應用8D方法解決發動機油調配一次合格率偏低問題

高珍琪 楊操 張麗香 王會萍 周昌龍

江蘇龍蟠科技股份有限公司

潤滑油添加劑在改善油品性能方面發揮著巨大的作用。隨著現代工業的快速發展，各類添加劑在潤滑油領域中的應用已經受到人們的廣泛關注。潤滑油添加劑種類繁多，功能迥異，按用途主要可以分為黏度指數改進劑、抗磨劑、清凈分散劑、防銹劑、抗氧劑等，其中黏度指數改進劑（簡稱黏指劑，俗稱膠液）是由鏈狀的油溶性高分子化合物組成的，是發動機油配方中非常重要的組分，對發動機油的性能起到了關鍵作用。黏指劑的主要功能是改進油品的黏溫性能，使油品獲得較高的黏度指數，同時在較低溫度下也能順利啟動，黏指劑本身在較高溫度下也具有良好的增稠能力[1]。乙烯丙烯共聚物是調配發動機油黏指劑的常用物料。在調配黏指劑時，一般是將固體的乙烯丙烯共聚物切成碎片，在反應釜中加入一定量的基礎油溶解成膠液，然后根據不同黏度等級發動機油配方的要求，按照配方比例加入一定量的基礎油、膠液、降凝劑和復合添加劑等物料，從而調配成合格黏度的發動機油。

本文運用8D方法對發動機油調配一次合格率偏低的問題進行研究分析，不僅解決了發動機油調配一次合格率偏低的問題，而且提高了產品質量穩定性和生產效率，同時降低了生產能耗。

8D方法概述

8D是英文“8 Disciplines of Problem Solving ”的簡稱，又稱為團隊導向問題解決方法，是起源于福特公司處理質量問題的一種方法，凡是福特公司的供應商遇到問題時必須強制使用這種方法。后來由于8D方法適用范圍廣，能夠有效地解決問題，非福特公司的供應商也引進8D方法處理問題。值得注意的是，8D方法本身不提供解決問題的方案和途徑，其只是一個實用的質量工具，是標準化解決問題的思想[2]。目前8D已成為固有共識的、標準化的問題解決流程。8D方法是以團隊運作為導向，以事實為基礎，依據PDCA（戴明環）的思路，基于使用格式化表單、經驗學習、魚骨圖等各種工具，為徹底解決問題提供指引[3]。8D方法主要分為8個步驟，見表1。

表1 8D方法中的8個步驟

8D應用案例分析

D0 準備8D

發動機油的調配過程大致分為兩個階段：

◇第一個階段是在調配釜中加入基礎油，攪拌升溫后加入降凝劑和膠液，然后取樣測試外觀和水分，這一階段稱為中控調配，

◇第二階段是加入復合添加劑，然后按照工藝要求設定溫度和攪拌參數，這一階段稱為成品調配，成品調配完成后按照產品內控標準要求進行檢測，這一過程的調配合格率稱為成品調配一次合格率（以下簡稱調配一次合格率）。

質量部對2022年1～12月發動機油成品調配一次合格率進行了收集和整理，如圖1所示。

圖1 發動機油調配一次合格率統計

從圖1可以看出，成品調配一次合格率偏低，發動機油年度調配一次合格率平均只有96.36%，未達到公司設定的發動機油調配一次合格率≥98.0%的質量目標。

D1 建立解決問題小組

本次8D質量改進小組由質量人員、技術人員、生產人員共計6人組成，由質量部負責人擔任組長，并定期向運營中心總監匯報工作進展，技術部人員負責技術指導，生產人員負責對策實施。小組成員通過現狀調查，分析問題產生原因，確定主要原因，制定對策，鞏固對策，應用統計方法，對收集到的數據和信息進行整理分析、驗證。

D2 描述問題

運用5W2H方法對發動機油調配一次合格率低的問題進行描述，找出何人、何事、何時、何地、為什么、如何、多少等問題因素，為后續原因分析提供參考，具體見表2。

表2 5W2H對策表

D3 執行暫時對策

執行如下的暫時對策：

◇對批次原料質量變化情況進行生產小樣驗證，通過原料特性對產品指標波動產生較大影響的原料質量指標進行跟蹤，必要時開展批實驗室小樣調配驗證，從而確定該批原料的使用比例方案。如每批次的膠液使用前取樣在實驗室按照產品配方調配成小樣，根據小樣的黏度測試結果確定膠液的添加比例。

◇在發動機油調配過程中出現黏度超出內控標準范圍時，通過補加基礎油或膠液及相應補足此部份增量的添加劑進行調整。

D4 找出問題真正原因

經分析，發動機油調配過程中不合格項目均為100 ℃運動黏度。從發動機油的配方組成來看，影響發動機油100 ℃運動黏度的主要物料是基礎油、黏指劑（膠液）和復合添加劑。其中，基礎油和復合添加劑都有穩定的供方，而且兩種物料均有明確且相對較窄范圍的黏度指標要求，經過查詢LIMS系統（實驗室信息管理系統）中的到貨檢測數據，基礎油和復合添加劑的黏度波動較小，對調配發動機油使用的膠液進行統計分析，發現膠液黏度波動較大，從而推測膠液是影響發動機油調配過程中100 ℃運動黏度的主要因素。調配發動機油使用的膠液是公司自制的，在調配膠液的過程中會出現膠塊未完全溶解，從而導致膠液的100 ℃運動黏度波動較大。

質量部通過對以往不同批次膠液的100 ℃運動黏度數據進行統計分析，發現膠液的100 ℃運動黏度在1 141～1 647 mm2/s，極差在506 mm2/s，不同批次的膠液黏度波動較大。生產部按照MES系統（制造企業生產執行系統）中相同的配方使用不同批次膠液調配出的發動機油產品黏度必然會出現較大波動，極端情況下可能會超出內控標準范圍要求。小組成員在對溶膠過程進行全程跟蹤時發現，不同攪拌時間段膠塊溶解程度不同，檢驗人員統計了在溶膠過程不同攪拌時間段取樣測試的膠液100 ℃運動黏度，見圖2。

圖2 膠液100 ℃運動黏度隨溶膠時間的變化

由圖2可以看出，現用的溶膠工藝不僅溶膠周期長，溶膠過程在剛開始時因膠塊未完全溶解，膠液黏度較小，隨著攪拌加熱時間的延長，膠塊逐步溶解，膠液的運動黏度也逐漸升高，攪拌加熱時間持續增加，膠塊完全溶解，膠液的黏度逐漸穩定。在這個過程中，需要解決的問題是如何判斷膠塊已完全溶解和膠液的100 ℃運動黏度穩定。

使用魚骨圖對影響結果的要因進行分析，如圖3所示。根據要因分析，小組成員逐項排查，排查結果見表3。同時質量部檢測人員使用不同攪拌時間點取出的膠液在實驗室按照配方加劑量調配小樣（實驗室使用同一供方的API II類白油，按膠液加劑量10%的比例調配）檢測小樣的100 ℃運動黏度，檢測結果見表4。

圖3 要因確認魚骨圖

表3 可能原因排查

表4 實驗室調配小樣100 ℃運動黏度檢測結果

由表4可以看出，膠液100 ℃運動黏度對發動機油100 ℃運動黏度影響很大。小組成員通過連續多批次跟蹤溶膠過程和實驗室小樣測試結果，結合圖2中膠液的100 ℃運動黏度波動數據，經分析得出膠液100℃運動黏度批次波動是影響發動機油調配一次合格率的主要因素。

D5 選擇永久對策

膠液的生產過程相對比較簡單：將固體膠塊按要求切割成尺寸約19 cm×18 cm×15 cm的膠塊，將基礎油升溫至120～130 ℃后，投入膠塊進行溶解。膠液配方構成是基礎油和固體塊膠，其中固體塊膠供方為國際知名的添加劑公司，產品質量穩定，溶膠使用的基礎油是進口API II類，基礎油到貨檢測黏度波動較小，由此確定改善方向為優化膠液生產工藝。小組成員通過與行業專家、添加劑公司技術人員探討溶膠過程中的技術問題及原因分析，提出改進改善方案及對策，見表5。通過調整配方中基礎油的加量，設置恒溫攪拌時間，觀察膠液溶膠情況，降低膠液的100 ℃運動黏度波動范圍，提高膠液的批次穩定性，從而提高發動機油調配一次合格率。

表5 問題點的分析與對策的制定

D6 執行及驗證永久對策

通過DCS（分布式控制系統平臺）控制系統，向調配釜中加入配方使用量90%的基礎油，然后升溫至125 ℃，根據生產用料單向溶膠釜中加入計量的小膠塊，為避免膠塊之間的黏連，控制膠塊的加入時間為0.5～1 h，同時溶膠釜溫度控制在120～130 ℃，恒溫攪拌4～6 h后，從溶膠釜上方觀察無固體膠塊后開啟循環泵，繼續恒溫攪拌2～3 h后，操作人員通過MES系統（制造企業生產執行系統）報檢通知質量部取樣分析，檢驗員取樣后觀察膠塊溶解情況（對光旋轉取樣瓶，觀察瓶壁“魚眼”大小），以判斷膠液是否溶好。通過觀察，若膠塊未溶好，繼續攪拌并每隔0.5～1 h取樣觀察，若已溶好，取樣后按照配方調配成小樣檢測100 ℃運動黏度，若小樣100 ℃運動黏度未達到目標值，補加剩余10%的基礎油或部分基礎油（根據小樣測試結果與目標值的差異）進行稀釋，此時的溫度控制在100～120 ℃即可，繼續循環攪拌2 h后取樣測試小樣100 ℃運動黏度，并間隔0.5～1 h再次取樣測試小樣100 ℃運動黏度，直至兩次測試結果差異小于0.06 mm2/s，則可判定膠塊已溶好。通過控制稀釋用基礎油的加入量調整最終膠液小樣100 ℃運動黏度至目標值，并測試膠液的100 ℃運動黏度，檢驗合格后，操作人員啟動出料泵，將溶好的膠液泵入指定的儲罐中。小組成員經過持續跟蹤，對采用新工藝后2023年3月～11月發動機油的調配一次合格率進行統計分析，采用新工藝和新檢測方法后，發動機油調配一次合格率由2022年的96.03%提升至98.8%，由此可以看出，本次活動改善方案有效，改善過程實施得當，問題得到有效解決。

D7 防止再發措施及標準化

預防措施的采取，需要完成對現有的管理、操作、工藝或規范的修改，以防止類似問題重復發生[4]。小組成員對對本次活動中的對策措施進行總結，通過持續的跟蹤、統計分析，小組成員的緊密配合，質量部收集了充足的調配數據，技術部工藝工程師對溶膠工藝流程進行了修訂，調整了配方中基礎油的加量，設置恒溫攪拌時間，觀察膠液溶膠情況，同時制定了膠液檢測技術規范，增加膠液外觀觀察“魚眼”判斷溶膠效果和膠液小樣100 ℃運動黏度測試，保證膠液黏度持續穩定，膠液批次質量穩定性得到有效控制，從而提高了發動機油成品調配一次合格率。

D8 團隊激勵

本次活動解決了發動機油調配一次合格率偏低的問題，達到了預期目標，小組成員得到了管理層領導的肯定和物質獎勵。

結束語

通過8D方法對發動機油調配一次合格率偏低的問題進行了分析，發動了質量管理人員、技術人員、制造人員的積極參與，小組成員緊密有效配合，建立長期有效的糾正措施來避免問題重復發生，提升了溶膠效率和膠液批次質量穩定性，從而提高了發動機油調配一次合格率，而且有利于降低生產能耗，同時小組成員的質量分析能力和專業技術水平得到了提升。