基于DMAIC 模型的中小企業產品質量改進研究

江浩軒 JIANG Hao-xuan；歐淑 OU Shu；柏子堯 BO Zi-yao；譚麗 TAN Li；唐詩琳 TANG Shi-lin

（桂林電子科技大學，桂林 541004）

0 引言

經濟全球化的現代，企業之間的競爭日趨激烈，各行各業在追求高質量發展方面已達成了共識。企業采取持續的質量改善措施，將會成為提升企業核心競爭力的重要手段之一。六西格瑪管理就是一種系統改進的方法，它采用科學的方法論以及完整的工具，即DMAIC 模型。DMAIC模型通過對現有管理流程進行定義、測量、分析、改進和控制，依據大量數據進行統計分析和預測，使整個改進過程都基于數據統計分析的技術基礎，幫助質量人員用科學的方式去理解和解決問題，以達到顧客要求的更高質量，企業要求的更高效率、更低成本的目標[1]。

DMAIC 模型在企業質量改進中的應用已經成為重要的研究課題。于明謙（2017）分析了將六西格瑪管理方法引入到供應商質量管理中的可行性及優勢[2]。趙承軍（2019）利用六西格瑪DMAIC 模型，找到影響減振器壽命的關鍵因子并實施改進[3]。蔡佳辰和丁淑芹（2016）指出，當前全球排在財富榜前面的企業中大多數公司都引進并推廣六西格瑪管理方法[4]。但是傳統的DMAIC 模型，并不能完全適用于所有企業。對于系統管理意識薄弱、管理制度不健全、資金緊缺、融資困難、員工專業能力較弱、機器設備落后老舊的中小企業，DMAIC 模型在人力、物力、財力方面的代價過大，中小企業在實施DMAIC 模型進行質量改進時往往力不從心。本文選擇適合中小企業使用的工具和方法，并將DMAIC 模型實施于T 企業，為中小企業產品質量改進提供參考。

1 T 公司案例分析

1.1 T 公司背景介紹

T 公司位于深圳，注冊成立于2010 年，公司現有員工在600 人左右，是一家專業從事LED 器件生產和封裝的企業，主要做背光LED、照明LED、燈條LED、車用LED、小間距顯示LED 等全系列LED 器件的生產和封裝。本文主要研究燈珠車間的LED 封裝溢膠情況。

1.2 定義階段

定義階段的主要任務為明確現存的缺陷，識別出需要改進的問題。對于中小企業來說，“傾聽顧客的聲音”是一個最有效率的方法，直面用戶的需求，高效地識別出現存的主要問題。

①目標一：將溢膠不良率即項目目標值Y 值從1.5%降低到0.5%及以下。

通過對本項目進行關鍵質量分析，外部客戶需求為：客戶投訴產品注膠出現的溢膠質量問題，客戶希望產品質量能夠提升，減少溢膠現象；內部業務需求為：溢膠質量不良導致產品報廢，增加企業成本，不良品流出影響企業聲譽。最終可以得到關鍵質量點CTQ 為：降低溢膠不良率。定義溢膠不良率為項目目標值Y 值：溢膠不良率Y=溢膠數/注膠總數×100%。

統計2020 年全年的溢膠數量，并計算溢膠不良率，得到月平均溢膠不良率為1.5%。因此制定項目資格線：合格值0.8%月平均溢膠不良率，目標值0.5%月平均溢膠不良率。

②目標二：將工序能力CPK 值從0.97 提升到1.33 及以上。

凹杯深度為燈珠上完封裝膠后的中空部分的膠水深度，凹杯深度標準范圍為15-50μm。在機器正常運營的情況下，對目前的凹杯深度進行統計分析。

工序能力分析需要數據處于受控狀態下才能進行。首先使用Minitab 軟件制作凹杯深度的均值-極差控制圖，見圖1。由圖可知數據處于受控狀態下。對數據進行正態性檢驗以及過程能力分析。正態性檢驗的結果可知P 值為0.277 大于0.05，說明數據呈正態分布，方可使用正態分布的過程能力分析。過程能力分析見圖2。

圖1 凹杯深度的均值—極差控制圖

圖2 凹杯深度的過程能力報告

通過對凹杯深度進行過程能力分析，目前的注膠工序過程能力CPK 只有0.97，工序能力處于三級，說明目前注膠程序能力不充分，應該尋找造成過程能力指數低的原因，對制造過程進行改善，可通過人員、機器、物料、方法、環境五個方面進行改善，改進目標為CPK 大于1.33，工序能力指數的分級判斷見表1。

表1 工序能力指數的分級及判斷

1.3 測量階段

測量階段需要收集數據，再次運用流程圖、魚骨圖等方法找出Y 的影響因素，最后通過帕累托圖和FMEA 分析篩選出主要因子。對于中小企業來說通過對流程的梳理，一步一步找出潛在的影響因素是行之有效的方法。

梳理注膠流程，對人員、機器、物料、方法、環境五個方面進行分析，最終確定影響溢膠數量的27 個因子，并繪制因果圖。見圖3。

圖3 溢膠原因的因果圖

隨機選取5 個檢驗員，對影響溢膠數量的因子進行打分，最高分為10 分。根據評分結果使用Minitab 軟件制作末端原因的帕累托圖。

再次使用過程缺陷模式和影響分析進行打分，運用帕累托圖篩選出出現溢膠原因的七個潛在關鍵因子，分別是支架變形，針頭變形，排膠量多，開關門次數，點膠位置，氣壓不穩定，烘烤時間短，待后續分析階段進行分析改善。過程缺陷模式及影響分析見表2。

1.4 分析階段

測量階段篩選出的關鍵因子，需要在分析階段進行驗證，包含數據分析、設計實驗等方法，去除影響不顯著的關鍵因子，從而避免不必要的改善投入[5]。

對上述七個潛在因素進行檢驗，檢驗結果如表3 所示。最終可以確定影響溢膠不良率即項目目標值Y 值的關鍵因子為：支架變形、針頭變形、點膠位置，后續將通過改善關鍵因子而達到改善項目目標值Y 值的目的。見表3。

表3 關鍵因子檢驗結果

1.5 改進階段

1.5.1 支架、針頭變形改進

支架屬于原材料，在進行注膠作業時，應在事前進行來料檢驗。如果是來料問題，應及時聯系供應商，進行核對以及退貨處理；如果是前端工序操作不當造成的，應該找出操作不當的原因，并且對人員進行培訓，以杜絕事件的再發生。變形的支架可以進行維修，維修后可以繼續使用的可繼續進行生產作業，如果無法維修的應進行報廢處理，提高全體員工的質量意識，不合格的材料堅決不能繼續用于生產制造。

針頭變形與支架變形一樣，可以通過外觀檢測檢測出來，應安排操作員在安裝針筒時進行針頭的檢查，如果發現有變形的針頭，就不能用在生產制造中。

1.5.2 點膠位置改進

點膠位置是機臺進行點膠，操作員需要給機臺輸入參數，才能讓機臺在正確的位置進行點膠作業，根據之前的實驗結果，點膠位置在正中間是最合適的，也是溢膠數量最少的，在其他位置將造成不同程度的溢膠，所以設備部應給機臺設置正確的點膠位置，一旦發現點膠位置有偏移時，操作員應立馬進行停機操作，上報質量部，由質量部檢查原因并進行分析。

1.5.3 注膠流程改進

在原來的注膠工序中，有部分工序會間接影響到溢膠不良率，比如上料的方式，沒有進行針頭的清洗等過程都需要進行改善。根據ECRS 原則的合并，原來的工序包含了沖壓與剝料兩個程序，材料在兩個工序之間搬運會造成溢膠風險，由于兩個程序的流程一樣，可以用一臺機器將兩個工序合并，將沖壓與剝料同時進行，減少了搬運過程造成材料溢膠的風險。

注膠現場的改進是指針對注膠過程中出現的可能導致溢膠現象的行為或者原因進行改進?，F場改進主要包括當發現膠水里面有雜物，導致針頭堵塞造成拖膠/溢膠時，要及時更換針頭，作業員在點膠過程中要多觀察；當發現支架變形時，作業員應通知組長查看支架變形的嚴重程度，是否需要作業；當作業有不良時，可在支架上做標示；當發現材料白殼有缺口導致溢膠時，作業員要向組長反饋情況，看是否需要繼續作業；材料有溢膠時，可在支架上面標示是材料本身有異常；組長觀察不良是否在一片材料已超過一半，不良一半以上可以直接報廢。

1.6 控制階段

控制階段是將改善的結果進行固化，并且是項目持續改進的一個重要的階段，同時也是六西格瑪的持續改進，

在控制階段將輸出控制計劃，檢驗計劃，培訓記錄表等。

1.6.1 控制管理

①對策標準化。建立嚴格的檢驗機制；制作注膠標準文件，形成完善的作業指導書和檢驗標準，供員工學習。

②事后管理實施。注膠、配膠組長不定期巡檢，并作相應培訓；將注膠產品質量列入員工月度考核；關注員工作業差異，尋找“滿意解”；當班作業員工作經驗、問題點交流，統一作業方式，按作業優異者方式進行；建立作業過程異常及時反饋機制，及時發現、及時處理；組長每天查看溢膠不良統計表，針對不良項目數量突變，及時查找分析處理。要求組長必須明確每天作業情況。

1.6.2 改進效果確認

①溢膠不良率。改善前的溢膠不良率為1.5%，改善的目標為降低溢膠不良率至0.5%，通過收集2021 年4-6 月份溢膠數據，統計分發現，經過改善后的溢膠不良率為0.48%，可以達到目標值且優于目標值。

②工序能力評價。改善前的注膠工序能力為CPK 只有0.97，實施上述對策以及改進流程后，對溢膠數據進行跟蹤。對改進后注膠過程的凹杯深度進行數據統計，使用Minitab 軟件制作均值—極差控制圖，見圖6。數據均在控制范圍內，可對樣本進行正態性檢驗，數據結果顯示P 值為0.511 大于0.05，符合正態分布，故可對改進后的樣本進行過程能力分析。

結果可知樣本工序能力指數Cpk=1.67＞1.33，改善前的工序能力指數為0.97，較之之前提高了0.7，將工序能力從三級提升到了一級，能力充分，說明產品合格率都能滿足公司和客戶的要求，即達到可接受水平。

2 結論

質量問題一直是企業放在首要位置的問題，消費者對質量的訴求越高，意味著企業應對質量更加關注，質量管理已經成為企業的當務之急，而質量管理中，很多時候會使用到六西格瑪管理。本文將DMAIC 模型與中小企業的發展現狀相結合，對DMAIC 模型進行了改進，并針對T 公司在LED 封裝的注膠流程上進行了深入的分析和研究。通過改善方案的實施，實現了降低溢膠不良率的目的，將溢膠不良率由最初的1.5%降低至0.48%，降幅1.02%。同時還提高了T 公司注膠工序能力，工序能力指數CPK 從最初的0.97 提升至1.67，工序能力等級也從三級成功提升到了一級，對T 公司而言是一個巨大的突破。同時，本文也說明了六西格瑪方法在LED 封裝領域降低溢膠不良率的重要作用，為后續相似領域的質量改進提供了思路。