2C1B 涂裝工藝等。作為汽車板生產(chǎn)企業(yè)，要提高競爭力保證自己的市場(chǎng)份額，就滿足用戶的個(gè)性化需求，不斷改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，這需要全員的參與。自主管理（JK）一詞源于日本，這種管理具有細(xì)致、具體、完整和操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)、質(zhì)量、等問題開展研究并研究對(duì)策措施予以解決。通過案例可以看到自主管理在熱鍍鋅汽車板產(chǎn)品質(zhì)量改善中的實(shí)際應(yīng)用。

1 自主管理活動(dòng)的過程步驟

自主管理活動(dòng)的開展活動(dòng)包括10個(gè)步驟[1]：（1）成立活動(dòng)小組，一般有5～10 人組成，每個(gè)人有明確的任務(wù)分工；（2）選定課題，要注意選擇短期內(nèi)（3～6 個(gè)月）可解決問題的；（3）現(xiàn)狀和原因分析，圍繞現(xiàn)場(chǎng)端或用戶端的問題進(jìn)行；（4）確定目標(biāo)，在現(xiàn)狀及原因分析清楚后確定，需注意的是目標(biāo)盡量數(shù)值化；過高的目標(biāo)要分階段實(shí)現(xiàn)；（5）對(duì)策措施，在現(xiàn)狀、原因分析和目標(biāo)確定后制定的改善手段；（6）對(duì)策實(shí)施；（7）效果確認(rèn)，方案實(shí)施過程中或?qū)嵤┖螅皶r(shí)確認(rèn)效果；（8）效果整理及標(biāo)準(zhǔn)化，效果一旦確認(rèn)有效則需要固化，形成新的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；（9）活動(dòng)評(píng)價(jià)總結(jié)，課題完成后要進(jìn)行總結(jié)，找出本次活動(dòng)中的優(yōu)缺點(diǎn)，以便下次改進(jìn)；（10）成果發(fā)表。

2 自主管理使用的工具

用各種圖形工具進(jìn)行管理問題的發(fā)現(xiàn)以及分析、方案的比較。是自主管理活動(dòng)的一大特點(diǎn)，圖形簡單直觀，容易快速發(fā)現(xiàn)管理問題和快速提出解決方案。常用的圖形工具有直方圖、相關(guān)圖、特性要因圖、折線圖等。

3 應(yīng)用案例：CR380LA 力學(xué)性能一次合格率提升

3.1 活動(dòng)背景

某用戶有VW50065 標(biāo)準(zhǔn)CR380LA 這個(gè)牌號(hào)的訂貨需求，該牌號(hào)力學(xué)性能要求屈服強(qiáng)度：380～470Mpa，抗拉強(qiáng)度：450～560Mpa，斷裂延伸率：≧19%，前期訂貨厚度1．0～1．4mm。前期生產(chǎn)時(shí)1# 機(jī)組力學(xué)性能一次合格率僅40%，2# 機(jī)組為90%，不合項(xiàng)均為屈服強(qiáng)度低，其中1#機(jī)組屈服強(qiáng)度均值374Mpa 整體不合，2#機(jī)組均值390Mpa，但是只有1σ 能力，穩(wěn)定性較差?？紤]到訂貨量少且規(guī)格窗口均在2#機(jī)組（厚度極限能力1．5mm），因此固定2#機(jī)組生產(chǎn)。而隨著用戶產(chǎn)量爬坡，訂貨量大增，同時(shí)訂貨厚度拓展到1．0～2．5mm，超出2#機(jī)組極限能力。為保障訂單量，急需提升CR380LA 在兩條機(jī)組的生產(chǎn)能力。

3.2 原因分析

（1）根據(jù)課題背景使用因果圖找出影響因素并找出其中的主要因素。

（2）影響因素分析。機(jī)：1#機(jī)組加熱爐長度比2#機(jī)組更長，因此加熱能力較強(qiáng)，相同退火工藝下材質(zhì)會(huì)偏軟，這也是導(dǎo)致CR380LA 合格率遠(yuǎn)低于2#機(jī)組的原因。而1#機(jī)組的平整軋制力可達(dá)800 噸以上，2#機(jī)組在600 噸左右，因此1#機(jī)組的平整能力也更強(qiáng)。但是這些都是機(jī)組的固有能力，因此作為影響材料力學(xué)性能的次要因素。

方法：

（1）金屬材料性能存在各向異性，不同拉伸方向的強(qiáng)度不同，尤其是低合金高強(qiáng)度鋼差異會(huì)更明顯，從（表格1）可以看到同一樣板不同拉伸方向屈服強(qiáng)度差異平均32mpa，最高可達(dá)37mpa，同時(shí)拉伸方向在標(biāo)準(zhǔn)中已有規(guī)定，不可隨意更改，因此檢測(cè)方法為次要因素。

（2）CR380LA 設(shè)計(jì)退火溫度750℃，退火溫度790℃以下時(shí)，隨著退火溫度的逐漸升高，材料的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度顯著下降；CR380LA 作為析出強(qiáng)化鋼，析出強(qiáng)化鋼一般都有屈服平臺(tái)的存在，在屈服平臺(tái)存在時(shí)，屈服強(qiáng)度會(huì)隨著平整率的提高而下降，直至屈服平臺(tái)完全被消除時(shí)屈服強(qiáng)度才會(huì)隨著平整率的提高而上升（圖1）。因此平整率設(shè)計(jì)一般都偏低（0．5%以下）以保留屈服平臺(tái)的方式保證屈服強(qiáng)度。本次活動(dòng)的先期根據(jù)鋼種特性做過提高平整率的試驗(yàn)但是效果不佳，因此不作為后續(xù)改善措施。

表1 不同拉伸方向下的強(qiáng)度差異

表2

環(huán)：根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)，只有約5%的合同設(shè)計(jì)退火溫度為750℃，在生產(chǎn)時(shí)目標(biāo)材料前后過渡卷的溫度往往集中在760～770℃，所以在生產(chǎn)中的的實(shí)際溫度往往都會(huì)高于750℃，這種情況基本無法繼續(xù)優(yōu)化，因此判定生產(chǎn)環(huán)境是影響CR380LA 力學(xué)性能的次要因素。

人：操作人員在生產(chǎn)時(shí)需要按照設(shè)計(jì)溫度控制，也就是750±20℃，前期生產(chǎn)時(shí)1#和2#機(jī)組的操作人員大部分時(shí)間能控制好溫度，即使是受到“環(huán)”因素的影響，也只有少數(shù)材料的退火溫度會(huì)超出770℃，因此可認(rèn)為操作人員的操作技能是次要因素。

料：CR380LA 屬于低合金高強(qiáng)度鋼，是通過添加Nb 元素形成碳氮化合物粒子析出進(jìn)行強(qiáng)化，Nb 的彌散析出起到的析出強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化的作用很強(qiáng)，增加鋼中Nb 含量，單位面積內(nèi)Nb 析出物數(shù)量增多，析出強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化的作用增強(qiáng)[2]，最終強(qiáng)度就會(huì)提高；而降低卷取溫度也可以得到更細(xì)的晶粒使鋼材強(qiáng)度上升。從（表格2）的對(duì)比可以看到，Nb 含量提高0．02%，相同退火溫度的材料，在退火速度更慢時(shí)屈服強(qiáng)度的提升依然十分顯著?？梢源_定原板成分、卷取溫度是主要因素。

（3）確定目標(biāo)。通過本次自主管理要將CR380LA 的合格率提升至85%以上。

（4）制定對(duì)策措施。在確定料、法為主要因素后，開始制定對(duì)策措施：①原板成分、熱軋工藝改善，提升Nb 元素含量0．02%；降低卷取溫度，從600℃降低為560℃。②退火工藝調(diào)整，根據(jù)廠內(nèi)講究，相同平整、Nb 含量、卷取溫度下材料隨均熱段板溫變化，每提高10℃，屈服強(qiáng)度會(huì)提高3～7mpa，綜合1#、2#機(jī)組加熱能力，決定將1#機(jī)組退火溫度定為750℃，2#機(jī)組退火溫度定為770℃；

（5）對(duì)策措施實(shí)施及效果確認(rèn)。（圖2）是提高Nb 含量、降低卷取溫度及退火工藝的優(yōu)化措施執(zhí)行3 個(gè)月后屈服強(qiáng)度優(yōu)化效果，可以看出1#機(jī)組的屈服強(qiáng)度合格率達(dá)到了90%，2#機(jī)組的屈服強(qiáng)度合格率達(dá)97%，超出預(yù)期目標(biāo)85%。

（6）效果整理及標(biāo)準(zhǔn)化。通過本次活動(dòng)固化了以下措施：①提升目標(biāo)Nb 含量0．02%；②降低熱軋卷取溫度40℃；③1#機(jī)組退火溫度750℃，2#機(jī)組退火溫度770%。

（7）活動(dòng)總結(jié)。

優(yōu)點(diǎn)：本次活動(dòng)極大提高了可接訂單的厚度范圍，從最高1．6mm 提升到了2．5mm，同時(shí)機(jī)械性能合格率也提高到了90%。

缺點(diǎn)：雖然合格率較高，但是1#、2#機(jī)組的屈服強(qiáng)度的CPK分別只有0．69、0．85，過程能力還不足（圖3）。CR380LA 作為析出強(qiáng)化鋼，其力學(xué)性能隨熱軋工藝、熱鍍鋅工藝的波動(dòng)較大，要提高過程能力需要更精細(xì)化的管理，要在安排合理的物流計(jì)劃，操作人員在生產(chǎn)中隨時(shí)關(guān)注退火溫度、速度的穩(wěn)定性這些非主要因素中多下功夫[3]。

4 對(duì)自主管理（JK）活動(dòng)的思考

從案例中可以看到，自主管理步驟明確、指導(dǎo)作用強(qiáng)，也便于操作。對(duì)于新進(jìn)公司的技術(shù)員來說，自身知識(shí)面較窄，對(duì)本崗位業(yè)務(wù)范圍外的知識(shí)欠缺了解，通過一次完整的自主管理活動(dòng)可以使技術(shù)員對(duì)問題的發(fā)生原因、解決方法有完整的了解，和其他工序溝通協(xié)調(diào)能力也可以得到良好的鍛煉。比如在本文的案例中不僅涉及到了CR380LA 這一產(chǎn)品的熱軋、冷軋等一貫制工藝；對(duì)于物流計(jì)劃的編排規(guī)程也能得到很好的了解；同時(shí)在跟蹤生產(chǎn)情況時(shí)對(duì)于操作人員的技能水平也能進(jìn)行比較，一些較為先進(jìn)的操作方法也可以得以發(fā)現(xiàn)。

自主管理活動(dòng)可以充分挖掘出員工的潛能，不僅如此在參與過自主管理活動(dòng)后，在后續(xù)的工作中，即使沒有再次加入活動(dòng)小組，也可以利用自主管理的方法解決本崗位相關(guān)的技術(shù)問題，成為真正的自主型員工。