質量管理小組標準化活動在電力標簽發行質量提升中的應用

摘 要：以電力柔性RFID電子標簽發行質量提升為例，充分發揮質量管理小組的作用，在成立質量管理小組后，依據質量管理小組創新型活動程序，通過選擇課題、設定目標及目標可行性論證、提出方案并確定最佳方案、制定對策、對策實施、效果檢查、標準化、總結和下一步打算共計八個步驟，對項目需求進行系統研究論證，在項目執行過程中進行應用，達到了產品質量提升的目的。本文采用的標準化活動流程，對其他項目的研究、論證、實施具有重要的指導作用，可以采用質量管理小組標準化活動的方式對重要技術研發和實施難點開展攻克。

關鍵詞：質量管理小組，標準化活動，電力標簽發行，質量提升

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2025.01.030

0 引 言

質量管理（QC）小組活動是重要的質量管理手段之一，通過組員的共同努力，發現和解決生產過程中的問題，實現持續改進和優質服務，提高產品和服務的質量水平[1]。電力標簽發行質量提升QC小組由生產、研發、服務及管理工作崗位的員工自愿結合，圍繞質量管理要求和現場存在的問題，運用質量管理理論和科學的工作方法，以改進工作質量、降低消耗、改善環境、提高員工的綜合素質為目的開展活動。

1 QC小組基本情況

1.1 QC小組成立

根據電力柔性RFID電子標簽發行問題組建活動小組，明確小組名稱、成立時間、小組人數、活動時間等內容，確定課題類型為創新型QC小組活動，提出“精益求精、質量創新”的活動口號，激發員工活動熱情和創新活力，確定活動周期（9個月），活動次數（10次），小組人數（10人）。

1.2 QC小組活動

以電力柔性RFID電子標簽發行質量提升為例，針對發行作業中發行速度慢、誤檢率高的問題，對現有工藝不足進行分析，通過廣泛借鑒相關案例提出了項目總體方案。逐步制定分級方案并進行多種方案的測試比選，形成了最佳方案，制定了相應對策并進行實施，對實施后的效果進行了測試驗證，達到項目目標，提升了發行速度，降低了質量控制難度，使發行質量更加穩定可靠。

2 QC小組在質量提升中的標準化活動

2.1 選擇課題

2.1.1 需求分析

為提升電力柔性RFID電子標簽質量，縮短發行生產周期，小組分析電力柔性RFID電子標簽生產工藝流程，對現有工藝技術、生產周期進行了統計，找出“單工位發行”工序為整個生產周期的瓶頸，需研制一種新型的在線發行設備滿足需求。

2.1.2 借鑒技術

通過關鍵詞查詢文獻資料及行業內外的技術交流，分析技術優點和不足之處，進行了3個方面的借鑒：一是行業內批量在線發行檢測系統，實現了熱轉印及發行工序的一體化生產，可以消除工序流轉時間，但對產品外觀質量缺少必要的檢驗手段，易出現批量性質量問題。二是現有同類產品電力實物ID發行設備（型號HG-S）具有OCR視覺檢測裝置，可通過OCR視覺檢測識別系統自動讀取被檢測產品的資產碼和條形碼（或者二維碼）、識別打印缺陷、測量尺寸等，可作為產品外觀自動化檢驗的經驗借鑒，需要重新開發系統集成工具。三是現有多工位卡片發行設備（型號HPX5000），其中關于多工位讀寫器并行通信的方案可以大幅縮短發行周期，但無外部檢測工位，無法識別卡片表面打印問題。

2.1.3 創新思路

通過對借鑒文獻和自身經驗的分析，啟發QC小組，最終提出創新思路，如圖1所示。

2.2 設定目標及目標可行性論證

提升電力柔性RFID電子標簽發行質量，縮短生產周期，為課題的主要目的，確定課題目標為發行檢驗合格率100%，單卷柔性RFID電子標簽生產周期不超過40分鐘。QC小組根據借鑒的相關數據，分別對熱轉印打標、OCR視覺檢測、多工位發行檢驗技術，進行理論推演、模擬試驗，依據事實和數據進行定量分析與判斷，確定滿足實際需求，論證課題目標可行。

2.3 提出方案并確定最佳方案

Q C小組借鑒批量發行檢測系統的設計與實現，關于一體化框架設計并結合設備結構進行了設備初期的方案分析，借鑒現有電力實物ID發行設備中OCR視覺檢測裝置相關經驗以及借鑒現有多工位卡片發行設備的平行排列方案，小組提出了多工位在線發行設備的總體方案，如圖2所示。

小組在確定了多工位在線發行設備的總體方案之后，結合設備特點和借鑒方案內容，充分發揮創新意識，提出分級方案并從9個方面進行逐一評價和比選，評價和比選基于現場測量、試驗和調查分析的事實和數據，目的是找出可以實施的最佳方案。

2.3.1 上下料張緊機構設計

單軌設備的上卷機構存在上料卷軸與電力柔性RFID電子標簽的內卷紙筒嵌套太緊，操作員在上下料時容易將內卷卷芯與電子標簽剝離，從而導致將標簽拉壞。此外，上卷機構在牽引機構拉動過程中，容易出現拉力過大導致電子標簽盤過緊，引起牽引機構打滑，易造成電子標簽在運動過程中出現位置偏移。根據上述問題，QC小組的設備工程師對相關功能參數進行優化設計，基于電力柔性RFID電子標簽內卷尺寸為φ80 mm。QC小組通過調研現有設備的卷軸方案進行分析，提出了實心圓卷軸、膨脹型張緊機構、彈簧圈卷軸三種卷軸張緊機構設計方案，調查評估標簽內卷安裝效果，發現膨脹型張緊機構安裝便捷容易上下料，并且張緊后摩擦力適中（大于50 N），不容易打滑。

2.3.2 上下料導向裝置設計

導向機構弧度設計基于柔性RFID電子標簽料卷尺寸，電子標簽料卷內徑尺寸為φ80 mm，因此導向機構外圓直徑不小于φ80 mm。根據經驗及案例分析，QC小組的設備工程師提出了實心圓軸、空心帶軸承圓軸、圓弧軌道三種方案并分別進行模擬測試，測試結果空心帶軸承圓軸導向裝置電子標簽料帶上料順暢，摩擦力較小，兼容多款產品尺寸，牽引機構拉動不易偏移（小于15 N），因此導向裝置選用空心帶軸承圓軸導向機構方案。

2.3.3 熱轉印打標打印方案比選

QC小組調研了較為成熟的電子標簽熱轉印打印裝置，集合電力柔性RFID電子標簽特性，做了詳細的對比分析。QC小組調查分析打印參數，包括打印寬度需大于100 mm，適應標簽厚度范圍在0.5～2mm，最大打印速度需大于6英寸/秒，打印定位精度應不超過0.4 mm，打印效果穩定可靠，根據綜合分析和打印實操測試，最終選擇分辨率、打印速度、經濟性、定位精度和介質厚度等方面均表現優異的打印300DPI型裝置。

2.3.4 視覺檢測比選

根據電力柔性RFID電子標簽工藝標準和質量檢驗標準，分析實際生產中出現的打標不良標簽。視覺檢測需要滿足可檢測標簽字碼偏移要求，檢測精度不小于0.1 mm；可檢測打印字碼不清晰、斷筆、臟污不良項；自動識別讀取字碼，并與打印原始數據進行比對，像素不低于1000萬DPI，識別速度不小于5張/秒；當出現外觀不良或數據錯誤后，設備需有暫停并報警提示功能。QC小組與視覺檢測供應商進行方案溝通，對樣品進行試驗測試，分析比較技術方案可行性，確定選用相機分辨率、實際像素精度、光源照射角度、光照均勻性好，并且可用于基底和線路板定位、晶片部件檢查等的HK-01視覺檢測方案。

2.3.5 發行檢驗工位數量比選

小組根據上下料、熱轉印打標、視覺檢測速度等條件進行分析，排布了多工位的工序時間表，并從工序間產能匹配方面進行調查評估?；诖蛴C設備生產速度需在4473枚/小時以上，在與打標工序匹配度上，QC小組選用三組發行工位時熱轉印速度與發行速度一致，設備運行流暢。如QC小組選用四組發行工位時，雖發行周期短，但由于熱轉速度無法有效匹配，導致生產效率較低，且成本高，最終QC小組確定選用三組發行工位方案。

2.3.6 發行檢驗屏蔽裝置設計

電力柔性RFID電子標簽是一種無源電子標簽，所以電子標簽中芯片和存儲器工作所需要的能量均由讀寫器提供。讀寫器與電子標簽之間的通信通過電磁耦合原理來實現的，電子標簽的能量由讀寫器線圈天線通過電磁耦合而產生。由于磁場分布等問題，多工位之間容易出現串讀等相互干擾問題，因此需要設計電磁屏蔽裝置。因電子標簽間距、天線間距較近，在發行檢驗過程中串讀、干擾的風險較高，所以做好天線處的屏蔽對生產良率至關重要。QC小組設計了長條形、寬幅屏蔽裝置，窄條形屏蔽裝置，長條形、窄幅屏蔽裝置3種不同的電磁屏蔽裝置，并分別進行了模擬試驗，最終選擇長條形、窄幅屏蔽裝置方案。

2.3.7 發行檢驗中心頻點設計

由于多工位之間同時寫入容易存在相互干擾問題，QC小組根據讀寫器中心頻點頻率，設計了兩種讀寫器頻率方案：

（1）統一中心頻點頻率：三組讀寫器設置統一的頻率，設置頻率為920.125 MHz；

（2）不同中心頻點頻率：三組讀寫器選用不同頻率設置，設置范圍為920.125～924.375 MHz。

并對以上兩種方案進行了測試驗證，小組分別用兩種不同的頻率設計模式進行小批量測試，統計發行檢驗不良率。經過測試分析，選用不同中心頻點頻率設計方案不良率明顯較低，因此選用不同中心頻點頻率設置模式。

2.3.8 牽引機構步進方案設計

三工位發行天線的牽引機構步進方案決定了整個設備的運行順暢度，牽引機構需滿足連續性發行需要，QC小組經過分析設計了兩種步進方案：

（1）單次步進3個標簽距離步進方案；

（2）1-1-1-9步進距離循環步進方案，即先單次步進1個標簽距離，步進3次后，再連續步進9個標簽距離，循環步進。

小組對以上兩種步進方案進行試驗論證，同時考慮步進控制OCR視覺檢測系統及標簽打印系統匹配性，最終選擇了單次步進3個標簽距離的步進方案。

2.4 制定對策

小組根據5W1H原則制定了對策表，將選定的可實施的具體方案逐項納入對策表，明確目標、措施及實施計劃。

上下料張緊機構選用膨脹型張緊機構，設計膨脹型卷軸張緊機構結構，根據圖紙加工制作，檢查并測量對應的尺寸。上下料導向裝置選用空心帶軸承卷軸導向裝置，設計上料機構結構，以滿足導向裝置不低于設備高度1/2目標，根據圖紙進行加工、檢查、驗收。

熱轉印打標選用300DPI型打印裝置，確定打印裝置與上位機通信協議，編寫程序實現在線打印。

視覺檢測選用HK-01方案，采購對應相機和光源，系統集成調試，驗證應用效果。

發行檢驗工位數選用三組發行工位，設計三組發行工位結構并測試發行周期。屏蔽裝置設計方面選用長條形、窄幅屏蔽裝置，設計天線屏蔽裝置，安裝調試，并進行串讀驗證。中心頻點頻設計，選用不同中心頻點頻率設計，編寫上位機軟件設置讀寫器頻率并進行測試。

牽引機構步進方案選用單次步進3個標簽距離步進設計，設計牽引機構整體結構，安裝并進行牽引效果測試。

最后進行整機組裝測試，設備整機及外形設計，各機械部分安裝調試，設備程序運行調試。

2.5 對策實施

QC小組按照制定的對策逐條實施，每條對策實施后，確認相應的目標完成情況。

上下料張緊機構采用膨脹型張緊機構，QC小組設計模型組件進行加工制作，運用氣缸控制開合的膨脹型卷軸張緊機構，制作后進行組件測量、組裝調試，實測卷軸收縮尺寸74.98 mm，卷軸膨脹后尺寸80.04 mm，滿足卷軸收縮尺寸（75±1）mm，卷軸膨脹后尺寸（80±0.5）mm的實施目標。上下料導向裝置采用空心帶軸承結構，小組的結構設計工程師對上料機構結構進行設計，確定導向裝置導向軸在發檢設備上部高于設備1/2位置，并設計了導向裝置尺寸φ（80±0.5）mm的導向軸結構，制作后導向裝置為φ80.03 mm，滿足實施目標要求。

熱轉印打標選用300DPI型打印裝置，QC小組采購了相應打印裝置，通過工控機調用軟件接口，確定打印機與上位機通信協議，編寫程序實現打印機數據的傳輸和在線打印功能。小組對打印模板進行配置，編寫打標控制軟件，通過打印機信號輸出，由PLC編程實現打印機的啟?？刂啤Ｐ〗M測試打印裝置效果，打印數據調用正確，在線打印正確率100%，滿足實施目標要求。

視覺檢測選用HK- 01型方案，由于電力柔性RFID電子標簽為白底黑字，因此OCR視覺檢測裝置相機選擇白色光源增強對比度，小組對OCR視覺系統進行集成及軟件設置，核查檢測正確率，產品檢測一次直通率達到100%，滿足實施目標要求。

發行檢驗采用三組發行工位，QC小組設計三組發行工位結構排布，使用模擬軟件測試發行周期，三組發行工位的發行周期為38分鐘，滿足單卷發行周期小于40分鐘的實施目標。屏蔽裝置采用長條形、窄幅屏蔽裝置，小組進行天線屏蔽裝置結構設計，選用奧氏體不銹鋼材料加工天線屏蔽罩結構，安裝調試并進行串讀驗證，未出現串讀情況，滿足目標要求。中心頻點設計采用不同中心頻點頻率設計，小組對現有超高頻RFID讀寫器內置功能進行了不同讀寫器頻率設置，基于讀寫器內置的通信頻率，最終確定讀寫器頻率為：讀寫器1設置頻率為920.125 MHz，讀寫器2設置頻率為922.245MHz，讀寫器3設置頻率為924.375 MHz。小組編寫上位機軟件并進行測試，發行成功率為99.9%，滿足實施目標。

牽引機構步進方案設計采用單次步進3個標簽距離步進方案，QC小組在原單工位發行設備的伺服電機基礎上進行方案設計，并按PLC程序單次步進3個標簽距離方案進行編程，設計牽引機構整體結構，安裝后對牽引效果進行測試，牽引機構運行順暢，無錯位、偏差、打滑等問題，滿足目標要求。

最后進行整機組裝測試，QC根據模型圖、平面圖、原理圖進行設備各機械部分安裝調試，并進行模擬測試，分析問題并逐一解決。小組進行小批量試產，經測試三工位發行運行周期不超過0.9 S，生產一次良率不低于99.9%，設備運行穩定，滿足實施目標要求。

2.6 效果檢查

2.6.1 目標驗證

為了驗證設備實施成效，QC小組申請使用新研制的電力柔性RFID電子標簽三工位在線發行設備進行量產，審批后，生產部門集中安排了操作人員，使用設備對量產的電力柔性RFID電子標簽產品進行了連續10批次的批量生產測試，并進行了設備運行生產周期和良率的統計。結果顯示，電力柔性RFID電子標簽三工位在線發行設備缺陷檢出率100%，單卷（2500枚）生產周期為38分鐘，達到小組設定的課題活動目標（40分鐘以內）。

2.6.2 效益分析

經濟效益方面，QC小組邀請財務人員進行經濟效益核算，自設備投入批量使用開始，計算項目跟蹤期，電力柔性RFID電子標簽單卷發行生產周期從145分鐘降低至38分鐘，生產周期提升380%，單枚生產加工費用降低75%，同時熱轉印工序與發行工序合并減少作業人員，節約了人工成本，取得了良好的經濟效益。

社會效益方面，電力柔性RFID電子標簽發行檢驗首次引入了OCR視覺檢測技術，杜絕了批量性產品外觀質量問題發生，使產品質量更加穩定可靠，提升客戶滿意度。通過三工位在線發行設備的研制，可以大幅提升生產效率，降低企業成本，具有廣泛的借鑒價值。

2.7 標準化

1）小組將研制成果資料及設計圖紙進行存檔備案，編寫發布了標準化文件。

2）小組對電力柔性RFID電子標簽設備的操作及維修人員進行了相應的標準化培訓。通過培訓，相關人員掌握了三工位在線發行設備的操作、點檢、保養和維修方法。

3）小組對標準化效果進行驗證，對操作和維修人員工作標準、點檢任務、保養任務完成情況進行檢查，相關人員均嚴格按標準執行，標準執行情況良好。

2.8 總結和下一步打算

2.8.1 項目總結

1）小組對研制的柔性RFID電子標簽多工位在線發行設備的創新點進行總結，多工位的發行機構，解決了多工位在線發行的信號干擾等問題，在柔性RFID發行設備中尚屬首例。

集熱轉印打標、OCR視覺檢測、在線發行于一體化生產模式，實現了全工序的融合，降低了質量控制難度，大幅縮短了生產周期。課題的相關技術申請發明專利已獲得授權。

課題創新點可在目前多種RFID的產品中進行應用，對后續設備的升級改善有重大借鑒價值。目前柔性RFID電子標簽的在線發行模式作為信息化建設的基礎，已經摸索出了集服務器、數據分配、設備在線發行的初步模式，對后續信息化建設奠定了堅實基礎。

2）小組對團隊和個人的綜合素質進行了總結，通過本次QC活動，進一步增強了團隊成員凝聚力、計劃執行力，提升了運用PCDA工作法、QC工具等解決產品質量問題的能力。在開展QC小組活動的同時，提高了小組成員專業技術能力，為今后更好地開展QC活動打下堅實的基礎。

2.8.2 下一步打算

QC小組圍繞公司的經營戰略和目標，繼續開展技術攻關活動，聚焦質量、成本、效率等問題持續有效地開展好質量提升、降本增效工作，以創新的思維不斷解決生產過程中的難點問題[2]。由于目前異性電子標簽產品市場需求逐漸增加，異性電子標簽發行設備受制于定位工裝等設計因素影響，批量發行難度大。小組將根據柔性RFID電子標簽多工位在線發行設備研制過程中的相關經驗，對異性電子標簽發行設備進行課題研究。

3 結 語

因質量管理工作須采用系統的管理手段和標準化作業流程來控制和提升質量[3]，而質量管理小組活動遵循PDCA循環（Plan，Do，Check，Act），按照設定的標準化操作流程，形成系統的質量改進與質量創新工作程序。本文通過電力柔性RFID電子標簽多工位在線發行設備研制的標準化操作，一是解決實際產品的質量問題，提升標簽發行效率，降低工程成本，創造更多的經濟和社會效益；二是通過標準化活動解決企業生產、服務過程中的質量問題，可以促進企業創新和持續改進，增強企業競爭力；三是以鼓勵各崗位員工自主參與質量管理活動的方式，提高員工素質、激發員工積極性和創造性，為其他企業質量改進和質量創新提供參考。

參考文獻

[1]中國質量協會.質量管理小組活動準則：T/CAQ 10201—2020[S].2020.

[2]電力質量管理小組活動評價準則：T/CEC 500—2021[S].2021.

[3]舒艷麗.QC小組標準化作業在工程質量提升中的應用——以航道工程為例[J].中國標準化，2024（5）：140-145.

作者簡介

夏立佳，碩士研究生，高級工程師，研究方向為卓越績效與質量管理提升與標準化。

平愛軍，本科，高級工程師，研究方向為工業工程設施規劃與設計及標準化。

許振華，本科，高級工程師，研究方向為工業工程設施規劃與設計及標準化。

（責任編輯：袁文靜）