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DMAIC方法在割草机一次通过率改善的应用

添加时间:2019-03-15 09:50 来源:山东工业技术 作者:于会敏
  摘要:S公司通过实施六西格玛DMAIC流程来提高割草机功能测试一次通过率。定义改善项目并确定改善范围和改善目标, 进行测量系统分析和过程能力分析, 确保整个分析过程所获数据的质量。在此基础上, 分析功能测试一次通过率低的原因并提出改善方案, 同时提出进一步的控制方案保证改善方案的实施, 以维持改善效果。
 
  关键词:六西格玛管理; DMAIC; 一次通过率; 质量改善;
 
 
  1 引言
 
  持续的质量改善是企业维持生存和不断发展的必要手段, 在产品设计创新难度不断加大的情况下, 改善企业生产状况, 是企业提升生产能力, 提高产品质量的另一种手段。一次通过率 (First Pass Yield, FPY) 指在生产过程中单个子过程的测试环节中第一次就通过测试的产品的合格率[1]。一次通过率是衡量企业产品品质的一个重要指标, 它直接反映了企业生产线的测试质量和生产质量的状况。
 
  六西格玛管理以顾客需求为中心、过程改进为主线, 通过数据分析的方式来考察企业运行过程中有效性与合理性[2]。本文以S公司割草机功能测试一次测试通过率改善为例, 运用DMAIC (定义、测量、分析、改善和控制) 模型, 分析生产过程中存在的缺陷和无价值作业, 进而保证产品质量, 降低生产成本。
 
  2 一次通过率的改善
 
  2.1 项目定义
 
  项目定义:割草机自投产以来功能测试一次通过率一直处于较低的水平, 同时在各部门的共同的努力下一次通过率一直在提升的过程中, 但从2017年的统计数据来看, 一次通过率已有数月的停滞甚至降低的现象, 产品质量不稳定返工次数增加, 甚至导致延期交货从而导致顾客抱怨。
 
  现状描述:根据统计数据显示, 2017下半年以来割草机功能测试一次通过率在下降至99%以下, 且PPM持续在8000以上, 直接影响生产效率和质量。
 
  改善目标:根据割草机功能测试一次通过率出现波动前的数据表现确定, 改进功能测试合格率到99%以上, PPM降至4000以下。
 
  改善环节:割草机生产线共有13个工位, 在第一工位, 组装曲轴和底盖, 传至第二工位组装气缸, 完成发动机的组装, 传至第三工位安装飞轮, 传至第四工位安装油壶, 再传至第五工位安装垫片和消音器, 传至第六工位将组装好的部件安装后盖, 第七工位将导线按照规定分布方式进行固定, 第八工位将点火装置同导线连接并固定, 第九工位安装垫片和消音器, 第十工位安装外罩, 启动装置和外罩的组装也在这一工位完成, 机头部位组装完成经传送带进入测试房进行功能测试, 测试通过后传送至第十二工位贴标签并安装连杆, 最后对机器进行包装, 同时放入包装好的打草装置及产品说明书。同时在生产线上还设有两个辅助工位, 分别负责辅助部件的组装和打草装置的包装。
 
  收集统计功能测试环节的不良类型, 并对不良类型进行分析发现功能测试不良类型主要包括不泵油、不启动、不可调、超限等, 其中不泵油、不启动是最主要的不良类型。结合割草机生产流程, 经工程师分析功能测试环节的主要测试不良均与化油器的性能相关, 因此此次改善主要关注化油器安装环节, 同时化油器为外购件, 其来料质量也需重点关注。
 
  2.2 测量
 
  割草机功能测试采用专业的检测设备, 测量系统属于计数型测量系统, 此次测量系统分析主要为了对检验人员的重复性和再现性进行评估[4]。
 
  本案选取30个样品, 由三名检验员分别进行2次重复试验。首先将30台样品进行编号, 3名检验员随机进行测验, 并记录检验结果, 完成后再进行一次检验并记录结果。使用Minitab软件对测量结果进行分析, 结果如表1所示:
 
  表1 测量系统分析结果

 
  由上表可以看出, 对割草机功能测试的测量系统是有效的。在此基础上, 对割草机生产情况进行过程能力分析。统计结果经Minitab软件分析如图1所示, 功能测试一次通过不良为13702PPM, 过程能力存在不足。
 
  图1 过程能力分析

 
  2.3 分析
 
  由上文已知功能测试一次通过率下降的原因是化油器功能出现异常, 其表现为不泵油、不启动、不可调、超限怠速低等, 针对以上缺陷因素采取头脑风暴和鱼骨图从人、机、料、法、环五方面的分析可知, 影响化油器功能的潜在因素包括:人员操作水平, 安装化油器设备, 化油器来料质量, 安装方式以及安装环境[5]。
 
  图2 化油器功能异常分析鱼骨图

 
  根据以上分析, 目标Y的定义为降低割草机生产过程中功能测试环节不良率至4000PPM。表2包括了对Y的所有影响因子和需要对其检测的内容。
 
  表2 X因子和对其检测的内容
 
  (1) 人员操作差异分析:
 
  图3 化油器安装操作台布置

 
  从操作台的布置并结合化油器安装流程可以看出, 左右手均有伸手取物的动作, 员工在取物料时易疲劳并会发生物料掉落的情况。
 
  根据割草机生产情况设计数据收集计划如下:对3名安装化油器工位的员工进行跟踪观察, 每班次观察1小时, 记录员工在1小时内的安装数量以及失误次数, 累计安装完成600台后, 对记录结果进行统计分析。如表3所示:
 
  表3 化油器安装失误统计

 
  员工失误类型统计如表4所示, 由统计结果可知, 安装化油器的过程中员工容易出现的失误类型包括:多装或漏装垫片, 装反化油器以及掉落化油器。
 
  表4 员工操作失误类型

 
  结合表3, 4的统计结果并联系化油器安装的双手作业分析可知, 化油器安装过程新员工出错频率较高, 且老员工也不能完全避免。安装过程中失误率最高的操作为安装垫片。造成安装失误的原因包括操作台布置不合理, 没有形成标准作业书。因此, 员工操作差异是功能测试一次通过率高低的一项关键影响因素。
 
  (2) 化油器质量问题分析。化油器作为割草机的核心部件同时也是一种精密机械装置, 在其投入使用前, 质量部门需要对其进行检验, 检验合格后方可放行投入使用。
 
  表5是2017年5月至11月化油器来料检验阶段发现缺陷的情况, 由图可以看出化油器存在较严重缺陷的批次频数逐月增加, 尤其是9月至11月缺陷批次远超出正常水平。
 
  表5 月度化油器检验异常批次数量统计

 
  根据以上统计数据可知, 供应商提供的化油器出现了明显的质量问题, 并且影响到割草机的生产。S公司化油器供应商包括深圳供应商和菲律宾供应商, 现在需要确定集中出现问题的化油器型号是否仅由一家供应商提供。对不良型号进行统计发现, 涉及的化油器型号均由深圳供应商提供。由此可以判定不同供应商提供的化油器对割草机功能测试一次通过率有显著影响。
 
  2.4 改善
 
  (1) 人员操作的改善。由于人员操作的不可控性, 人员操作的差异也是多种多样, 所以需要加强对员工培训, 以减少人员操作的失误。
 
  第一, 制定标准作业书, 规范化油器安装流程。标准作业书的编写应包括清晰的作业步骤、作业要点等内容。
 
  第二, 重新规划物料放置位置。改进时充分考虑动作经济性原则, 缩短员工作业时手臂的移动距离, 将原本一字型摆放的物料变为扇形摆放。
 
  (2) 化油器质量控制改善。由于化油器是外购件, 除了同供应商反馈沟通外, 企业自身也要采取必要措施。
 
  在化油器的来料检验环节提出:重新评估不同型号化油器的来料检验项目, 拓展有针对性的检验项目。加强检验装备和能力。首先增加合适的检验设备及工装, 同时对检验人员进行培训。不跳批检验, 扩大抽样数量。在新形势下需要适当作出调整, 针对出现问题较多的化油器型号, 不跳批检验并且适当的增加抽检数量。
 
  2.5 控制
 
  控制阶段的目的是针对关键影响因子建立控制计划并长期坚持来维护改进效果。运用适当的质量原则, 关注改进项目的数据收集, 控制关键影响要素。
 
  运用统计过程控制等工具持续监控改善方案的保持状况。持续推动化油器来料检验环节的流程和检验项目改善, 并形成文件在公司长期推行。
 
  3 总结
 
  S公司一直奉行六西格玛管理的理念, 此次运用DMAIC的方法, 找出影响割草机功能测试一次通过率的因素。根据测试不良表现, 工程师判断化油器功能出现异常, 对造成这一现象的原因进行进一步的探究。在查找过程中主要考虑三方面的因素, 包括生产线员工操作失误、生产线安装化油器的设备问题以及供应商提供了不合格的化油器。进一步运用相关方法进行分析确定关键因素为供应商提供了不合格的化油器。针对不同的影响因子提出改善方案, 从而实现稳定提高割草机测试一次通过率, 提高产品质量和顾客满意度的目的。
 
  参考文献
 
  [1] R.Raj Mohan, K.Thiruppathi, R.Venkatraman, S.Raghuraman.Quality Improvement through First Pass Yield using Statistical Process Control Approach[J].Journal of Applied Sciences, 2012 (10) :985-991.
  [2] 马林, 何桢.六西格玛管理[M].北京:中国人民大学出版社, 2009.
  [3]杨样贤.P公司提高产品直通率的对策研究[D].天津:天津大学, 2013.
  [4] Ming Nan JrJungLyu.A Lean Six-Sigma approach to touch panel quality improvement[J].Production Planning&Control, 2009, 20 (05) :445-454.
  [5]韩亚娟.DMAIC流程在AC-pin铆接质量改进中的应用[J].工业工程与管理, 2010, 15 (12) :122-126.
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