某空調(diào)制造企業(yè)的空調(diào)產(chǎn)品的焊接質(zhì)量缺陷中，自動(dòng)焊接工序造成的缺陷占70%左右，因此，提高自動(dòng)焊接工序的質(zhì)量水平是十分重要的。焊接缺陷導(dǎo)致大量的報(bào)廢、補(bǔ)焊，由于焊點(diǎn)泄漏產(chǎn)品在銷售過(guò)程后的保修成本也非常驚人，企業(yè)每年在這方面的直接經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)到1000萬(wàn)元；所以，改善自動(dòng)焊接工序的質(zhì)量十分必要也十分迫切。生產(chǎn)過(guò)程中的半圓管與U型管的配合、自動(dòng)焊接質(zhì)量等都會(huì)影響焊接缺陷。但是，對(duì)引起該質(zhì)量問(wèn)題的原因尚不清楚。在這種情況下，該公司在尋求解決辦法時(shí)得知了六西格瑪這一先進(jìn)的管理方法，也參加了相關(guān)培訓(xùn)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)，企業(yè)骨干人員自行在企業(yè)內(nèi)試行實(shí)施六西格瑪，但效果并不理想。在這樣情況下，該企業(yè)高層領(lǐng)導(dǎo)最終決定聘請(qǐng)外界專家前來(lái)輔導(dǎo)。在眾多六西格瑪管理咨詢公司中，該企業(yè)選擇了天行健咨詢公司。在通過(guò)詳細(xì)的溝通與調(diào)研后，該企業(yè)決定采用六西格瑪改進(jìn)問(wèn)題的流程來(lái)對(duì)該問(wèn)題立項(xiàng)研究。

1、通過(guò)質(zhì)量改進(jìn)，節(jié)約保修費(fèi)用。

2、降低焊接缺陷，提高經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。

3、通過(guò)減少保修成本，提高顧客滿意度。

在六西格瑪導(dǎo)入初期，天行健咨詢專家先在該企業(yè)進(jìn)行了系統(tǒng)的六西格瑪培訓(xùn)，讓企業(yè)員工詳細(xì)了解六西格瑪，明確知道六西格瑪?shù)膶?shí)施方法及六西格瑪所能帶來(lái)的收益效果。經(jīng)過(guò)一周的培訓(xùn)后，六西格瑪項(xiàng)目正式啟動(dòng)。

一、定義階段

1、項(xiàng)目選題：

天行健咨詢專家與項(xiàng)目小組經(jīng)過(guò)討論及分析，從公司戰(zhàn)略和提高顧客滿意度出發(fā)，確定選題。項(xiàng)目小組擬通過(guò)提高自動(dòng)焊接的質(zhì)量水平，降低焊接缺陷，減少保修成本，提升企業(yè)質(zhì)量品牌，支撐企業(yè)實(shí)現(xiàn)進(jìn)入全國(guó)空調(diào)制造企業(yè)前三名，并與國(guó)際著名企業(yè)品牌相抗衡的戰(zhàn)略目標(biāo)。

2、改進(jìn)機(jī)會(huì)：

項(xiàng)目小組進(jìn)而分析了該項(xiàng)目的改進(jìn)機(jī)會(huì)。當(dāng)前，自動(dòng)焊接工序造成的缺陷占70%左右，企業(yè)每年在這方面的直接經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)到1000萬(wàn)元：當(dāng)前DPHU為6，按每個(gè)產(chǎn)品上有40個(gè)焊點(diǎn)計(jì)算，目前質(zhì)量水平為DPMO=1500，西格瑪水平為4.47。企業(yè)高層要求該關(guān)鍵工序的DPHU應(yīng)在2以下。

3、項(xiàng)目范圍：

項(xiàng)目小組同時(shí)界定了該項(xiàng)目的項(xiàng)目范圍。該過(guò)程的SIPOC圖如圖1所示，同時(shí)，根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)及項(xiàng)目的可操作性兩方面考慮，確定項(xiàng)目的范圍是從沖片工序開始一直到產(chǎn)品檢驗(yàn)入庫(kù)為止。

圖1

此外，項(xiàng)目小組還詳細(xì)制定了項(xiàng)目的時(shí)間安排及預(yù)期成果。

二、測(cè)量階段

測(cè)量階段的主要任務(wù)是確認(rèn)測(cè)量系統(tǒng)的能力是否充分，必要時(shí)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行改善。并在此基礎(chǔ)上測(cè)定相關(guān)指標(biāo)的當(dāng)前績(jī)效水平。

在了解過(guò)程的基礎(chǔ)上，找出影響焊接不良的主要因素，即找出影響CTQ（Y）的主要因素（x）。為此，小組成員根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，確定主要影響因素為半圓管中心距及自動(dòng)焊工序。

半圓管的彎管過(guò)程由彎管機(jī)完成，再由測(cè)量人員利用測(cè)量?jī)x器對(duì)半圓管中心距進(jìn)行測(cè)量。而對(duì)于焊接缺陷的檢驗(yàn)則是依靠檢驗(yàn)員目視檢驗(yàn)進(jìn)行的。在DMAIC的測(cè)量階段，再做進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析之前，應(yīng)該首先確保相關(guān)測(cè)量系統(tǒng)的能力充分。因此，應(yīng)對(duì)這兩個(gè)測(cè)量系統(tǒng)分別進(jìn)行分析。

1、半圓管中心距測(cè)量系紛分析

隨機(jī)選兩名測(cè)量者，并抽取10個(gè)半圓管作為樣品，將這10個(gè)樣品隨機(jī)分配給兩名測(cè)量者進(jìn)行測(cè)量，并且使每位測(cè)量者對(duì)每個(gè)零件重復(fù)測(cè)量3輪。測(cè)量數(shù)據(jù)如表1所示。半圓管的公差為25.4士0.1。

表1

對(duì)表1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果如表2所示。由此結(jié)果知，該測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性與再現(xiàn)性百分比（R&R%）為25.8%，精度公差比（P/T%）為43.85%。顯然，兩者均超過(guò)了10%，表明測(cè)量系統(tǒng)能力不足。

表2

進(jìn)一步分析會(huì)發(fā)現(xiàn)，該測(cè)量系統(tǒng)的變異主要源于再現(xiàn)性誤差。項(xiàng)目小組經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，再現(xiàn)性較高的原因是測(cè)量作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范，為此，小組重新制訂測(cè)量作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并

對(duì)所有測(cè)量人員進(jìn)行針對(duì)性地培訓(xùn)。然后，再次按照上述過(guò)程進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析，

結(jié)果為R&R%=7.2%,  P/T%=9.47%。此時(shí)測(cè)量系統(tǒng)能力可以接受。

2、彎管機(jī)過(guò)程能力分析：

在確定測(cè)量系統(tǒng)能力充分后，對(duì)彎管機(jī)過(guò)程能力進(jìn)行評(píng)定。項(xiàng)目小組在生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定條件下，隨機(jī)抽取100件樣品，并進(jìn)行分析，如圖2所示。此時(shí)，計(jì)算得到Cp= 0.61，Cpk=-0.56。顯然，過(guò)程能力嚴(yán)重不足。

圖2

三、分析階段

1、彎管機(jī)能力不足原因分析

在測(cè)量階段，測(cè)量彎管過(guò)程的過(guò)程能力為C_p=0.61, C_pk=-0.56，過(guò)程能力嚴(yán)重不足。對(duì)該過(guò)程此前該企業(yè)從未進(jìn)行過(guò)類似測(cè)定，但根據(jù)小組成員已知的工程經(jīng)驗(yàn)，彎管機(jī)模具的尺寸誤差對(duì)半圓管中心距有著直接的影響。根據(jù)這個(gè)思路，小組對(duì)彎管機(jī)模具進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)所使用的模具的尺寸偏大，不符合設(shè)計(jì)要求。

2、焊接缺陷原因分析

為找出影響焊接缺陷的主要原因，小組進(jìn)行了因果分析，如圖3所示，并利用多輪投票法確定主要影響因素。

圖3

經(jīng)過(guò)分析，確定影響焊接缺陷可能的主要原因有：后排槍的距離、后排槍的角度、前排槍的距離、前排槍的角度、后排槍的氧氣量、前排槍的氧氣量，為方便討論，依次記為A、B、C、D、E、F。

四、改進(jìn)階段

1、彎道機(jī)改善

根據(jù)分析結(jié)果，對(duì)彎管機(jī)的模具進(jìn)行調(diào)整，使所用的模具尺寸符合設(shè)計(jì)要求。并在此基礎(chǔ)上，再次對(duì)該改進(jìn)后的彎管過(guò)程進(jìn)行過(guò)程能力分析，如圖4所示，計(jì)算得到C_p=1.41，C_pk=1.15，此時(shí)，彎管機(jī)過(guò)程能力充分。

圖4

2、自動(dòng)焊工藝參數(shù)優(yōu)化

在分析階段，確定了影響焊接缺陷的主要原因，為了進(jìn)一步確定焊接缺陷與各影響因素間的關(guān)系，將焊接缺陷的每百件產(chǎn)品上的缺陷數(shù)（DPHU）視為響應(yīng)輸出Y，借助于試驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）。由于因子較多，同時(shí)考慮到試驗(yàn)成本，選定2^（6-2）部分因子試驗(yàn)方案，并安排了3次中心點(diǎn)試驗(yàn)。各因子的位級(jí)取值如表3所示，試驗(yàn)方案及試驗(yàn)結(jié)果如表4所示，而該部分因子試驗(yàn)的分辨力為IV，其混淆結(jié)構(gòu)則如表5所示。

表3

表4

表5

根據(jù)表4中得到的各次試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析，方差分析結(jié)果如表6所示，各因子效應(yīng)及顯著性分析如表7所示。由表6、表7可以看出，模型的曲性不顯著，主因子中A、C、E三個(gè)因子影響顯著，此外，交互作用A*C、B*D、A*B*D對(duì)響應(yīng)的影響顯著。但是，考慮到部分因子存在混淆的情況，所以，以上分析出的因子是否合理還要看混淆結(jié)構(gòu)。結(jié)合表5中的混淆結(jié)構(gòu)，可以看出，主因子和3階和4階交互作用混淆，這種情況下，如果因子顯著，通常認(rèn)為是主因子顯著，因此，可以認(rèn)為A、C、E三個(gè)因子的影響顯著。再看A*C，它與E*F及兩4階交互作用混淆，通常在實(shí)際工程問(wèn)題中，高階交互作用不顯著，因此可以先不考慮兩個(gè)4階交互作用，而A*C與E*F中，由于A*C的親本因子A和C均顯著，所以認(rèn)定A*C顯著應(yīng)合理。對(duì)于B*D，不考慮與高階交互作用的混淆，其與C*E混淆，而C*E的親本因子C和E均顯著，所以認(rèn)定C*E顯著更為合理。對(duì)于A*B*D這個(gè)3階交互作用，它與A*C*E、B*C*E、D*E*F混淆，其中，A*C*E的親本因子A、C和E均顯著，所以認(rèn)定A*C*E顯著更為合理。

表6

表7

根據(jù)上述，分析，確定顯著因子為A、C、E、A*C、C*E、A*C*E。據(jù)此，將模型中的非顯著項(xiàng)剔除，并重新擬合模型，進(jìn)行分析，得出二次擬合后各因子效應(yīng)及顯著性如表8所示。對(duì)模型適合性作進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)，模型的適合性沒有存在問(wèn)題。

通過(guò)試驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析，可得出焊接缺陷DPHU與上述各因子間有如下關(guān)系：

Y=7.403+2.217A+3.024C-4.008E

     +1.884A*C-2.426C*E-2.533A*C*E

試驗(yàn)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是極小化DPHU，根據(jù)上述模型得到的最優(yōu)工藝參數(shù)為：

A=-1，即后排槍的距離為15cm；

C=-1，即前排槍的距離為15cm；

      E=1，即后排槍的氧氣量為58.8升/分。

小組按照上述分析結(jié)果對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并對(duì)結(jié)果加以驗(yàn)證。在上述參數(shù)條件下生產(chǎn)了200臺(tái)蒸發(fā)器，檢測(cè)得DPHU可以控制在0.05以內(nèi)。過(guò)程質(zhì)量顯著提高。

五、控制階段

彎管機(jī)過(guò)程

在作業(yè)指導(dǎo)書中，增加彎管機(jī)換模時(shí)必須進(jìn)行模具尺寸的測(cè)定并填寫換模記錄表，以確保模具尺寸符合要求。

對(duì)彎管過(guò)程輸出的半圓管的中心距建立X-R控制圖（如圖5），對(duì)彎管過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。

圖5

通過(guò)項(xiàng)目選擇并按照DMAIC流程進(jìn)行系統(tǒng)性改進(jìn)，該企業(yè)成功使其自動(dòng)焊過(guò)程的焊接缺陷的DPHU水平由6下降至0.05以下，效果明顯。同時(shí)，通過(guò)改進(jìn)自動(dòng)焊過(guò)程的焊接不良問(wèn)題，提高了顧客滿意度，符合企業(yè)經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略所期望的要求。

項(xiàng)目收益：

1、通過(guò)質(zhì)量改進(jìn)，在5個(gè)月內(nèi)實(shí)現(xiàn)了DPHU在2以下，節(jié)約保修費(fèi)用每年400萬(wàn)元。

2、焊接缺陷得到的明顯的改善，DPHU水平由6下降至0.05以下。

3、由于產(chǎn)品質(zhì)量的提升，顧客滿意度大大提高。