基于P-S-C-Si模型的精加工零件異物管理方法探討

廣汽本田汽車有限公司□趙哲夫 翟國勇 張 峰

對于精加工零件而言，異物的殘留及流出后造成的不良是影響其品質(zhì)的一大問題。在汽車產(chǎn)品中，發(fā)動機及變速器零件結(jié)構(gòu)復雜且油路及控制閥體精度高，加工異物有可能在運轉(zhuǎn)中卡滯油路部品，造成機能性的不良。但由于大批量生產(chǎn)條件下，加工工藝的特點，異物的產(chǎn)生不可完全避免，根據(jù)統(tǒng)計，異物殘留的概率在1/10000～3/10000之間，具有偶然性。

在市場競爭日益激烈，汽車行業(yè)整體面臨下行壓力的今天，廣汽本田汽車有限公司 （以下簡稱 “廣本”）要繼續(xù)保持現(xiàn)有成績，必須持續(xù)提升產(chǎn)品品質(zhì)。如何削減異物不良，消除品質(zhì)隱患，成為面臨的一大課題。

1 異物問題的現(xiàn)狀和難點

2015年來，廣本在不斷發(fā)展進步的同時，產(chǎn)銷量大幅提升，新車型導入密集，發(fā)動機生產(chǎn)線于2015年正式投產(chǎn)。自投產(chǎn)以來，因異物相關(guān)造成的不良占比居高不下，在量產(chǎn)品質(zhì)逐步穩(wěn)定，外做零部件品質(zhì)不斷提升時，異物不良難以削減，2016及2017年均為ENG領(lǐng)域T0P1課題。2017年ENG領(lǐng)域不良占比見圖1。

圖1 2017年ENG領(lǐng)域不良占比圖

異物不良有以下特征：

（1）異物尺寸微小，現(xiàn)有檢測手段難以解析溯源

圖2 異物尺寸圖

異物尺寸圖見圖2。造成不良的異物尺寸一般尺寸極微小，在現(xiàn)有檢測方法中，對異物不良的分析最準確的是化學法，對于單個元素的分析需要1g以上，現(xiàn)有異物重量在0.1g～0.5g，無法進行定量分析，只能使用能譜、電子探針等方法進行定性或者半定量分析，無法準確鎖定來源。

（2）異物管理離散化，缺乏系統(tǒng)性的管理方法

在異物管理上，主要根據(jù)已有不良進行分析和對策，發(fā)現(xiàn)一件解決一件。由于精密零件機加工工序多，產(chǎn)生異物的崗位可能性多，異物產(chǎn)生的條件不盡相同，水平展開時有諸多不適用性。目前在行業(yè)內(nèi)沒有專門針對于機加工異物管理的標準和方法，如何在供應(yīng)鏈推進異物管理，缺乏系統(tǒng)性的方法。

（3）機加工過程變化點多，管理易疏漏

如上文所述，精密零件機加工工序長，加之二級部品加工過程，整體環(huán)節(jié)多。機加工過程中，勢必涉及到刀具的頻繁更換，設(shè)備的調(diào)整和維護，部分精度要求高的部品，正常負荷下，公司內(nèi)機加工一天換刀次數(shù)200次左右，變化點多，管理易產(chǎn)生疏漏。

（4）異物管理水平評價指標不全面，持續(xù)改善效果較弱

在現(xiàn)行的體系中，對于異物管理水平廣本是通過清潔度來進行評價，管理指標主要在尺寸、重量、數(shù)量。機加工產(chǎn)生的異物多為絲狀或細長塊狀，且其產(chǎn)生具有偶發(fā)性，一方面，清潔度測量以抽檢形式展開，以抽檢的常態(tài)水準衡量偶發(fā)性不良，無法有效評價；另一方面，現(xiàn)在沒有其他得到公認的異物評價方法。對于供應(yīng)商而言，其自我提升目標不合理，持續(xù)改善的效果就會不理想。

2 四大階段對策方向

根據(jù)以往供應(yīng)鏈品質(zhì)內(nèi)生力提升的探討，廣本梳理出P-S-C-Si四階段品質(zhì)躍升模型，見圖3。

圖3 P-S-C-Si四階段品質(zhì)躍升模型

根據(jù)現(xiàn)狀把握，結(jié)合P-S-C-Si模型，以供應(yīng)商為對策推進主體，提出四大階段對策，見圖4。

（1）P階段：以再發(fā)防止和未然防止為基礎(chǔ)的工序能力提升

對于異物管理，首先應(yīng)該聚集生產(chǎn)工序。異物都是在工序生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，通過工序上的改善，可以降低異物的產(chǎn)生概率，并通過生產(chǎn)現(xiàn)場的檢證，完善不良資源庫，提升異物溯源的能力。持續(xù)提升供應(yīng)商現(xiàn)場管理水平，消除品質(zhì)隱患。

圖4 四大階段對策方向分析

（2）S階段：完善精加工零件生產(chǎn)過程品質(zhì)保證體系

在檢證中發(fā)現(xiàn)，以削減異物不良的過程管理要求來看，大多數(shù)供應(yīng)商在刀具、設(shè)備的管理中存在不同程度的不足。要落實工序改善效果，持續(xù)穩(wěn)定的提升異物管理水平，其質(zhì)量保證體系的完善勢在必行。

（3）C階段： “多重照合”的變化點管理強化

如上所述，精加工零件生產(chǎn)過程中變化點多，對于加工而言，刀具的壽命未期、換刀初期、設(shè)備調(diào)整前后是異物不良產(chǎn)生的風險隱患期。在大量變化點存在的情況下，對其變化點管理能力提出挑戰(zhàn)，因此我們必須在變化點管理方面進行強化。

（4）Si階段：自我提升的體制構(gòu)建

通過前三個階段的提升，供應(yīng)商在異物管理方面已經(jīng)積累了相當?shù)慕?jīng)驗，為了持續(xù)提升，供應(yīng)商必須具備自我改善及向下級供應(yīng)商輻射的能力。因此，建立供應(yīng)商自我提升體制及適用自身的異物管理評價基準是必須的。

通過以上的對策，廣本希望提升供應(yīng)鏈中精加工零件的異物管理水平，進一步消除品質(zhì)隱患，提升產(chǎn)品品質(zhì)，形成能夠廣泛應(yīng)用的異物管理方法和準則。

3 對策實施

（1）以再發(fā)防止和未然防止為基礎(chǔ)的工序能力提升

在工序能力提升方面，由于異物產(chǎn)生的不確定性，因此只能依托再發(fā)防止和未然防止的觀點來開展工序檢證，強化工序能力，達到降低異物發(fā)生率，提升異物截留能力的目的，廣本主要有以下三點對策：

1）構(gòu)建機加工產(chǎn)物圖譜，提升異物溯源能力

在解析中，單純依靠成分分析已經(jīng)無法進行異物來源的判斷，同時，對于供應(yīng)商量產(chǎn)中，在后工序發(fā)現(xiàn)的異物也難以進行區(qū)分，影響了其進行工序改善的效果。

因此，廣本引入了形貌分析與定性的成分分析結(jié)合進行異物鎖定。通過對異物上機加工紋路、卷曲狀態(tài)、韌性、顏色的分析，推斷異物加工相應(yīng)的條件。根據(jù)以上的信息，對供應(yīng)商全數(shù)加工工序可能產(chǎn)生的異物進行收集，包括同一刀具加工初期、加工末期、臨時停止、壽命末期的切屑進行收集，對其進行形貌分析，建立加工異物圖譜，以便提升異物溯源能力。

2）強化工序檢證及工藝評審，提升功能工序保證能力

工序管理上，對于現(xiàn)有量產(chǎn)工序以客戶工廠為主體組織進行工序檢證，從八大自工序觀點：工序異物的產(chǎn)生模式，本工序異物流出防止，生產(chǎn)參數(shù)的設(shè)定合理性，生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定性，模具/治具的干涉可能，刀具的斷屑效果，上工序異物的截留能力，工序后是否產(chǎn)生異常傷痕；三大工序間觀點：生產(chǎn)用容器的清潔度，傳送鏈的異物殘留，異常產(chǎn)品的再投入；入手，制定檢證觀點集，對工序效果進行評價，對于弱點項目實施整改。

同時，對于新車型階段的工序，強化工藝評審，在評審觀點中加入異物保證能力評價觀點 （八大自工序觀點，三大工序間觀點），由供應(yīng)商自主評價為主，客戶確認的方式開展，進行未然防止。

3）加工過程去磁化

驗證過中發(fā)現(xiàn)，鐵質(zhì)零件生產(chǎn)的過程中由于加工過程造成的形變會使產(chǎn)品邊緣位置產(chǎn)生弱磁性，磁性的產(chǎn)生不受控，分布有一定的隨機性。在沖壓產(chǎn)品的斷口，切削的末端，零件/切屑的尖端。鉆孔位置一般較強，經(jīng)驗證，以特斯拉計進行測量，單點磁通量達到0.7HT及以上就有吸附絲狀鐵質(zhì)異物的能力。

對于生產(chǎn)線而言，部分刀盤、治具、刀桿墊片、設(shè)備工裝本身或長期使用后也會有弱磁性，因此需要在生產(chǎn)線合適位置設(shè)置去磁工序，并對重點部位實施磁通量監(jiān)控，建議管控值設(shè)定為0.5HT。

通過以上工序措施，廣本提出以下工序異物管理四知原則逐步實現(xiàn)四不原則：

——四知原則

自工序異物知特征；上工序異物知來源；

工序間異物知來源；流出側(cè)異物知途徑。

——四不原則

自工序異物不流出；上工序異物不流入；

工序間異物不殘留；各工序異物不放過。

（2）完善精加工零件生產(chǎn)過程品質(zhì)保證體系

通過梳理生產(chǎn)過程中，從 “人、機、物、法、環(huán)”五大方面盤點與異物產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)的因素，最后對刀具/模具管理體系、設(shè)備管理、操作人員管理體系進行完善。

1）刀具/模具管理體系

刀具/模具管理是異物管理的核心，異物的產(chǎn)生與刀具/模具的樣式、設(shè)計壽命、刀具的更換管理密切相關(guān)，在刀具/模具的壽命末期，由于切斷能力減弱，異物及切削斷口磁性部分時刻會增強，易產(chǎn)生異物黏附；在刀具發(fā)生異常時（積屑瘤/崩刀），產(chǎn)生異物的可能性激增，因此刀具/模具的管理不能停留在有體系的階段，而要需要不斷完善。

根據(jù)推進經(jīng)驗，廣本總結(jié)出刀具/模具管理體系的兩大注意事項：

①刀具/模具設(shè)定精細化。注重刀具切削及斷屑能力確認，對切削產(chǎn)物進行分析，在設(shè)定更換壽命期時，留出安全余量；刀具樣式選取時，對于切屑產(chǎn)生較多的工序，考慮斷屑模式。模具驗證時，需考慮模具間隙，避免毛刺產(chǎn)生。

②刀具/模具管理集中化。對于一般工廠，模具維護一般作為重點項目進行監(jiān)控，但是在刀具頻繁更換的工廠，由于刀具更換由作業(yè)員進行，存在刀具異常未品質(zhì)確認、刀具超期使用的風險。因此，在體系設(shè)計時，刀具應(yīng)設(shè)定集中管理，統(tǒng)一發(fā)放統(tǒng)一回收統(tǒng)一確認，與變化點管理相呼應(yīng)。

2）設(shè)備管理體系

設(shè)備是機加工的生命線，對于設(shè)備管理，廣本在體系完善時注意以下部分，首先是設(shè)備參數(shù)的點檢和確認，必須在每班次設(shè)定點檢并由員工切實執(zhí)行、對于設(shè)備異常按流程上報進行品質(zhì)確認及追溯，且操作員工無修改權(quán)限；其次是在每次更換刀具時對刀補值等參數(shù)進行確認，保證刀具更換品質(zhì)；第三是定期對刀盤參數(shù)進行確認，如：刀盤跳動、裝夾狀態(tài)進行確認，保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。

3）操作人員管理體系

操作人員方面，根據(jù)工序評價結(jié)果，對于易產(chǎn)生異物及重要的異物流出防止工序需要進行作業(yè)人員評價強化、在作業(yè)人員變動時需要由班組進行品質(zhì)強化確認。

（3） “多重照合”的變化點管理強化

通過大量的現(xiàn)地檢證，發(fā)現(xiàn)在機加工過程中，刀具管理帶來的變化點管理困難，因此提出“多重照合”的變化點管理要求。

1）變化點管理于刀具/模具及設(shè)備管理體系結(jié)合，在刀具集中管理的前提下，根據(jù)每日產(chǎn)量，結(jié)合使用中的刀具壽命估算每日各刀具更換次數(shù)，補發(fā)當日各刀具需求數(shù)量，形成 《刀具發(fā)放記錄》；

2）由作業(yè)員記錄生產(chǎn)過程中的刀具更換，根據(jù) 《刀具更換記錄表》，記錄刀具首/中/末確認數(shù)據(jù)，刀具更換需區(qū)分正常到期更換及異常更換，對應(yīng)不同級別的品質(zhì)確認。對于多刃使用的刀具，產(chǎn)生連續(xù)兩次異常，該刀具需要停止使用，并進行前后追溯，并對同批刀具進行強化監(jiān)督。班組記錄由班長進行確認，形成 《刀具更換記錄》，若超過預(yù)發(fā)刀具需要額外領(lǐng)用，需記錄刀具異常領(lǐng)用。全數(shù)變化點計入 《生產(chǎn)日報》；

3）每班次生產(chǎn)結(jié)束時，刀具集中回收，每日由刀具管理員進行回收檢查，確認使用刃數(shù)、是否有刀具異常，形成 《刀具回收記錄》；

4）以上記錄由刀具管理員進行確認，各記錄中刀具更換次數(shù)相對應(yīng)，形成多重照合，產(chǎn)生異常時，由主管領(lǐng)導進行確認。

（4）自我提升的體制構(gòu)建

自我提升即品質(zhì)內(nèi)生力形成階段，廣本重點關(guān)注以下三大方面。

1）自我異物管理評價標準建立

如上所述，由于異物管理水平衡量指標不足，因此需要完善構(gòu)建自我評價標準。標準的設(shè)定應(yīng)同時關(guān)注結(jié)果和過程，結(jié)果上，以完成車工廠不良為指標；過程上，以工序檢證/工序評審的弱項改善，變化點不具合次數(shù)為基準，設(shè)定公司內(nèi)異物管理改善的目標，進行持續(xù)改善。

2）計劃性的自我提升方法

對于重點供應(yīng)商應(yīng)將異物管理設(shè)定為年度重點課題，形成專項推進小組，構(gòu)建公司內(nèi)異物管理體制。制定年度改善計劃，以TQM的思路進行逐級展開，將目標分解至各部門，每月進行PDCA。

3）標準化總結(jié)及向下輻射的能力

對于供應(yīng)商側(cè)，好的經(jīng)驗需要及時進行標準化，如：工序參數(shù)的修正、管理方法的改善等。注重推進體制中的總結(jié)，將有用的經(jīng)驗進行總結(jié)和傳承，并向二級供應(yīng)商進行輻射，助力整體供應(yīng)鏈和能力提升。

主機廠需要配合對供應(yīng)商進行培訓，并推動好的經(jīng)驗橫向展開，最終達到帶動上下游共同進步，提升供應(yīng)鏈異物管理水平的目標。

通過以上的對策實施，2018年異物不良率較過往降低約40%，2019年將持續(xù)推進對策的落實和深化，爭取更大的成績。

4 總結(jié)和建議

綜上所述，廣本結(jié)合P-S-C-Si四階段品質(zhì)躍升模型，在四大階段施策強化供應(yīng)商異物管理，提升供應(yīng)商管理水平，促使供應(yīng)鏈整體提升，在此過程中，也意識到三點需要注意：

1）長遠計劃，共同進步。由于異物問題推進的難度大，基礎(chǔ)不良率低，在1/10000～3/10000間，改善效果確認周期長。因此，在項目推進時必須制定長遠計劃，步步推進，與供應(yīng)商共同進步，切不可操之過急。

2）建立專項信息數(shù)據(jù)庫。對于異物不良，同一異物造成的失效模式可能不一樣，因此需要構(gòu)建不良數(shù)據(jù)庫，以便進行再發(fā)不良分析和水平展開。結(jié)合加工產(chǎn)物圖譜、工藝工序驗證觀點，形成專項推進數(shù)據(jù)庫。

3）注重工序評審的開展。品質(zhì)是設(shè)計出來的，在新車型初期工序未定時，以完善的觀點進行嚴格的工序評審，可以及時進行調(diào)整，提高工藝設(shè)計品質(zhì)，消除隱患。

廣本也將繼續(xù)在提升產(chǎn)品品質(zhì)上不懈努力，同時對有用的經(jīng)驗堅持反思與總結(jié)，推動供應(yīng)商品質(zhì)內(nèi)生力提升，打造高水平供應(yīng)鏈。