IGBT装配工艺设计(QC小组成果发布)

2025年2月4日湖南中车时代电动汽车股份有限公司PNP小组编号：DDQCKT-17040009类型：创新型IGBT组件装配工艺设计Page2创新型小组名称PNP小组课题名称IGBT装配工艺设计注册时间2017/03/20小组人数5活动次数7注册编号DDQCKT-170400093课题类型创新型活动时间2017年3月~2017年8月谢佳经理技术指导申冬海部长技术评审，组织协调李德富工艺工程师全面组织协调、工艺设计与实施赵晓波IE工程师技术评审，效果验证吴婷生产班长效果验证0

小组介绍Page31

课题选择Step1：

问题提出面临问题控制板/驱动板/IGBT不良占比高达85%以上2017年生产能力无法满足市场订单需求针对以上问题本小组对系统控制器IGBT组件生产问题，展开调查分析IGBT组件现有装配产能现状把握：1

课题选择Step2：

问题分析Page4IGBT驱动板自攻螺钉现有产品线1

课题选择Step3：

课题确认现场问题统计细分问题描述QCDS线平衡率低，导致批量作业

11

打螺丝力矩不稳定

11

线边取料，动作浪费多

1

手工焊接,焊接时间不受控

11

焊锡量不稳定，一致性差

1作业强度和技能高易疲劳1

1

静电破坏1

易漏焊，虚焊、连焊

1

批量作业，在制品多11

无工装治具，产品防护差1

………

Page5拧螺丝力矩不稳定易漏打螺钉、静电破坏手工焊接,焊接时间不受控线平衡率低，在制品多线边取料，距离远焊锡量不稳定，一致性差作业强度和技能要求高易漏焊，静电破坏等整理所有的想法和思路我们小组最终确定课题为：IGBT装配工艺的设计2016年IGBT预装工位严重质量问题统计项目质量反思事件返工数量IGBT焊连焊3起42套IGBT漏焊2起85套组件静电破坏1起未统计IGBT打螺丝不良1起未统计问题汇总影响QCDS问题点：20多项2

QC小组活动计划《IGBT装配工艺设计》—活动日程活动计划WhatWhoWhereWhen3月4月5月6月7月8月9月上下上下上下上下上下上下上下P课题选定小组全员会议室目标制定小组全员现场提出方案并确定最佳方案小组全员会议室制定对策李德富现场D对策实施小组全员现场C效果检查小组全员现场A标准化李德富办公室总结小组全员现场P下一步打算小组全员会议室Page6计划：实际：OK2

目标设定Page7NO.目标设定现状目标实现方法1品质提升21900PPM2000PPM设计自动装配工艺，保证产品加工一致性设计自动焊接工艺，保证产品加工一致性工程FP设计，设计治具保证，防静电防护2成本降低3名1名设计自动焊锡减少人作业员1名设计自动装配，合并打螺丝工位与涂油工位，降低产线平衡损失为0，减少1名作业员2效率提升67S42S人机配合，将设备作业时间最大化设计治具3pcs为一套，减少搬运改善来料配送与拆包，减少人工作业42s67s现状目标效率提升目标制定生产不良率0.2%生产不良率2.19%现状目标品质提升作业人员1名作业人员3名现状目标成本降低3

方案提出Step1：

对策方案提出Page8方案一：设计直线型全自动装配焊接工艺工程分析工番工程名1/台

作業時間（秒）作業

者数

（人）作業者

时间（秒）TT(秒)作業者設備1IGBT与PCBA预装6.0

122

382IGBT与PCBA打螺丝018

3IGBT组件焊接038.04IGBT组件自动涂油0

5IGBT组件外观检查15.0

方案优缺点1.品质保证：设计全自动加工工艺，自动拧螺钉，自动焊接，自动涂油，全工序自动防错。2.高效：生产节拍可达38s/pcs，1个人作业，劳动强度低，在制品减少，成本降低。3.全自动设备成本高，涂油机稼动率偏低，折旧到产品单价的制造成本高。4.高度集成产线柔性化降低，设备维护保养难度增加。3

方案提出Step1：

对策方案提出Page9方案二：设计U型线半自动装配焊接工艺工程分析工番工程名1/台

作業時間（秒）作業

者数

（人）作業者

时间（秒节拍TT（秒）作業者設備1IGBT与PCBA预装6.0

14242

2IGBT与PCBA打螺丝2.218

3IGBT自动焊接2.239.04IGBT焊锡检查修正16.6

5IGBT组件手动涂油15.0

方案优缺点1.采用U型布局，具备进出口一至等U型线所有优点，设备物料进出LCIA化，成本质量最优。2.装配与焊接工艺设计自动加工，单个流设计，治具设计防错，品质保证。3.关键工序自动化的同时产线高度柔性化，线平衡损失为0，产品的附加价值率最大化。4.人的作业时间约等于设备时间，劳动强度略大。3

方案确定Step2：

确定最佳方案Page10课题目标方案选择关键点小组成员功能评分(F)谢佳申冬海李德富赵晓波罗祖德装配工艺最佳方案选定方案一

全自动装配焊接直线型灵活性54445208工艺品质45555实现的难易程度44433可操作性55445方案二

半自动装配焊接U型线灵活性55555188工艺品质44534实现的难易程度45455可操作性54445方案选择成本C=外加工集成费(K)价值(V)外加工集成费(W)方案一

直线型全自动装配焊接1000.87方案二

U型线半自动装配焊接681.32分析结论：经小组成员的综合评估分析，选定最佳方案为：

方案二综上所述两种方案，小组从装配焊接工艺的灵活性、工艺品质、实现的难易程度、可操作性四个方面进行打分，根据价值工程理论：V=F/C，得出我们最佳方案4

制定对策小组讨论并对方案二对策制定：对策目标措施地点责任人完成日期1拧紧方案设计拧钉效果满足工艺设计的品质要求1、选择合适的拧紧机构，并确认拧紧效果2、设计打螺丝工位台架，缓存台架3、加工组装确认

实验室李德富5月5日2焊接方案设计

焊锡效果满足工艺设计的品质要求1、根据产品焊锡工艺选择焊锡机，设计电气机械集成施工方案

2、设计焊锡工位台架实验室李德富申冬海5月10日3涂油详细设计涂油工艺满足工艺设计的品质要求1、设计涂油工位台架

2、设计选型涂油工具实验室李德富赵晓波5月14日4治工料架设计

放置防错，有无防错，浮高防错1、设计3个为1套的治具和两个来料架3D

2、二维出图

3、加工品质和尺寸的验证办公室李德富申冬海6月5日5外发加工采购保证设备集成加工能按照设计者的思路运行1、运行电路板的各个测试步骤

2、编写测试台使用说明书办公室加工厂李德富供应商6月17日6组装集成确认达成十三五系统控制器测试产能需求1、系统控制器产品产能预测分析

2、根据结果编写测试台技术方案

3、外发集成商制作加工厂申冬海

李德富7月10日Page115

对策实施1拧紧方案设计实施Page12拧紧机构设计选型螺丝工位3D设计装配现场实物图5

对策实施2焊锡方案设计实施Page13焊锡机工位3D设计装配集成实物图焊锡机设计选型5

对策实施3涂油工位设计Page14涂油工位设计3D涂油工具选型涂油工序工具变更5

对策实施4

料箱/治具/料架设计Page15物料配送分析设计仕样治具设计3D1.5h物料配送架3D料箱设计3D5

对策实施5IGBT装配线3Dlayout及装配调试产线装配调试主要任务：1、整线的电气安装，治具调整确认，设备调试；2、打螺丝点位调试，装配工艺功能和效果确认；3、焊锡工艺点位调试和效果确认；Page162650mm5149mm①②③④⑤缓冲台螺丝机焊锡机涂油台IGBT装配线layout车间实物图6

效果确认技术指标确认序号内容实施前-From实施后-TO是否达成对策1螺丝拧紧工艺手工拧螺钉自动拧螺钉

对策2焊接工艺

手工焊接自动焊接对策3涂油工艺毛笔刷专用涂油瓶+紫光灯检查对策4治具防错功能无任何防护与防错功能取放、有无、浮高防错指标达成Page17漏工序防错产品有无防错安全防错产品放置正反防错6

效果确认工艺设计效果确认42s67s现状目标41.7s实际达成目标达成生产效率提升37%，作业人员减少67%，生产不良率降至0.99%，不达标Page181人3人现状目标1人实际达成目标达成生产不良率0.2%生产不良率2.19%现状目标生产不良率0.996%实际达成不达标根据试生产测量10台IGBT装配进行时间测量得出平均TT7

对策再实施生产品质不良分析Page19IGBT自动拧螺丝不良项目统计分析表自动拧钉工位自动拧钉过程检查后发现孔径开裂脱落和拧入不到位7对策再实施要因分析Page20根据自动拧螺丝的原理原则，通过特性要因图分析验证人机料法环5个方面的原因。人法环力矩值错误人员流动性大程序选择错误人料螺钉拧入不垂直力矩值不合理螺丝尺寸不良温湿度不正确速度要求不合理机IGBT孔径不良批头匹配不当转速过高，过低治具定位松动装夹不到位螺丝拧入不良7对策再实施对策实施1Page21治具改善，治具盖板边缘增加限位卡扣，批头改善，加工成与螺丝最适批头夹具盖板增加限位卡扣，使PCBA与IGBT固定无松动，防止人工装夹的不稳定优化前优化后改善之前改善之后7对策再实施对策实施2Page22更换螺丝机XY电缸控制器，使对位精度0.02，螺丝的来料改善增加检验基准书、批头选型规范改善前：X/Y电缸的控制器控制点位少、调整精度0.5mm改善后：更换平台控制器，X/Y电缸的控制器控制点位增加、调整精度变更为0.02mm，增加相应的辅助电路开关8对策再实施效果再确认Page23统计9月生产情报，总的不良率为0.14%（1422PPM），小于目标不良0.2%月份：9月

统计人：吴婷统计日期：2017/9日期

项目1周2周3周4周合计测试总数7035579026502812不合格数10214合格数7025579006492808每周不良率0.14%0.00%0.22%0.15%0.14%一次合格率99.86%99.30%99.78%99.85%1422PPM目标不良率≤0.20%0.20%0.20%0.20%目标达成9

标准化Page24有形成果现状目标实绩效果

（直接人工成本降低）IGBT装配线

人工成本3110.55RMB/Min×(67×3-