DMAIC 降低金刚线切片的加工成本

1、降低WSK金刚线切片加工成本事业体/项目公司/部门：切片事业部/苏州协鑫/制造技术团队名称：智新队项目组长：孙守振项目编号：GPW-PK-QP-SZ-00043日期：2015.01.22目录ControlImproveAnalyzeMeasureP03P09DefinePage/ContentDescriptionP10P15P16P21P22P34P35P40Define界定问题目标主要活动工具与手法产出鉴别与确认改善项目，明确问题的关键指标并订定专案目标。n柱状图pPQ图n改善专案、范围n改善目标专案选择目标设定Project SelectionTarget Setup4D-1项目背景：苏

2、州协鑫金刚线切片推进图：金刚线切片作为一种新的硅片加工技术，其成本控制成为硅片加工企业的主要竞争方向。金刚线切片预测占有率2013.06 2014.05 2013.112013.02 2015.XX nMB设备委外改造金刚线切割试验nHCT设备内部改造金刚线切割试验n国产WSK金刚线切片机7台中试推广n国产WSK金刚线切片机切割试验nWSK金刚线切片机2.4GW推广计划7.5417.5305.3866.7006.7000.0002.0004.0006.0008.0003月4月5月6月7月8月鑫多晶单晶硅片加工成本（元/pcs)金刚线经营目标5D-2选题理由：降低WSK金刚线硅片加工成本。数据来

3、源于财务部金刚线成本统计持续低于盈利平衡点6D-3目标设定：结合目前金刚线（单晶）切片加工成本状况，目标设定如下：BaselineGoalEntitlement7.5306.706.36512%5%单位：元/片GPW改善成果汇总表公司:苏州协鑫光伏GPW项目名称:降低WSK金刚线切片加工成本项目负责人:孙守振文件编号：GPW-PK-QP-SZ-00043区域/站点问题点描述采取对策结果改善持续的方法切片车间1、目前7台金刚线切片机金刚线切片单片加工成本高出公司预期目标； 2、 后续公司2.4GW硅片扩产计划需要低成本加工保证竞争优势1、通过工艺优化降低硅料成本； 2、通过工艺及流程优化降低辅料

4、成本衡量指标(单位)改善前改善后提升%节省硬成本(元/月)软成本(元/月)库存/AR/AP(元/月)顾客硅片单片 制造费用 （元/片）7.536.712% 976,080 改善开始日期（试点）检验分选2014-8-12改善完成日期（试点）2015-1-1工具目标 WIP*30%100%改善完成日期（水平展开）2015-2-15Lean生产力*20%能源*10%潜在节省/100%改善完成后每个月Six Sigma 库存*30% 空间*30%硬成本软成本库存/AR/AP周期时间*20% 报废*10%成果汇总 11，712.9607说明：1 硅片加工费用计算：按照6台切片机切割效率3.5，单刀理论片

5、数1660pcs；D-4 效益核算：D5-组建团队序号姓名部门职务联系电话职责1周学峰制造部经理68382专案运行指导2陈益冬技术部高级工程师68202专案设计、实施3孙守振制造部工程师66707专案主导、进度推进4吉鑫总工办工程师66705专案的执行和实施5黄刚设备部工程师66469专案的执行和实施6陈广亚设备部工程师54356专案的执行和实施6董欢厂务部工程师68372专案的执行和实施7樊辉IE 部IE工程师68259专案中精益工具运用指导8队长孙守振技术部陈益冬总工办吉鑫设备部黄刚设备部陈广亚厂务部董欢IE樊辉辅导员周学峰GPW-（降低WSK金刚线切片硅片加工成本）改善计划甘特图D6-制

6、定计划9阶段 序号 实施内容 输出结果 责任人 8月 9月 10月 11月 12月 1月34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 521组圈并注册 1确定改善项目，成员并注册 改善团队注册表 孙守振 2DMAIC改善手法的培训 DMAIC流程掌握 王林刚 界定阶段 1整理现有培训项目 统计表和照片 孙守振 （Define） 2汇总现存问题 问题汇总表 孙守振 分析阶段 1分析数据查找问题产生环节 找出瓶颈环节 陈益冬 （Measure Analyze） 2分析问题产生的原因 找出根本原因 孙守振 3根据问题产生的原因制定对策 制

7、定出对策 黄刚 改善阶段 1改善一：降低硅料成本解决对应问题 吉鑫 （Improve） 2改善二：降低断线损失解决对应问题 董欢 3改善三：降低钢线成本解决对应问题 陈广亚 4改善四：降低冷却液成本解决对应问题 5改善五： 解决对应问题 控制阶段 1确认改善效果 与预期对比 孙守振 （Control） 2总结经验，加以推广 制度流程标准化 孙守振 发表 1项目公司发表 成果发表 孙守振 2事业体发表 成果发表 3管理中心发表 成果发表 计划完成时间 实际完成时间Measure衡量现状阶段目标主要活动工具与手法产出收集现有过程绩效的数据。确定要收集的数据类型后，进行量测阶段。n数据收集规划表pT

8、ime Studyn数据收集规划表pTime Study数据收集计划数据收集Collect Data PlanCollect Data绘制流程图Process Map数据分析Analysis Data输入类型输出输入类型输出随工单U硅棒检查热机工艺C 无断线浪费装载长度C无硅块长度浪费热机时间C热机 无耗时浪费缺陷损失U无硅块缺陷浪费设备运行U 无品质异常浪费端面损失U操作技能U 无冷却液浪费滑轮品牌U设备运行U切割过程 无冷却液浪费滑轮使用次数C巡检技能U 无断线异常冷却液品牌U切割工艺U 无良率异常单刀耗液C切换换模无硅料浪费异常处理C 无异常耗时浪费单片耗线C无切割液浪费金刚线线径C无金

9、刚线浪费金刚线品牌U无导轮浪费操作技能U无滑轮浪费装载量U 无异常耗时浪费导轮槽距U升棒工艺C下棒 无掉片损失导轮次数U操作技能U 无断线浪费设备运转U 无导轮浪费分线网操作CM-1 流程界定1112M-2 成本分析费用3.802 0.977 0.8360.355 0.0860.023累计占比62.54%77.79%93.19%98.21%99.63%100.00%硅料钢线摊销成本冷却液导轮滑轮62.54%77.79%93.19%98.21%99.63%100.00%0.00%20.00%40.00%60.00%80.00%100.00%0.000 0.500 1.000 1.500 2.00

10、0 2.500 3.000 3.500 4.000 金刚线硅片成本分析62.54%16.07%13.75%5.85%1.41%0.38%金刚线切片成本占比硅料钢线摊销成本冷却液导轮滑轮在进行C&E矩阵分析前先分析各项成本占有率，以判断改善重要程度。通过分析可知成本占比最高的为硅料成本、钢线成本、摊销和冷却液成本。受目前小规模效应制约影响。因此本次改善活动不考虑摊销成本影响。13M-3 因子分析潜在因子C&E矩阵分析序号顾客不良影响因素硅料成本钢线成本冷却液成本TOTALPROCESS SETPPROCESS INPUT108614硅料检查端面损失98216610硅料检查缺陷损失

11、97316414切换换模切割刀缝损失8631469切换换模分线网操作厚片损失5761428切换换模工艺片厚55813813切换换模单刀耗液量85213223切换换模液品牌差异5551202切换换模液更换频次811941切换换模单片耗线量4338220切换换模线品牌差异3416819切换换模线网均摊4136615切割过程跳线异常4216224切割过程断线不良4216225切割过程切割工艺匹配151567切换换模冷却液品牌4115422切割过程巡检技能1245026下棒操作技能2315012切换换模操作技能222484硅棒检查端面损失3114411切换换模金刚线品牌1314017热机热机工艺131

12、4021切割过程设备运行131403硅棒检查缺陷损失2113416切换换模设备运转121325切换换模滑轮品牌111246切换换模滑轮使用次数1112418热机热机时间1112426个输入因子中选出13个影响顾客不良的输入因子，下一步将进行FEMA分析从中选出其关键的输入因子。14M-4 因子分析FEMA分析&验证类别工序步骤 功能顾客不良影响因素潜在的失效模式潜在的失效后果严重度现行过程RPN措施执行结果控制预防频度探测控制探测度采取的措施 责任人 S O D RPN硅料 成本硅棒检查端面损失出片偏少硅料成本增加4 抽测长度2 反馈来料检432 测量端面损失孙守振 13824缺陷损失

13、出片偏少硅料成本增加3 抽测品质4 反馈来料检448 测量缺陷损失孙守振 23636切换换模切割刀缝损失硅料利用利用率低 硅料成本增加6 工艺匹配6 SPC管控9324 优化工艺陈益冬 746168分线网操作产生厚片硅料浪费4 操作检查3 宣导控制448 制定专用治具孙守振 24432工艺片厚超出规格片厚硅料浪费2 工艺管控4 工艺匹配648 SPC管控陈益冬 23530切割过程 断线硅料报废 断线后挽救率低硅料浪费8 操作检查6 开切检查4192 I提升挽救率孙守振 754140冷却液成本切换换模液品牌差异价格差异液成本高3 降低液单价5 品质稳定690 更换品牌孙守振 24648液更换频次

14、液利用率偏低液分摊成本高5 每刀更换4 下机沉积状况8160 重复利用吉鑫23424单刀耗液量耗液量偏高耗液成本增加4 严格管控用量5 改善工艺标准8160 降低用量陈益冬 427112钢线成本切换换模线品牌差异价格差异线成本高3 降线单价5 品质稳定690 更换品牌孙守振 24648线网均摊均摊偏高线成本高4 控制装载量6 提升装载量5120 改善装载工艺陈益冬 23318单片耗线量耗线量偏高耗线成本增加4 严格管控用量6 改善工艺标准8192 降低用量陈益冬 367126切割过程跳线异常跳线导致断线抽空 钢线损失4 操作细节管控6 热机检查372 规范操作标准樊辉32212断线不良断线抽空

15、钢线损失6 操作细节管控6 热机检查6216 规范操作标准孙守振 465120切割工艺匹配切割深度偏低加切钢线损失3 严格执行工艺5切割后检查确认690 工艺优化陈益冬 3422413245经过二次FEMA，对潜在失效模式进行管控后，加工成本仍然受以下X因子重要制约。下一阶段我们将对上述关键影响因子进行改善方案分析。M-4 A阶段计划Y因子项目 Y1：硅料成本 Xa1 切割刀缝损失 Xa2 断线导致硅块报废损失 Y2：钢线成本 Xb1 单片均摊耗线量 Xb2 降低断线钢线线网报废损失 Y3：冷却液成本 Xc1 单片均摊耗量 X1：切割刀缝损失 X2：断线导致硅块、钢线报废损失 X3：单片均摊耗

16、线量 X4：单片均摊耗液量因子合并15Analyze分析原因主要活动工具与手法产出收集现有过程绩效的数据。确定要收集的数据类型后，进行量测阶段。n数据收集规划表pTime Studyn数据收集规划表n量测系统分析p线平衡图nProcess Cycle pSetup Reductionp时间研究p动作分析数据收集数据收集计划计划数据收集数据收集Collect Data PlanCollect Data绘制流绘制流程图程图Process Map数据数据分析分析Analysis Data17A-1：切割刀缝损失分析线径降低片厚/um线径/um2倍粒径/um槽距/um装载量/mm出片数出片率提升192

17、110403426001754 0%100323246001852 5.6%90243066001961 11.8%80242966002027 15.5%说明：以上来自于理论测算出片率提升5.5%输入输出拟定对策有益输出潜在风险输出线径降低出片率提升切割良率降低工艺优化调整，钢线切割能力提升.切割耗时增加 出片增加平衡产出结论：在进行线径降低同时，需采取措施规避单变量引起的潜在风险。0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%80.00%90.00%100.00%0510152025排线故障 张力异常 轴承晃动 跳线断线 钢线材质其它断线次数

18、累计百分比18A-2：断线报废影响断线异常由于金刚线材质特殊性，断线后钢线无法焊接走线切割。78.57%断线异常类型统计类型潜在影响原因分析备注张力异常 切割过程中张力持续稳定性差系统性改善排线故障 排线换向挂线断 线 滑轮盘水平度存在 偏差轴承晃动 轴承装配存在偏差增加弹簧垫圈立即改善硅块报废A+B=0，增加硅料成本断线线网损失约500元/刀良率损失增加成本19A-3：单片耗线降低制程能力分析品质管控点：UCL=30UM完全可控TTV值分布及CPK制程能力均在管控范围之内，具备缩小工艺窗口条件。正常抽样硅片 TTV 制程能力分析对比硅片 TTV 制程能力分析通过制程能力分析发现目前我司生产硅

19、片TTV指标较优,硅片加工行业要求CPK控制在1.33以上。备注：表征金刚线切割能力的主要参数为TTV指标。具备可改善空间1.771.8620A-4：耗液工艺用量分析5%直接降低单刀耗量循环利用通过SEM扫描电镜分析，在单纯降低冷却液添加量的状况下，容易产生硅粉沉积导致污片产生，影响硅片品质。说明目前分散液工艺窗口已无缩小空间，单纯依靠降低单片耗量方案不可行！改善方向：1 提升分散液分散能力；此项超出项目改善能力！2 考量分散液回收后循环利用；方案拟定如右所示。硅片表面残留物分析改善不可行YY因子对应X因子X因子改善方向措施实施风险评估Y1硅料成本 X1：切割刀缝硅料损失 降低钢线线径，优化工

20、艺窗口 提升钢线切割能力 1切割总体良率影响评估； 2工艺耗时对产能影响评估； 3 断线风险评估 X2：断线硅料报废损失 降低断线比率，降低设备故障 影响Y2钢线成本 X2：断线钢线报废损失 X3：单片均摊耗线 缩小工艺窗口，降低单片工艺 耗线 硅片品质制程能力影响评估Y3分散液成本 X4：单片均摊耗液 冷却系统集中供应，分散液回 收循环利用 硅片微观表面残留物分析评估21A-6：A 阶段结论通过A阶段分析，我们确定对Y有效的因子改善方向如下：下一阶段我们将对上述因子拟定措施进行实施改善和效果评估。Improve改善措施 5S Line Balancing Kanban Pull A sing

21、le Piece Flow Time & Motion Study Work Cells 头脑风暴法 5S Line Balancing Kanban A single Piece Flow Work Cells提出改善方案挑选/验证改善方案规划方案评估风险施行方案175418521600165017001750180018501900改善前改善后单刀出片数对比85.00%90.00%95.00%100.00%1 4 7101316192225283134374043464952555861646770737679828588试验与同期良率对比趋势同期试验23I-1：线径降低改善方案实

22、施A:对策拟定B:效果验证5.6%下面对对策实施后的产能风险进行评估！差异不明显，良率风险消除单位改善前改善后切割耗时min315332切换耗时min5555切割效率13.89 3.72 理论片pcs17541852A率193%93%单日产出pcs24I-1：线径降低改善风险评估315332305310315320325330335改善前改善后改善前后单刀切割耗时对比/min17541852170017201740176017801800182018401860改善前改善后改善前后单刀理论片数对比/pcs增加17min效率降低5.4%5.6%结论：通过对此影响因子进行试验设计及风险评估，确认此

23、项改善有效，具备可推广条件。6349 6409 25I-2：断线降低改善（一）3.6%3.5%3.6%1.9%改善有效改善前改善后断线率改善前改善后断线率断线类型改善因子改善前改善后验证状况张力异常切割过程中张波动大张力传感器量程0-300N张力校正频率不明确张力校正频次标准化-7刀/次（与更换放线轮同步）更换张力传感器量程0-150N改善不明显，成本高！设备装配精度问题，本次改善失败，列入后续改善计划断线类型改善因子改善前改善后滑轮盘水平度不良激光调整滑轮盘水平度改善说明26I-2：断线降低改善（二）激光水平照射检查绕线室张力轮及切割室排线轮水平度，标准化滑轮盘水平矫正频次及作业要求。放线室

24、张力轮滑轮磨损滑轮磨损两滑轮盘不在同一水平基准面，钢线切偏滑轮切偏断线风险高。俯视效果图激光检查调整，两滑轮盘在同一水平基准面，线位于滑轮正中央，断线风险低。俯视效果图放线室张力轮切割室侧力轮切割室侧力轮断线类型改善因子改善前改善后换线时排线挂线断线收线轮端面倒角改善改善结论27I-2：断线降低改善收线轮端面法兰进行倒角，降低走线换向时排线不垂直断线风险！线轮端面法兰垂直棱角，走线换向时排线不垂直，增加断线风险线轮端面法兰增加倒角，走线换向时排线不垂直，降低断线风险垂直棱角增加倒角28I-2：断线降低改善-效果确认5.78%2.42%92.69%96.30%90.00%91.00%92.00%

25、93.00%94.00%95.00%96.00%97.00%0.00%1.00%2.00%3.00%4.00%5.00%6.00%7月8月9月10月11月W49W50W51W52断线率A+B率断线率及对应A+B改善趋势图92.69%96.30%90.00%91.00%92.00%93.00%94.00%95.00%96.00%97.00%改善前改善后A+B率5.78%2.42%4.51%1.89%0.00%1.00%2.00%3.00%4.00%5.00%6.00%改善前改善后断线率线网报废率硅料成本线网成本29I-3：耗线降低改善切割能力提升A: 影响系统切割力因素系统切割能力设备性能浆液供

26、给钢线品质钢线品质1 钢线芯线表面质量；2 金刚石表面形貌；3 钢线金刚石线密度指标；设备性能浆液供给1 导轮轴间距；2 设备装配精度；1 冷却液分散能力；2 冷却液单刀使用量；3 冷却液供给方式；改善点B:对策拟定：为提升系统切割能力，通过浆液引流板结构改造，提升分散液切割有效参与度，通过加大硅粉排泄，提升系统切割能力。改善前改善后30I-3：耗线降低改善切割能力提升机台浆液供给结构改善改善后改善前改善说明：通过浆液引流板结构改造，引流板距离切缝距离缩小，有利于提升分散液切割有效参与度，并过加大切割后硅粉排泄能力，以提升系统切割能力。切割力提升良率91.27%93.09%12mm5mm为降低

27、耗线提供有效支撑！31I-3：耗线降低改善试验验证单片耗线降低路线图耗线工艺切割刀数A+B率 A片率线痕 崩边率 TTV率 色差率线痕 C率8m/pcs164 95.09% 93.83% 0.15% 0.34% 0.71% 0.01%0.39%6m/pcs181 95.59% 93.50% 0.02% 0.30% 0.82% 0.85%0.58%4.5m/pcs196 95.24% 93.45% 0.04% 0.34% 0.71% 0.60%0.82%不同耗线工艺下良率对比上述数据对比表明良率降低不明显钢线成本下降44%1.891.55经过前期切割能力提升准备及工艺优化；耗线减少TTV制程CPK小幅降低但仍在管控范围内结论：耗线成本降低40%，TTV制程CPK降幅仍在SPC管控范围内，具备推广条件！8m/pcs6m/pcs4.5m/pcs单片耗线改善时间32I-4：耗液降低改善液回收循环利用集中冷却集中压滤冷却液循环回收利用改善前浆液运行改善后浆液运行方案改善说明：n多机台并联，实现冷却液循环回收利用，降低冷却液单耗；n引入压滤系统，稳定体系硅粉浓度，降低切缝硅粉残留量，提升切割能力；n取消单台机台浆液缸缸清洗/更换动作及频次，降低员工劳动负荷；33I-4：耗液降低改善88.00%90.00%92.00%94.00%96.00%98.00%100.00%00.20.4