DMAIC 方法在提高汽車起重機(jī)鋼絲繩質(zhì)量中的應(yīng)用*

王漢敏 ，鮑小衛(wèi) ，王 琳

（安徽信息工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241000）

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有了更高的要求。六西格瑪作為一種有效的質(zhì)量管理戰(zhàn)略，于20 世紀(jì)80年代末在摩托羅拉公司應(yīng)用并取得了令人矚目的成績(jī)。自此之后，許多全球500強(qiáng)制造型企業(yè)都開始加入到六西格瑪?shù)男辛小?1世紀(jì)初，我國(guó)的部分企業(yè)也開始關(guān)注這種先進(jìn)的質(zhì)量管理方法，為企業(yè)的發(fā)展注入巨大的活力。六西格瑪管理是提高顧客滿意程度、降低經(jīng)營(yíng)成本、縮短運(yùn)作周期的一種管理模式[1]，指導(dǎo)企業(yè)采用“正確的方法”來做“正確的事”，所謂“正確的方法”是它將重點(diǎn)放在產(chǎn)生缺陷的根本原因上，認(rèn)為質(zhì)量是靠流程的優(yōu)化，而不是通過嚴(yán)格檢驗(yàn)最終產(chǎn)品的方法來實(shí)現(xiàn)的[2]。其中一種方法形式是對(duì)現(xiàn)有流程進(jìn)行改進(jìn)的DMAIC模型，它由界定（Define）、測(cè)量（Measure）、分析（Analyze）、改進(jìn)（Improve）、控制（Control）等五個(gè)階段構(gòu)成的，每個(gè)階段都有具體的內(nèi)容和目標(biāo)。

1 DMAIC 方法的應(yīng)用

1.1 界定（Def ne）

某企業(yè)是國(guó)內(nèi)最大的研制、生產(chǎn)、銷售汽車起重機(jī)、全地面起重機(jī)的專業(yè)化制造企業(yè)，擁有行業(yè)內(nèi)最具領(lǐng)先水平的精、大、稀重點(diǎn)設(shè)備。公司已經(jīng)連續(xù)11 年位居中國(guó)工程起重機(jī)行業(yè)第一位，主機(jī)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率近60%。但隨著企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，產(chǎn)品質(zhì)量反饋率有所增加。QY25K5是該企業(yè)中小噸位汽車起重機(jī)的主打產(chǎn)品，通過企業(yè)客戶關(guān)系管理系統(tǒng)（CRM）統(tǒng)計(jì)了該型號(hào)2019年產(chǎn)品質(zhì)量反饋情況發(fā)現(xiàn)，鋼絲繩的反饋率居高不下。特別是出廠三個(gè)月的產(chǎn)品占了總反饋的85%左右，所以本文以出廠3 個(gè)月產(chǎn)品反饋情況為衡量指標(biāo)。鋼絲繩的主要故障為斷絲、銹蝕、打絞等，占總反饋的70%以上。本文主要研究鋼絲繩斷絲問題。產(chǎn)品制造過程是產(chǎn)品質(zhì)量形成的關(guān)鍵，六西格瑪是一門關(guān)注過程的科學(xué)。因此，我們必須對(duì)鋼絲繩的生產(chǎn)過程做深入了解。鋼絲繩生產(chǎn)流程涉及從原材料進(jìn)廠、拉絲、熱處理直至包裝出廠，其SIPOC流程圖[3]如圖1所示。

圖1 鋼絲繩生產(chǎn)SIPOC 流程圖

1.2 測(cè)量（Measure）

在測(cè)量驗(yàn)證階段主要通過建立質(zhì)量數(shù)據(jù)，去收集更多的可靠信息[4]。通過對(duì)宏觀流程圖中8 大主要工序進(jìn)行微觀流程中輸入和輸出分析導(dǎo)出影響因子，尋找改進(jìn)的方向。失效模式與影響分析（Failure Mode and Effects Analysis，簡(jiǎn)稱FMEA）是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段和過程設(shè)計(jì)階段分析篩選影響因子的重要手段，通過FMEA 對(duì)鋼絲繩生產(chǎn)過程中70 個(gè)影響因子進(jìn)行，共篩選出20 個(gè)關(guān)鍵影響因子。其中影響鋼絲繩斷絲的關(guān)鍵因子主要有：鋼絲直徑、對(duì)接電流（大、小）、對(duì)接電壓（大、小）、鋼繩結(jié)構(gòu)等。因此在M、A、I 三個(gè)階段對(duì)上述因子進(jìn)行分析并制定改進(jìn)措施。

1.3 分析（Analyze）和改進(jìn)（Improve）

1.3.1 鋼絲直徑影響斷裂假設(shè)檢驗(yàn)

通過假設(shè)檢驗(yàn)來研究研究鋼絲直徑對(duì)鋼絲繩破斷拉力有無相關(guān)性。為此首先進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，本次試驗(yàn)共收集20 組數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。

建立假設(shè)：

H0：鋼絲直徑對(duì)鋼絲繩破斷拉力沒有影響。

Ha：鋼絲直徑對(duì)鋼絲繩破斷拉力有影響。

通過 Minitab 軟件對(duì)過程采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如圖2所示，鋼絲直徑對(duì)破斷拉力的影響P值大于0.05，鋼絲直徑對(duì)破斷拉力無顯著影響。

1.3.2 對(duì)接電流拉絲強(qiáng)度影響分析

以不同的焊接檔位：二檔焊接四檔回火，不同的焊接人員，對(duì)接后做破斷最大拉力實(shí)驗(yàn)，得到的拉力進(jìn)行單因子方差分析。根據(jù)圖3可知P值大于0.05，說明在上述條件下，對(duì)破壞壓力無顯著影響。

改變因子條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)接電流電壓拉絲強(qiáng)度的影響分析總結(jié)：不同的焊接檔位，不同回火檔位，對(duì)鋼絲繩的拉力有明顯差異。

圖2 鋼絲繩破壞拉力等方差檢驗(yàn)

圖3 破壞拉力單因子方差分析

1.3.3 焊接參數(shù)DOE試驗(yàn)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)（Design of Experiments，DOE）是一種安排試驗(yàn)和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法[5]，其目的就是通過試驗(yàn)來了解因素和指標(biāo)（響應(yīng)）之間的關(guān)系，找出最佳關(guān)鍵影響因素。DOE 能夠通過較少的試驗(yàn)次數(shù)得到較為滿意的結(jié)果，并得到最佳的工藝參數(shù)組合。本試驗(yàn)的目的是優(yōu)化對(duì)絲焊接回火檔位選擇。本試驗(yàn)涉及二因子三水平，如圖4所示，可采用全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)。DOE 數(shù)據(jù)采集對(duì)接及回火檔位選擇的90個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)全因子DOE實(shí)驗(yàn)分析。

圖4 DOE 試驗(yàn)因子水平

利用Minitab 軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，生成破壞拉力主效應(yīng)圖5，通過DOE實(shí)驗(yàn)分析，三檔焊接四檔回火的對(duì)接方式得到的破斷拉力值最大。

圖5 破壞拉力主效應(yīng)圖

1.4 驗(yàn)證改善效果及控制措施

項(xiàng)目實(shí)施之前鋼絲繩出廠3 個(gè)月內(nèi)反饋數(shù)478，反饋率為0.75%，目標(biāo)反饋率0.4%，改善后，統(tǒng)計(jì)3 個(gè)月內(nèi)反饋率為0.35%，完成預(yù)計(jì)目標(biāo)。為防止改進(jìn)效果反彈，需要把改進(jìn)方案標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)相關(guān)改進(jìn)下發(fā)程序文件，并完善操作流程及作業(yè)指導(dǎo)書。

2 結(jié)語(yǔ)

六西格瑪是注重過程管理和過程改進(jìn)，數(shù)據(jù)和事實(shí)是基礎(chǔ)，質(zhì)量改善工具是關(guān)鍵。只有深入了解六西格瑪管理的內(nèi)涵，才能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)。本文以汽車起重機(jī)的鋼絲繩為研究對(duì)象，利用SIPOC 流程圖分析了起重機(jī)鋼絲繩構(gòu)件生產(chǎn)過程，依據(jù)六西格瑪管理實(shí)施步驟，運(yùn)用CE矩陣、FMEA分析等相關(guān)工具確定造成鋼絲繩質(zhì)量問題的關(guān)鍵影響因子，通過DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化鋼絲繩生產(chǎn)制造過程，從而降低鋼絲繩的質(zhì)量反饋率，不斷提高鋼絲繩的使用壽命，對(duì)起重機(jī)的吊裝安全性具有重要意義。