基于6Sigma策略的設(shè)備故障診斷

李曉明　秦健

摘要：大件一車(chē)間Henschel機(jī)械手經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年的運(yùn)行，出現(xiàn)了多種不能解決的影響工作效率的現(xiàn)象，盡管沒(méi)有造成故障停機(jī)，但是加大了操作人員的工作強(qiáng)度，增加了維護(hù)人員的工作負(fù)擔(dān)，提高了維護(hù)成本。通過(guò)運(yùn)用六西格瑪（6Sigma）的精細(xì)策略，在不停機(jī)的狀態(tài)下，有效提升了Henschel機(jī)械手的工作效率。

關(guān)鍵詞：6Sigma;停機(jī);工作效率

0 ?引言

大件一車(chē)間Henschel機(jī)械手經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年的運(yùn)行，出現(xiàn)了一些影響工作效率但未造成停機(jī)的 “小毛病”。為了減少設(shè)備維護(hù)工作對(duì)廠家的依賴(lài)和降低維護(hù)成本，我們決定采用6Sigma方法分析解決大件一車(chē)間Henschel機(jī)械手抖動(dòng)等一系列問(wèn)題。

1 ?六西格瑪（6Sigma）概述

六西格瑪（Six Sigma/6Sigma）是一種在上世紀(jì)80年代誕生于美國(guó)的管理優(yōu)化策略，這種策略主要強(qiáng)調(diào)收集和分析大量數(shù)據(jù)，以求達(dá)到比較完美的目標(biāo)。

6Sigma過(guò)程主要包括兩個(gè)流程：DMAIC和DMADV。DMAIC是對(duì)當(dāng)前目標(biāo)低于6Sigma標(biāo)準(zhǔn)的一系列項(xiàng)目進(jìn)行定義（D）、度量（M）、分析（A）、改善（I）以及控制（V）的過(guò)程。DMADV則是對(duì)準(zhǔn)備或者試圖達(dá)到6Sigma質(zhì)量目標(biāo)的新產(chǎn)品或者新項(xiàng)目進(jìn)行定義（D）、度量（M）、分析（A）、設(shè)計(jì)（D）和驗(yàn)證（V）的過(guò)程。

結(jié)合實(shí)際我們決定選用DMAIC流程。其中定義部分我們需要對(duì)課題定義及選題背景分析、項(xiàng)目范圍等界定，測(cè)量部分我們需要制定及時(shí)有效的數(shù)據(jù)收集計(jì)劃、過(guò)程能力分析等，分析部分我們需要識(shí)別潛在因子，篩選和驗(yàn)證關(guān)鍵因子，改善部分我們需要試驗(yàn)優(yōu)化和驗(yàn)證等，控制部分我們需要制定詳細(xì)的控制計(jì)劃、項(xiàng)目移交等措施。

2 ?6Sigma在提高Henschel機(jī)械手工作效率中的具體應(yīng)用

2.1 項(xiàng)目定義（Define）

2.1.1 問(wèn)題陳述

大件一車(chē)間Henschel機(jī)械手經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年的運(yùn)行，出現(xiàn)了顫抖、間歇性漏油、信號(hào)誤觸發(fā)等多種不能解決的影響工作效率的現(xiàn)象，機(jī)械手運(yùn)行效率已經(jīng)無(wú)法達(dá)到當(dāng)初設(shè)計(jì)要求。

2.1.2 缺陷定義

我們把目前Henschel機(jī)械手存在的主要問(wèn)題定義為缺陷，分為：

大臂抖動(dòng)（Y1）：機(jī)械手出現(xiàn)的機(jī)械抖動(dòng)現(xiàn)象;

夾力不足（Y2）：機(jī)械手出現(xiàn)的鑄件抓不穩(wěn)現(xiàn)象;

控制不穩(wěn)（Y3）：機(jī)械手電氣信號(hào)的輸入與輸出不符。

2.1.3 目標(biāo)定義

大件一車(chē)間Henschel機(jī)械手前期一直按照原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)，通過(guò)項(xiàng)目組成員的討論決定把Henschel機(jī)械手的運(yùn)行效率100%作為目標(biāo)水平。

機(jī)械手運(yùn)行效率（Y）=當(dāng)前打箱的數(shù)量/工作臺(tái)時(shí)/原設(shè)計(jì)每小時(shí)打箱的數(shù)量

2.1.4 項(xiàng)目收益

項(xiàng)目直接收益：

如果需求原廠家解決，廠家報(bào)價(jià)170余萬(wàn)元。

項(xiàng)目間接收益：

降低了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了維護(hù)的成本，提高了維護(hù)人員的維護(hù)水平。

2.2 項(xiàng)目測(cè)量（Measure）

2.2.1 測(cè)量系統(tǒng)分析（Y-MSA）

用來(lái)對(duì)被測(cè)指標(biāo)定量測(cè)量或定性評(píng)價(jià)的儀器儀表、標(biāo)準(zhǔn)、操作、夾具、軟件、人員、環(huán)境燈的集合，用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程我們稱(chēng)為測(cè)量過(guò)程或測(cè)量系統(tǒng)。

6Sigma管理的成敗在很大程度上決定于所使用數(shù)據(jù)的質(zhì)量。為了獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，必須對(duì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的測(cè)量系統(tǒng)要有充分的理解和深入的分析。由于我們的測(cè)量系統(tǒng)來(lái)源于設(shè)備原始文件（技術(shù)協(xié)議）和實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)我們會(huì)定期送檢測(cè)量?jī)x表等，所以我們的測(cè)量系統(tǒng)是真實(shí)有效的。

2.2.2 流程圖及C&E矩陣分析

通過(guò)分解設(shè)備主體和維護(hù)過(guò)程，我們將設(shè)備各個(gè)部分分解為多個(gè)因子，按照動(dòng)作順序?qū)σ蜃优判驑?gòu)成流程圖;然后根據(jù)每個(gè)因子對(duì)缺陷的影響程度不同進(jìn)行不同的賦值，形成C&E矩陣。

通過(guò)分解設(shè)備主體和維護(hù)過(guò)程，我們對(duì)所有參數(shù)建立相應(yīng)的微觀流程圖。

通過(guò)微觀流程圖和C&E矩陣分析，我們從119個(gè)因子篩選出26個(gè)分值較高（影響較大）的關(guān)鍵因子，進(jìn)行FMEA分析。

2.2.3 FMEA分析

由于設(shè)備各部件及人員等方面都有可能失效，為了有效地分析這種過(guò)程中的失效給缺陷帶來(lái)的影響，我們決定采用結(jié)構(gòu)化的分析方法——失效模式與效果分析（FMEA）。

由于嚴(yán)重度（潛在失效對(duì)客戶的嚴(yán)重程度）、頻度（造成失效的原因發(fā)生頻率）、檢測(cè)度（失效模式可檢測(cè)的概率）的影響不同，我們對(duì)上述因子進(jìn)行FMEA賦值，綜合運(yùn)算以后，我們從26個(gè)因子中篩選出9個(gè)分值較高的關(guān)鍵因子，來(lái)進(jìn)一步分析改進(jìn)。針對(duì)這九個(gè)因子我們制定了相應(yīng)的因子分析和改進(jìn)計(jì)劃，如表1所示。

2.3 項(xiàng)目分析（Analyze）

2.3.1 數(shù)據(jù)收集計(jì)劃

上述過(guò)程中我們已經(jīng)找出4個(gè)主要因子，為了更好的分析因子對(duì)缺陷的影響程度，我們需要對(duì)4個(gè)因子制定更為詳盡的數(shù)據(jù)采集計(jì)劃，如表2所示。

2.3.2 X影響分析

假設(shè)檢驗(yàn)用于確定所觀測(cè)的差異是確實(shí)存在，還是偶然發(fā)生。我們需要設(shè)定兩個(gè)假設(shè)H0和Ha，兩者是完全對(duì)立的假設(shè)，通過(guò)P-value來(lái)確定哪一方成立，如果p<0.05，后者就會(huì)成立，相反，前者成立。

我們需要逐一對(duì)四個(gè)因子做X影響分析-雙樣本T檢驗(yàn)，通過(guò)雙樣本T試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)三個(gè)因子（電線電纜、夾爪、電位計(jì)）影響Henschel機(jī)械手效果顯著，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

2.4 項(xiàng)目改進(jìn)（Improve）

我們對(duì)Vital Few X’S因子的特性進(jìn)行了分析，按照因子的重要性我們排列了因子解決的先后順序，針對(duì)每一個(gè)因子我們采用不同的方案，經(jīng)過(guò)四個(gè)月的努力，順利恢復(fù)了Henschel機(jī)械手的運(yùn)行效率。

2.5 項(xiàng)目控制（Control）

為了鞏固現(xiàn)有的成果，我們需要修改相應(yīng)的控制文件，比如Henschel機(jī)械手日常工作點(diǎn)檢卡、設(shè)備日常點(diǎn)檢卡，設(shè)備維護(hù)點(diǎn)檢卡等，同時(shí)需要制定詳盡的過(guò)程控制計(jì)劃。

3 ?結(jié)論

6Sigma策略的有效運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了在不停機(jī)狀態(tài)下Henschel機(jī)械手故障的診斷和運(yùn)轉(zhuǎn)效率的恢復(fù)。在生產(chǎn)線和大型設(shè)備的故障診斷和排查中運(yùn)用6Sigma策略不失為一種行之有效的好方法。

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作者簡(jiǎn)介：李曉明（1985-），男，山東壽光人，碩士，助教，研究方向?yàn)榭刂葡到y(tǒng);秦健（1977-），男，吉林九臺(tái)人，本科，副教授，研究方向?yàn)樽詣?dòng)監(jiān)測(cè)與自動(dòng)化裝置。