控制計劃抽檢頻次選擇及優(yōu)化

鐘安飛　唐龍

【摘 要】生產(chǎn)和加工制造過程是控制產(chǎn)品質(zhì)量和成本的關(guān)鍵，直接影響客戶的滿意度?？刂朴媱澥钦麄€制造過程的重要指導(dǎo)性文件，影響整個制造過程的運行成本和質(zhì)量控制。APQP中已經(jīng)有整個控制計劃的制定過程，但是沒有對如何選擇抽檢頻次進行詳細說明。文章結(jié)合SPC和概率統(tǒng)計知識，提出了抽檢頻次的方法，并描述了控制計劃的優(yōu)化過程。

【關(guān)鍵詞】控制計劃；抽檢頻次；質(zhì)量

【中圖分類號】U466 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）09-0123-04

0 前言

我國是制造大國，然而在通往制造強國的過程中，必須正確和深入應(yīng)用好各項質(zhì)量管理工具，如SPC、PFMEA、APQP等。生產(chǎn)制造領(lǐng)域現(xiàn)場離不開控制計劃的指導(dǎo)?？刂朴媱澋哪康氖菫闈M足顧客要求制造出優(yōu)質(zhì)和價格適中的產(chǎn)品，控制生產(chǎn)計劃的制訂過程，通過總體系設(shè)計、選擇和實施增值性控制方法（包含抽檢頻次等），以提供結(jié)構(gòu)性的途徑來達到企業(yè)和最終客戶的目標?？刂朴媱澥怯脕碜畲笙薅鹊販p少制造過程和產(chǎn)品變差的體系的必要說明。

制訂控制計劃也是質(zhì)量策劃過程（APQP）的一個重要階段?？刂朴媱澥菍刂浦圃爝^程的各種參數(shù)、尺寸的抽檢內(nèi)容，檢查工具、方法，樣本容量和反應(yīng)計劃等內(nèi)容進行書面規(guī)定。一個控制計劃適用于以相同過程、相同原料生產(chǎn)出來的一組或一個系列的產(chǎn)品。實際上，控制計劃描述了制造過程每個階段所需采取的控制措施，包括保證進貨、制造過程、出廠和階段性要求等均處于控制狀態(tài)。在制造過程中，控制計劃為控制特性的過程提供監(jiān)控方法。 控制計劃在整個產(chǎn)品壽命周期中被保持、使用和優(yōu)化。在產(chǎn)品壽命周期設(shè)計和試驗階段，控制計劃主要起到對過程提出控制要求和交流的目的，它指導(dǎo)操作者在生產(chǎn)中如何控制整個制造生產(chǎn)過程，確保生產(chǎn)過程穩(wěn)定和產(chǎn)品質(zhì)量達標。最終，控制計劃作為動態(tài)文件，反映當前使用的控制方法和測量系統(tǒng)。隨著生產(chǎn)不斷地運行，現(xiàn)場持續(xù)改善，控制計劃在測量系統(tǒng)、控制方法的評價和改進中不斷被修訂。在質(zhì)量方面，控制計劃方法論減少了浪費并提高了設(shè)計、制造和裝配中的產(chǎn)品質(zhì)量。控制計劃為產(chǎn)品和制造過程提供完整與有效的評價。結(jié)合SPC相關(guān)技術(shù)的運用，控制計劃識別過程特征，幫助識別導(dǎo)致產(chǎn)品特性變差的過程特性的變差源，并將資源用于對顧客重要的特性有關(guān)的過程和產(chǎn)品。通過設(shè)定合理的抽檢頻次，將資源正確分配在這些重要項目，有助于在保證質(zhì)量的情況下降低成本，提高客戶滿意度。

1 控制計劃特征識別和抽檢頻次影響因素分析

識別控制計劃的各個特性是了解控制計劃的第一步，也為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)。以軸頸和連桿頸磨削為例，首先，通過制造過程流程圖（如圖1所示），把整個過程中的加工內(nèi)容和動作識別出來，應(yīng)用PMEA工具識別各加工過程每個特征的潛在風(fēng)險，并對其進行分析，確定采取的控制措施（如果PFMEA由其他人員完成可以直接應(yīng)用到控制計劃的制訂過程中），表1為已經(jīng)完成PFMEA分析的示例（僅僅1個特征幾個影響因素）。

然后，確定抽檢頻次的影響因素：？譹？訛產(chǎn)品設(shè)計時，分析每一個產(chǎn)品特征對性能和客戶滿意度的影響程度，并對其進行分類，一般分為KPC、PQC和一般特征3類。這些特征在生產(chǎn)線設(shè)計和制造過程中要求設(shè)備到達的過程能力是不一樣的，一般KPC和PQC要求的過程能力指數(shù)Cp≥2.0，CpK≥1.67，一般特征尺寸要求的過程能力指數(shù)Cp≥1.67，CpK≥1.33。針對KPC和PQC特征，加工線在投資允許的情況下運用在線過程100%測量的方式，或采用較高的抽檢頻次確認過程的穩(wěn)定性，因為這些尺寸偏離中值越大，客戶損失越大，整個制造過程不能僅以超差或合格來衡量，圖2為KPC和PQC偏離中值的客戶損失示意圖。針對一般特征尺寸可以在過程穩(wěn)定的情況下，采用較低的抽檢頻次減少過程控制浪費。？譺？訛生產(chǎn)線的過程能力，在制造過程非常穩(wěn)定的情況下，如Pp≥2.0時，抽檢頻次間隔可以適當放寬。？譻？訛從成本上考慮，若抽檢需要破壞產(chǎn)品，則根據(jù)設(shè)計和制造變化點的最低頻次確定。

最后，控制計劃的制訂小組，應(yīng)從人、機、料、法、環(huán)5個方面分析加工過程中的影響質(zhì)量和安全特征，并在控制計劃中監(jiān)控和確定抽檢頻次，或確認頻次，如圖3所示。在制訂控制計劃的過程中還會用到其他工具，如SPC統(tǒng)計和計算加工設(shè)備的過程能力，或裝配過程中的合格率等。以磨削曲軸主軸和連桿頸為例進行分析（4缸直列發(fā)動機曲軸），結(jié)合產(chǎn)品圖、工藝卡、過程流程圖、PFMEA、產(chǎn)品設(shè)計特征重要程度和魚骨圖，可以確定相應(yīng)的監(jiān)控特征和初步的抽檢頻次。

2 抽檢頻次類型

根據(jù)不同的目的和工件的破壞程度，可以把抽檢頻次分為以下3類：①Ⅰ類。生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)線穩(wěn)定正常的加工過程中，出現(xiàn)任何變化都必須體現(xiàn)在控制計劃的抽檢頻次里面，確保變化點受控。②Ⅱ類。為監(jiān)控穩(wěn)定生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)線的加工過程，需要定期抽檢一些零件確保過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。③Ⅲ類。根據(jù)產(chǎn)品的性能要求，需要定期進行破壞性試驗，這些試驗的頻次一般都較低。表2為3類抽檢頻次類型的例子。

3 抽檢頻次選擇標準

控制計劃抽檢頻次的選擇遵循在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，采用成本最低的抽檢頻次。

（1）變化點處都需要抽檢。

（2）在生產(chǎn)線和設(shè)備穩(wěn)定的情況下，根據(jù)生產(chǎn)線和設(shè)備的實際過程能力確定抽檢頻次；抽檢頻次代表的變差要小于等于公差的T/10，T為加工零件的公差。過程能力指數(shù)的計算公式如下：

Cp=■（1）

抽檢樣本誤差為：

σx=■（2）

結(jié)合公式（1）和（2）得到抽檢數(shù)量和過程能力的關(guān)系式：

σx=■×■≤■（3）

以上公式中，n為一定周期內(nèi)的抽檢頻次，T為抽檢特征的公差，Cp為生產(chǎn)穩(wěn)定的生產(chǎn)線、設(shè)備或工位的過程能力指數(shù)，σ為SPC統(tǒng)計樣本的標準差。

根據(jù)一般工廠的質(zhì)量標準，整批工件的合格率要達到99.73%，建議過程能力在1.67以上，每300件至少抽檢1件，以確保監(jiān)控過程的穩(wěn)定性?？刂朴媱澲朴喰〗M可以根據(jù)經(jīng)驗、生產(chǎn)線的實際情況調(diào)整相應(yīng)的頻次。表3為過程能力Cp和抽檢頻次建議，Cp為正常生產(chǎn)的抽檢計算結(jié)果。

（3）破壞性試驗的抽檢要根據(jù)設(shè)計部門的建議和生產(chǎn)運行的變化來設(shè)定抽檢頻次。設(shè)備穩(wěn)定生產(chǎn)時按設(shè)計部門的要求抽檢（最低標準）；生產(chǎn)過程中，設(shè)備修復(fù)、停機時間長一般都需要進行抽檢。

4 抽檢頻次優(yōu)化方法

控制計劃的制訂是一個動態(tài)過程。在生產(chǎn)運行過程中，遵循持續(xù)改進、持續(xù)優(yōu)化和持續(xù)改善的原則調(diào)整控制計劃，以達到提升產(chǎn)品質(zhì)量和降低運行成本的目標?？刂朴媱潈?yōu)化步驟如下：定期回顧控制計劃，評估其有效性；制訂控制計劃的優(yōu)化目標；結(jié)合質(zhì)量和成本選擇優(yōu)化內(nèi)容；運用問題解決工具，如PDCA、魚骨圖、頭腦風(fēng)暴等，制定優(yōu)化內(nèi)容的方案和措施；驗證方案和措施；結(jié)合驗證結(jié)果優(yōu)化控制計劃的抽檢頻次、測量方法等內(nèi)容。

5 結(jié)語

控制計劃是產(chǎn)品生產(chǎn)線評判質(zhì)量標準的唯一指導(dǎo)文件。好的控制計劃可以有效監(jiān)控整個生產(chǎn)過程，確保產(chǎn)品質(zhì)量的一致性?？刂朴媱澋某闄z要求直接影響生產(chǎn)運行的成本。因此，本控制計劃小組提供了制訂和優(yōu)化控制計劃的依據(jù)與方向，提高控制計劃制訂過程的準確性和效率，并為新員工提供有效的經(jīng)驗教訓(xùn)。

參 考 文 獻

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[責任編輯：陳澤琦]