六西格瑪在汽車前霧燈質(zhì)量改進(jìn)中的應(yīng)用研究

曾煜

(長(zhǎng)安福特汽車有限公司，重慶 400021)

0 引言

質(zhì)量是一組特性滿足要求的能力，是持續(xù)的過(guò)程穩(wěn)定和顧客滿意，在汽車行業(yè)尤為重要。六西格瑪管理(Six Sigma Management)是20世紀(jì)80年代末首先在美國(guó)摩托羅拉公司發(fā)展起來(lái)的一種新型管理方式，20世紀(jì)90年代通用公司開(kāi)始采用，逐步推廣到各個(gè)汽車生產(chǎn)企業(yè)。推行六西格瑪管理就是通過(guò)設(shè)計(jì)和監(jiān)控過(guò)程，將可能的失誤減少到最低限度，從而使企業(yè)可以做到質(zhì)量與效率最高，成本最低，過(guò)程的周期最短，利潤(rùn)最大，全方位地使顧客滿意。因此，六西格瑪管理是一種近乎完美的管理策略[1]。六西格瑪?shù)闹饕P(guān)注點(diǎn)是顧客關(guān)心程度、關(guān)注過(guò)程、基于數(shù)據(jù)和事實(shí)、系統(tǒng)性改進(jìn)提高，通過(guò)靠攏目標(biāo)值、減少變差、降低敏感度來(lái)管理變差。

變差是輸入、過(guò)程和輸出中的變化，西格瑪(σ)也是衡量輸出的變差指標(biāo)，也是“標(biāo)準(zhǔn)差”。通過(guò)減少變差來(lái)提高過(guò)程能力。

汽車生產(chǎn)企業(yè)以顧客為導(dǎo)向，為滿足顧客的需求而服務(wù)，顧客聲音(Voice of Customer，VOC)至關(guān)重要，將顧客聲音轉(zhuǎn)化為過(guò)程聲音(Voice of Process，VOP)，通過(guò)過(guò)程控制來(lái)達(dá)到顧客滿意。過(guò)程聲音(VOP)和顧客聲音(VOC)的關(guān)系如圖1所示。

圖1 過(guò)程聲音和顧客聲音關(guān)系

可知，±2σ、95%的輸出在規(guī)范限內(nèi)，或者說(shuō)每20個(gè)產(chǎn)品中就有1件有缺陷；±3σ、99.73%的輸出在規(guī)范限內(nèi)，或者說(shuō)每400個(gè)產(chǎn)品中有1件有缺陷；±4σ、99.993 7%的輸出在規(guī)范限內(nèi)，或者說(shuō)每100萬(wàn)個(gè)產(chǎn)品中有6 210件有缺陷；±6σ、99.999 999 8%的輸出在規(guī)范限內(nèi)，或者說(shuō)每100萬(wàn)個(gè)產(chǎn)品中只有3.4件有缺陷。因此六西格瑪成為汽車制造企業(yè)過(guò)程管理的最有效方法之一[2]。

六西格瑪是解決系統(tǒng)性原因(普通原因)而非單體差異性原因(特殊原因)導(dǎo)致的問(wèn)題的工具和方法， 通過(guò)定義(Define)、測(cè)量(Measure)、分析(Analyze)、改進(jìn)(Improve)、控制(Control)5個(gè)步驟對(duì)系統(tǒng)性問(wèn)題進(jìn)行梳理和解決，如圖2所示。

圖2 六西格瑪方法

1 六西格瑪?shù)膽?yīng)用

文中針對(duì)某車型前霧燈脫落問(wèn)題詳細(xì)闡述六西格瑪?shù)膶?shí)際應(yīng)用，運(yùn)用DMAIC步驟，使用魚骨圖、假設(shè)檢驗(yàn)等工具分析關(guān)鍵因子，采取相應(yīng)改進(jìn)方式，并對(duì)改進(jìn)方式進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)控，以檢查改進(jìn)方式是否有效，問(wèn)題是否得到完全解決。

1.1 定義階段

定義階段的主要內(nèi)容是收集顧客聲音(VOC)，對(duì)顧客聲音(VOC)進(jìn)行初步分析，轉(zhuǎn)化為問(wèn)題陳述，再將問(wèn)題陳述轉(zhuǎn)化為可量化的過(guò)程關(guān)鍵特性(Critical-to-Quality，CTQ)，根據(jù)過(guò)程關(guān)鍵特性(CTQ)明確缺陷的定義、調(diào)查分析因子的范圍和問(wèn)題解決目標(biāo)，為下一階段做好準(zhǔn)備。

1.1.1 顧客聲音轉(zhuǎn)化為問(wèn)題陳述

顧客聲音(VOC)是市場(chǎng)上某車型前霧燈出現(xiàn)敲擊異響問(wèn)題，經(jīng)過(guò)初步調(diào)查分析確定產(chǎn)生異響的原因是由于前霧燈中隔熱片從固定底座中脫落，導(dǎo)致隔熱片敲擊底座產(chǎn)生異響。因此，將顧客聲音(VOC)轉(zhuǎn)化為問(wèn)題陳述：前霧燈隔熱片脫落。

1.1.2 問(wèn)題陳述轉(zhuǎn)化為過(guò)程關(guān)鍵特性

在制造過(guò)程中控制前霧燈隔熱片脫落問(wèn)題是通過(guò)將隔熱片卡緊固定在底座凸臺(tái)上，當(dāng)隔熱片卡口與底座凸臺(tái)X向間隙等于0，則表明隔熱片與底座凸臺(tái)卡緊，不會(huì)出現(xiàn)脫落問(wèn)題。因此，將問(wèn)題陳述轉(zhuǎn)化為可量化的過(guò)程關(guān)鍵特性(CTQ)：前霧燈隔熱片卡口與底座凸臺(tái)X向配合間隙為0。

1.1.3 明確缺陷定義

當(dāng)隔熱片卡口與底座凸臺(tái)X向配合間隙大于0，則會(huì)出現(xiàn)脫落問(wèn)題。因此，可以明確缺陷定義Y是：隔熱片卡口與底座凸臺(tái)X向配合間隙大于0。

1.1.4 明確分析因子范圍

導(dǎo)致隔熱片卡口與底座凸臺(tái)X向配合間隙大于0的因子，從“人機(jī)料法環(huán)測(cè)”6個(gè)方面進(jìn)行魚骨圖分析，如圖3所示。

圖3 隔熱片脫落因果分析

從魚骨圖分析可以初步確定可能因子主要集中在“料”中，材料方面的3個(gè)因子作為分析的可能因子來(lái)詳細(xì)調(diào)查。

1.1.5 明確問(wèn)題解決目標(biāo)

2017年10月至2018年5月，廠內(nèi)終檢工位發(fā)現(xiàn)共計(jì)310件前霧燈隔熱片卡口與底座凸臺(tái)間隙大于0，平均PPM(Part Per Million，每一百萬(wàn)個(gè)產(chǎn)品中的不良率)=2 833.09，每月檢驗(yàn)不合格品PPM見(jiàn)圖4。為了徹底解決該問(wèn)題，將目標(biāo)設(shè)定為PPM=0。

圖4 PPM時(shí)間序列

1.2 測(cè)量階段

測(cè)量是對(duì)具體事物賦予數(shù)字或數(shù)值，以表達(dá)它們與對(duì)應(yīng)特性間的關(guān)系。賦予值的過(guò)程叫測(cè)量過(guò)程。測(cè)量系統(tǒng)是測(cè)量設(shè)備或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境及假設(shè)的集合，并用于量化被測(cè)單元或評(píng)估被測(cè)特性，也就是獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程。測(cè)量系統(tǒng)分析(Mesurment Systems Analysis，MSA)是定量和定性地評(píng)價(jià)分析用于獲得觀測(cè)數(shù)據(jù)的測(cè)量系統(tǒng)包括其工具和過(guò)程，分析出測(cè)量結(jié)果呈現(xiàn)的由測(cè)量系統(tǒng)所導(dǎo)致的變差，定性評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)是否可以接受。執(zhí)行測(cè)量系統(tǒng)分析的目的是為了確保收集的數(shù)據(jù)能真實(shí)有效反映整個(gè)過(guò)程[2]。

針對(duì)缺陷定義Y，采用0.1 mm塞尺對(duì)隔熱片卡口與底座凸臺(tái)X向配合間隙進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析(MSA)，由于該測(cè)量系統(tǒng)屬于計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)，因此采用一致性分析。對(duì)50件隔熱片卡口與底座凸臺(tái)X向配合間隙進(jìn)行測(cè)量，采集測(cè)量數(shù)據(jù)，導(dǎo)入Minitab軟件，進(jìn)行一致性分析，輸出結(jié)果，如圖5所示。

圖5 MSA分析結(jié)果

從Minitab軟件計(jì)算結(jié)果得出：每個(gè)檢驗(yàn)員與標(biāo)準(zhǔn)Kappa=0.8，大于標(biāo)準(zhǔn)值0.7，即說(shuō)明該測(cè)量系統(tǒng)滿足要求。

1.3 分析階段

分析階段是運(yùn)用過(guò)程分析方法和工具對(duì)可能的關(guān)鍵因子進(jìn)行詳細(xì)驗(yàn)證，識(shí)別變差，判斷這些是否是關(guān)鍵因子。

在定義階段已經(jīng)通過(guò)魚骨圖分析初步確定了3個(gè)可能的關(guān)鍵因子，接下來(lái)將對(duì)這3個(gè)因子進(jìn)行詳細(xì)分析。

1.3.1 底座凸臺(tái)X向位置度

底座凸臺(tái)X向位置度采用假設(shè)檢驗(yàn)方法來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)底座凸臺(tái)X向位置度進(jìn)行雙樣本假設(shè)檢驗(yàn)，假設(shè)H0：NG底座凸臺(tái)X向位置度=OK底座凸臺(tái)X向位置度。分別采集NG底座凸臺(tái)X向位置度數(shù)據(jù)和OK底座凸臺(tái)X向位置度數(shù)據(jù)各30組，將數(shù)據(jù)輸入Minitab進(jìn)行雙樣本假設(shè)檢驗(yàn)，輸出結(jié)果，如圖6所示。

從Minitab軟件計(jì)算得出P=0.022，小于標(biāo)準(zhǔn)值0.05，拒絕H0假設(shè)，即表示底座凸臺(tái)X向位置度是關(guān)鍵因子。

圖6 凸臺(tái)位置度雙樣本假設(shè)檢驗(yàn)分析結(jié)果

1.3.2 隔熱片卡口X向位置度

對(duì)隔熱片卡口X向位置度進(jìn)行雙樣本假設(shè)檢驗(yàn)，假設(shè)H0：NG隔熱片卡口X向位置度=OK隔熱片卡口X向位置度。分別采集NG隔熱片卡口X向位置度數(shù)據(jù)和OK隔熱片卡口X向位置度數(shù)據(jù)各30組，將數(shù)據(jù)輸入Minitab進(jìn)行雙樣本假設(shè)檢驗(yàn)，輸出結(jié)果，如圖7所示。

圖7 隔熱片卡口位置度雙樣本假設(shè)檢驗(yàn)分析結(jié)果

從Minitab軟件計(jì)算結(jié)果P=0.786，大于標(biāo)準(zhǔn)值0.05，H0假設(shè)成立，即隔熱片卡口X向位置度不是關(guān)鍵因子。

1.3.3 底座凸臺(tái)寬度

隨機(jī)抽樣采集底座凸臺(tái)寬度30組數(shù)據(jù)，用于計(jì)算底座凸臺(tái)寬度制造過(guò)程能力Ppk。采集后數(shù)據(jù)輸入Minitab進(jìn)行過(guò)程能力分析，輸出結(jié)果如圖8所示。

圖8 凸臺(tái)寬度制造過(guò)程能力分析結(jié)果

從Minitab軟件計(jì)算結(jié)果Ppk=1.55>標(biāo)準(zhǔn)值1.33，滿足制造過(guò)程能力要求，即底座凸臺(tái)寬度不是關(guān)鍵因子。

1.4 改進(jìn)階段

根據(jù)分析階段的驗(yàn)證，確定了對(duì)問(wèn)題不利貢獻(xiàn)的關(guān)鍵因子，確定改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，利用頭腦風(fēng)暴找到關(guān)鍵因子的可能改進(jìn)方案，有效評(píng)估備選方案并選擇最佳方案，然后進(jìn)行過(guò)程改進(jìn)，分析過(guò)程能力以驗(yàn)證改進(jìn)成效。

針對(duì)該問(wèn)題的關(guān)鍵因子是底座凸臺(tái)X向位置度，模具注塑成型通過(guò)調(diào)整注塑工藝參數(shù)來(lái)調(diào)整凸臺(tái)位置，靠近設(shè)計(jì)中值，可以有效解決該問(wèn)題。采集調(diào)整注塑工藝參數(shù)后的底座凸臺(tái)位置度數(shù)據(jù)30組，輸入Minitab計(jì)算過(guò)程能力，如圖9所示。

圖9 改善后凸臺(tái)位置度制造過(guò)程能力分析結(jié)果

計(jì)算結(jié)果Ppk=2.01>標(biāo)準(zhǔn)值1.33，改進(jìn)后過(guò)程能力滿足要求。

對(duì)改進(jìn)后方案進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)生產(chǎn)30件改進(jìn)后底座凸臺(tái)和隔熱片，裝配后檢驗(yàn)隔熱片與底座凸臺(tái)X向間隙全部等于0，說(shuō)明改進(jìn)方案有效。

1.5 控制階段

控制是一種通過(guò)消除缺陷機(jī)會(huì)或用反饋系統(tǒng)監(jiān)控過(guò)程改進(jìn)，以達(dá)到持續(xù)改進(jìn)的方法。建立一個(gè)有效的策略，確保改進(jìn)成果得到持續(xù)保持。

針對(duì)改進(jìn)階段實(shí)施的有效改進(jìn)方案，通過(guò)模具定期維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃和模具點(diǎn)檢計(jì)劃確保改進(jìn)方案有效，并監(jiān)控每批次5件測(cè)量數(shù)據(jù)，日常監(jiān)控Xbar-R圖如圖10所示。

2018年9月1日對(duì)底座凸臺(tái)注塑參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，收集底座凸臺(tái)改進(jìn)后3個(gè)月隔熱板脫落檢驗(yàn)記錄，改善后PPM=0，達(dá)到目標(biāo)，如圖11所示。

圖10 監(jiān)控Xbar-R圖

圖11 PPM時(shí)間序列

2 結(jié)論

針對(duì)某車型汽車霧燈異響問(wèn)題，結(jié)合六西格瑪管理理論，采取DMAIC步驟分析解決問(wèn)題。其中定義階段至關(guān)重要，良好的定義可以對(duì)問(wèn)題解決起到事倍功半的效果，將顧客聲音轉(zhuǎn)化為可量化過(guò)程關(guān)鍵特性，再轉(zhuǎn)化為缺陷定義，逐步將定性描述轉(zhuǎn)化為定量數(shù)據(jù)，將問(wèn)題可量化、可操作。分析階段采用魚骨圖、假設(shè)檢驗(yàn)等工具分析關(guān)鍵因子，采取相應(yīng)改進(jìn)方式，降低問(wèn)題PPM，改進(jìn)供應(yīng)商產(chǎn)品生產(chǎn)制造過(guò)程。

六西格瑪在質(zhì)量管理中的應(yīng)用可以有效提升產(chǎn)品質(zhì)量水平，從實(shí)際案例應(yīng)用深入研究六西格瑪在汽車質(zhì)量問(wèn)題解決和改進(jìn)的方法、步驟，為六西格瑪在質(zhì)量管理過(guò)程中的應(yīng)用提供參考。