QC案例：降低液浸式變壓器滲漏油不合格品率

一、課題選擇

油浸式變壓器被廣泛地應(yīng)用于各類配電設(shè)備中，其運(yùn)行中最常見的故障便是滲漏油。油滲漏后，變壓器油面過低，將使套管引線和分接開關(guān)暴露于空氣中，絕緣水平將大大降低，易引起擊穿放電。

為持續(xù)改善產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)產(chǎn)品合格水平保持能力，不斷提升產(chǎn)品可靠性與顧客滿意度，正泰電氣公司持續(xù)關(guān)注產(chǎn)品內(nèi)外部質(zhì)量信息反饋，將外部投訴率和顧客滿意度納入主要績效考核指標(biāo)。從2015年度外部質(zhì)量信息反饋的統(tǒng)計分析可知，變壓器滲漏油、外協(xié)件質(zhì)量等諸多問題仍然存在，而以變壓器滲漏油問題最為突出，占外部投訴的55%，降低了顧客滿意度，也給企業(yè)造成了一定的損失，該問題亟待解決。

據(jù)統(tǒng)計，2015年度用戶現(xiàn)場反饋，“正泰”產(chǎn)變壓器共發(fā)生滲漏油問題17起，年滲漏油平均不合格品率達(dá)5%。

由圖1可以看出，2015年度除3月份以外，其他各月滲漏油不合格率都大于公司內(nèi)部的質(zhì)量要求——滲漏油不合格品率≤4%，平均不合格品率為5%。為此，公司領(lǐng)導(dǎo)要求成立專項(xiàng)攻關(guān)小組，針對變壓器滲漏油問題開展攻關(guān)活動。小組課題設(shè)定為：降低液浸式變壓器滲漏油不合格品率。

二、目標(biāo)設(shè)定及可行性分析

依據(jù)公司內(nèi)部質(zhì)量要求，同時結(jié)合小組自身實(shí)際情況，本次小組活動目標(biāo)設(shè)定為：液浸式變壓器滲漏油不合格品率≤4%。

圖1 液浸式變壓器滲漏油不合格品率

小組成員統(tǒng)計分析了2015年1～12月份液浸式變壓器漏油發(fā)生情況，并作排列圖分析，以確定問題產(chǎn)生的主導(dǎo)因素。

由排列圖分析可知，“焊縫滲漏油”及“密封件滲漏油”是導(dǎo)致液浸式變壓器滲漏油不合格品率高的關(guān)鍵項(xiàng)，兩個關(guān)鍵問題占比為70.59%，若采取有效措施消除50%，即可將變壓器滲漏不合格品率降至3.24%，則本次小組活動目標(biāo)設(shè)定的液浸式變壓器滲漏油不合格品率≤4%是可以實(shí)現(xiàn)的。

為確保目標(biāo)值的順利實(shí)現(xiàn)，公司領(lǐng)導(dǎo)分別指定了主任工程師、工藝工程師和質(zhì)量主管各一名，以及多名經(jīng)驗(yàn)豐富的油箱及總裝檢驗(yàn)員參與問題攻關(guān)，為油箱質(zhì)量攻關(guān)提供了有力的技術(shù)支持和資源保障。小組成員長期致力于產(chǎn)品工藝改進(jìn)，在生產(chǎn)、質(zhì)量、工藝等方面具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和良好的團(tuán)隊(duì)精神與創(chuàng)新意識，先后完成了“提高鐵心疊裝效率”、“提高線圈一次送檢合格率”等多項(xiàng)工藝技術(shù)攻關(guān)課題，取得了鐵心定位輔助工裝、線圈出頭收緊裝置、聯(lián)管法蘭防護(hù)裝置等多項(xiàng)創(chuàng)新成果。

三、原因分析

為明確焊接、密封等關(guān)鍵工序是否處于可控狀態(tài)，也為能夠得到高質(zhì)量的測量數(shù)據(jù)，針對產(chǎn)品實(shí)際控制情況，我們首先進(jìn)行計數(shù)型測量系統(tǒng)分析（以利于識別測量系統(tǒng)中的波動源及其對測量結(jié)果的可能影響），判定測量系統(tǒng)（人與測量設(shè)備）是否滿足關(guān)鍵工序控制的要求。通過一定數(shù)量的樣本選取，安排有經(jīng)驗(yàn)的測量人員（3人，重復(fù)測量3次）進(jìn)行重復(fù)性和再現(xiàn)性測量系統(tǒng)分析，結(jié)果顯示，測量系統(tǒng)一致性（≥95%）、有效性（≥90%）均滿足使用要求，進(jìn)而對工序能力（二項(xiàng)式工序能力分析）進(jìn)行了計算與判定。

為了有效找出導(dǎo)致問題發(fā)生的所有可能因素，小組成員綜合運(yùn)用了多種質(zhì)量工具和方法進(jìn)行因素分析。

依據(jù)產(chǎn)品工藝流程，采用職能分布圖、細(xì)節(jié)流程圖，明確了相關(guān)部門在流程中的職責(zé)，并確定了2個關(guān)鍵工序（油箱焊接和總裝）。對確認(rèn)的關(guān)鍵工序，通過變量流程圖、C&E矩陣以及FMEA等質(zhì)量工具和方法進(jìn)一步尋找所有可能的潛在因素，并篩選出關(guān)鍵因素。

變量流程圖分析。對油箱焊接和總裝配進(jìn)行變量流程分析，從其輸入、因素類型、過程和輸出等幾方面展開，共找出36個輸入因素，以及相應(yīng)的過程輸出，如圖2所示。

圖2 油箱焊接變量流程分析圖

因果矩陣分析。對變量流程圖分析出的輸入因子及其結(jié)果，采用因果矩陣（C&E矩陣）分析，通過過程輸入、輸出之間關(guān)聯(lián)程度（0、1、3、9），以及輸出對顧客的重要程度（1～10）等方面進(jìn)行打分，繼而對這些輸入因子按分值大小進(jìn)行排序，篩選出關(guān)鍵的項(xiàng)目因素。通過C&E矩陣分析，共找出11個需重點(diǎn)關(guān)注的關(guān)鍵控制因素。表1為油箱焊接C&E矩陣分析示例。

故障模式與影響分析（FMEA分析）。對C&E矩陣列出的11個待確認(rèn)關(guān)鍵候選因素，小組采用FMEA分析（故障模式與影響分析）和頭腦風(fēng)暴法，編制了FMEA表，從嚴(yán)重度（S）、發(fā)生概率/頻度（O）和探測度（D）等方面進(jìn)行評估（見表2），通過風(fēng)險優(yōu)先數(shù)值（RPN）大小，確定優(yōu)先改進(jìn)方向。

通過C&E矩陣及FMEA分析，我們確定了4個關(guān)鍵因子：焊接人員技能、焊接速度、密封墊同心度、密封面把接受力。

表1 油箱焊接C&E矩陣分析表

?

四、要因確認(rèn)

針對篩選出的4個關(guān)鍵因子，制定要因確認(rèn)計劃表，明確數(shù)據(jù)收集類型、響應(yīng)變量Y、分析目的及使用工具等，通過假設(shè)檢驗(yàn)（T檢驗(yàn)、比例檢驗(yàn)等）進(jìn)行逐項(xiàng)確認(rèn)，如表3所示。

要因確認(rèn)1：焊接人員技能——卡方檢驗(yàn)法

目的：分析不同焊接人員對焊縫滲漏是否有影響。

首先假設(shè)焊接人員技能對焊縫滲漏不存在影響，而后選取4名業(yè)務(wù)技能較熟練的焊接人員分別焊接100條焊縫，檢測其滲漏數(shù)以及合格數(shù)量。采用卡方檢驗(yàn)，通過P值大小來判定不同焊接人員對焊縫滲漏是否有影響。

通過卡方檢驗(yàn)分析得知:P=0.002<0.05，卡方檢驗(yàn)結(jié)果存在顯著性差異。

表3 要因確認(rèn)計劃表

結(jié)論:拒絕原假設(shè)，焊接人員技能對滲漏油存在影響，判定此項(xiàng)因素為要因。

要因確認(rèn)2：焊接速度(時間)——T檢驗(yàn)法

目的：分析焊接人員焊接速度與標(biāo)準(zhǔn)要求的差異性。

隨機(jī)選取3名員工，焊接厚度為3.0+3.0鋼板，使用相同焊條，焊接750mm焊縫30條，所需要的時間對比工藝要求（45m/H）。

建立假設(shè)。原假設(shè)（HO）：員工焊接速度與目標(biāo)值相同，目標(biāo)值60s，μ=60；備擇假設(shè)（Ha）：員工焊接時速度與目標(biāo)值有差異，μ≠60。

分別取30個樣本，進(jìn)行單樣本T檢驗(yàn)分析得知，P值均＞0.05。

結(jié)論：焊接速度(時間)對滲漏不存在影響，判定此項(xiàng)因素為非要因。

要因確認(rèn)3：密封墊同心度——雙比例檢驗(yàn)法

目的：證明密封墊同心安裝與偏心安裝是否對滲漏有影響。

建立假設(shè)。原假設(shè)：同心安裝與偏心安裝對滲漏影響相同，Ho：p1=p2；備擇假設(shè)：同心安裝與偏心安裝對滲漏影響不同，Ha：p1≠p2。

經(jīng)雙比例檢驗(yàn)分析：P=0.000＜0.05，不同安裝方式的比例檢驗(yàn)結(jié)果存在顯著性差異。

結(jié)論：拒絕原假設(shè)，同心安裝與偏心安裝對滲漏油存在影響，判定此因素為要因。

要因確認(rèn)4：密封面把接受力——雙比例檢驗(yàn)法

目的：證明密封面不同把接工藝是否對滲漏有影響。

建立假設(shè)。原假設(shè)：不同把接工藝（順時針方向依次將螺栓緊固等）對滲漏影響相同，Ho：p1=p2；備擇假設(shè)：不同把接工藝對滲漏影響不同，Ha：p1≠p2。

經(jīng)雙比例檢驗(yàn)分析可知：P=0.010＜ 0.05，不同把接方式雙比例檢驗(yàn)結(jié)果存在顯著性差異。

結(jié)論：拒絕原假設(shè)，密封面把裝受力不同對滲漏存在影響。判定此因素為要因。

小組成員經(jīng)過對擬定的關(guān)鍵因素進(jìn)行逐條確認(rèn)，最終確定導(dǎo)致滲漏油發(fā)生的3個主要因子為：焊接人員技能、密封墊同心度和密封面把接受力等。

五、對策制定及實(shí)施

小組成員對確認(rèn)的3個要因，分別提出了不同的解決方案，并對不同解決方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了闡述，從有效性、可行性、經(jīng)濟(jì)性等幾個維度進(jìn)行矩陣分析，確定最佳實(shí)施方案，制訂了對策表并實(shí)施。

對策實(shí)施1：焊接人員技能培訓(xùn)。工藝部門對油箱車間焊接人員進(jìn)行了焊接工藝技能培訓(xùn)、考核，并通過納入工藝紀(jì)律檢查來驗(yàn)證培訓(xùn)效果。在次月工藝紀(jì)律監(jiān)督檢查中，未發(fā)現(xiàn)油箱焊接人員違反工藝紀(jì)律操作行為。同時，增加焊縫著色探傷檢測手段來進(jìn)一步驗(yàn)證焊接質(zhì)量。結(jié)論:改進(jìn)措施有效。

對策實(shí)施2：針對密封面同心度問題，進(jìn)行操作工藝改進(jìn)。改善前，無限位密封膠墊在直接安裝過程中因未固定，存在膠墊移位風(fēng)險，易導(dǎo)致滲漏發(fā)生。為此，對于無限位槽的平膠墊，采用專用的406膠水點(diǎn)狀均勻滴在膠墊上(不超過4個點(diǎn))，而后將膠墊膠裝在管接頭一側(cè)的法蘭面上，待膠干后，再將球閥對撞在膠墊上，對齊法蘭孔，安裝螺栓并按工藝要求緊固。

措施實(shí)施后，膠墊于安裝前已固定，無位移風(fēng)險存在。為有效控制，將密封件安裝納入產(chǎn)品質(zhì)量評審檢查內(nèi)容，同時以質(zhì)控點(diǎn)設(shè)置方式進(jìn)行專項(xiàng)控制。經(jīng)整機(jī)密封試驗(yàn)，無密封失效現(xiàn)象發(fā)生。結(jié)論：改進(jìn)措施有效。

對策實(shí)施3：針對密封面把接受力不均問題，細(xì)化工作操作方法。密封面緊固螺栓規(guī)格多(M8-M30不等)、數(shù)量多；改善前在安裝緊固方面，無具體要求，采用順時針依次緊固，易出現(xiàn)密封面螺栓各點(diǎn)受力不均勻，存在滲漏風(fēng)險。為此，對法蘭面螺栓緊固的順序、方法，緊固力矩及檢查方法進(jìn)行了規(guī)范，依據(jù)不同安裝方式,詳細(xì)列出密封面把接工作操作細(xì)則, 編制了密封面螺栓把接工藝文件，形成可視化作業(yè)指導(dǎo)書，以利指導(dǎo)現(xiàn)場安裝。同時以質(zhì)控點(diǎn)設(shè)置方式進(jìn)行專項(xiàng)控制。

改善后，對密封面螺栓緊固要求進(jìn)行了規(guī)范并實(shí)施，有效減少了密封面螺栓因各點(diǎn)受力不均所致的密封墊壓縮量不達(dá)標(biāo)而引起的滲漏風(fēng)險。結(jié)論：改進(jìn)后，試驗(yàn)無滲漏發(fā)生，效果顯著。

六、效果檢查

通過對人員技能培訓(xùn)與現(xiàn)場指導(dǎo)，以及解決了密封面同心度及把接受力不均的問題，經(jīng)統(tǒng)計分析，改進(jìn)后生產(chǎn)的液浸式變壓器產(chǎn)品，其滲漏油不合格品率明顯降低。

小組成員總結(jié)了PDCA循環(huán)改進(jìn)總效果，對液浸式變壓器滲漏油情況進(jìn)行了統(tǒng)計分析，對策措施實(shí)施后半年來，變壓器產(chǎn)品現(xiàn)場投運(yùn)滲漏油問題投訴發(fā)生6起（滲漏油投訴率為3%），且多為外購件質(zhì)量問題導(dǎo)致滲漏油，低于年度滲漏油不合格品率為4.0%的小組設(shè)定的目標(biāo)值，活動目標(biāo)達(dá)成。

此次QC活動項(xiàng)目改進(jìn)中，小組成員綜合運(yùn)用多種改進(jìn)方法，找出了問題的根本原因并解決之。液浸式電力變壓器滲漏油不合格品率因此降低了2%，創(chuàng)造了年度直接經(jīng)濟(jì)效益近15萬元。

小組將本次活動的改進(jìn)措施進(jìn)行了固化，形成了《總裝密封面的把裝工藝守則》等3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)文件，并經(jīng)審批、歸檔，下發(fā)實(shí)施。QC小組經(jīng)上海市質(zhì)量協(xié)會推薦參加評選，榮獲“2017年全國優(yōu)秀質(zhì)量管理小組”稱號。