《基于精益六西格玛的G企业质量管理问题及完善对策研究17000字（论文）》

基于精益六西格玛的G企业质量管理问题及完善对策研究摘要：随着我国经济的发展和社会的进步，我国风电机组制造业是典型的装备制造业。在国家大力推进新能源发展政策的支持下，风电机组总装能力快速增长。在风电市场快速增长的过程中，作为产业链关键环节的风电机组制造企业，G公司建厂初期便引入精益生产，精益六西格玛管理等方法，但在实施过程中并不理想，当公司遇到问题是会采用经验解决问题，没有应用先进管理思想去分析问题。本文针对G公司6MW液压变桨交叉作业方式风险消除项目，结合精益六西格玛及相关理论的基础，结合现场作业情况，分析当前所面临的问题，通过精益六西格玛DMAICII方法的结构流程的研究，通过大量的实用工具如鱼骨图、柏拉图、失效模式与效应分析、5WW1H、等，消除现有交叉作业的安全、质量等瓶颈点，通过“人、机、料、法、环”的方法进行全面剖析，优化部件设计及作业方式，保障出厂质量可靠性，解决了在风机系统控制子系统产品设计业务链上，通过物料设计优化（改进方向）对现阶段6MW液压变桨交叉作业方式风险消除的优化，对改进（QCDS）指标中的质量指标进行了提升优化，质量、成本指标效果显著，单台有效减少设计成本0.07万元，出厂机组质量风险点消除2处、安全风险点3处，机组整体质量可靠性可提升37.8%以上，确保机组运行可靠性指标的有效达成。关键词：质量管理；精益生产；六西格玛目录TOC\o"1-3"\h\u144711.3研究目的及意义 220632第1章绪论 414991.1研究背景 4151961.2精益六西格玛在国内外的研究现状 5291641.2.1精益六西格玛在国外的研究现状 510701.2.2精益六西格玛在国内研究现状 6148541.4研究内容 726454第2章精益六西格玛理论和研究方法概述 8299032.1精益六西格玛的概述 8180092.2精益六西格玛管理的方法模型 1030028 1124212.3精益六西格玛管理的实施工具 1117612.4本章小结 1218963第3章G公司产品质量管理现状与问题分析 13211313.1W公司及产品介绍 13301223.1.1公司简介 13324183.1.26MW液压变桨作业方式简介 13217433.2G公司的组织架构 1426077G公司大丰总装厂组织架构图--图3-1 143213.1.3G公司6MW液压变桨交叉作业方式质量管理现状 15264963.1.4液压变桨项目的特点 16252623.1.5G公司6MW液压变桨交叉作业方式存在风险问题 1686583.4G公司6MW液压变桨交叉作业方式存在风险问题分析 16253613.4.1影响液压变桨作业方式质量的真因分析 16126113.5本章小结 179997第4章6MW液压变桨交叉作业方式消除的优化改善 1887004.1项目定义阶段 18255904.1.1项目目标 18283284.1.2组织层次图 18250584.1.3项目时间表设定 18324334.1.4项目预计财务收益 18295694.1.5项目所涉及的范围及项目当前基准线 19264444.2测量阶段 19146954.3分析阶段 2035964.3.1鱼骨图分析 20299334.3.2因果矩阵分析 212044.3.3失效模式与效应分析 2237984.4改进阶段 23138774.4.1锁定座优化 23226134.4.2作业流程优化 24171954.5控制阶段 243104.6改善前后对比 25135384.7本章小结 2521541第5章总结与展望 2631860参考文献： 28第1章绪论1.1研究背景随着工业的快速发展，能源需求已经与人类生活密切联系在一起，大肆开采传统能源不仅造成环境破坏，更无法满足日益增长的能源需求。面对能源紧缺、环境污染、气候变化等人类共同的难题，大力开发利用可再生清洁能源为主题的能源革命得以推动。在“十四五”规划中我国将构建现代能源体系，中国海上风电得以快速发展，研究表明十四五末期中国海上风电累计装机容量将达到2500万~3500万KW；装配制造能力可满足每年300万~500万KW海上风电开发需求。日益增长的风机制造需求，各企业既要扩大生产，更要保证海上风机质量，对各大风机制造企业带来严峻挑战。风力发电，作为清洁能源重要领域，大量开发利用风能，对环境保护有着重要意义。该领域的风机生产的质量一直是各大风电企业的生命线，其项目质量管理也在该领域内有重要的研究。国内外各大整机生产制造厂家均有引进先进的项目质量管理体系。政府也推动鼓励各大新能源企业做出长远有效部署，出台了相应的政策和扶持新能源项目相关产业链的发展。G公司成立于1998年,主营风机制造、风电服务和风电场投资开发三大业务,是中国风电装备行业的领军企业，2019年占中国市场高达到32%的市场占有率，是市场的绝对领导者。成立以来，公司累计为用户提供了4万多台风电机组，总容量超过6千万千瓦[1]。风电服务一直是是G公司重要的业务，风电制造企业是质量高危企业，质量是企业效益的生命线，G企业自2013年以来一直构建企业质量管理体系，有着自己的项目质量管理团队，同时企业非常重视精益质量管理，如今企业项目质量管理已经取得不错成果。近些年来，企业订单不断攀升，为了满足海上风电订单需求，公司在2010年在盐城大丰打造新能源产业研究基地，搭建海上大型风力发电机研究实验生产平台，并建立两个大型总装厂，满足订单风机生产需求。越来越多的海外订单给企业带来的不仅是利益，更是企业产品制造的挑战，遥远的海上运输以及风机在恶劣大自然环境中使用，都是在对风机整体质量的考验，在整个过程中出现任何质量事故都将是巨大的损失，都会对公司打造积累的形象造成冲击。因此面对客户需求的竞争，企业只有在满足客户需求响应达到准时交互的同时密切把控产品质量稳定可靠。面对市场、客户、同行各方的压力，尤其把握长远客户方的压力；例如：由于疫情影响，2020年全球风电市场装机同比下降3%，其中欧美地区下降尤其严重达12%。为了抢占全球风电市场2020年欧美一些大型风机制造商合并扩大市场占有率，使G公司在全球排名下降。均为G公司造成了巨大冲击，如何在强大的市场竞争中保存自身实力，攻占市场，需要G公司在国家大力的政策扶持下，打破传统的质量和技术管理理念，结合企业实际情况去创新发展成为国内风电领域的标杆。G公司所存在的质量管理问题和相应的经营风险，不仅体现在风电行业内风机制造商所存在的质量管理问题，同时普遍体现在国内许多企业身上。虽然经过长期的不懈努力，G公司的质量总体水平稳步提升，质量安全整体形势稳定向好，但G公司是质量高风险企业，质量作为企业的生命线。因此公司所存在的质量安全问题容不得半点马虎，要保证公司流出的产品是到场零缺陷，运行零失误的质量水准。在此背景下，本论文以6MW风机液压变桨作业为研究对象，针对在风机系统控制子系统产品设计业务链上，运用精益质量管理思想，结合工业工程、精益生产方法导入的基础是，通过物料设计优化（改进方向）对现阶段6MW液压变桨交叉作业方式风险消除的优化，对改进（QCDS）指标中的质量指标进行了提升优化，质量、成本指标效果显著，单台有效减少设计成本，出厂机组质量风险点消除、安全风险点降低，机组整体质量可靠性可提升大幅提升，确保机组运行可靠性指标的有效达成。1.2精益六西格玛在国内外的研究现状1.2.1精益六西格玛在国外的研究现状精益六西格玛理论是精益生产与六西格玛理论相结合的产物[2]。它的发展与精益生产和六西格玛的发展密切相关。1990年，精益生产的概念首次出现在《改变世界的机器》一书中。书中详细论述了精益生产的产生和发展。事实证明，精益生产对世界的发展有着巨大的影响[3]。20世纪80年代中期，六西格玛诞生了。它最初是由摩托罗拉的工程师史密斯先生提出的。同时，这一时期也是全面质量管理蓬勃发展的时期[4]。这也从侧面验证了不同时期的质量管理研究会根据时代的需要产生新的理论。在企业运作中，精益六西格玛管理方法不仅可以提高产品质量水平，而且可以在不损失生产速度的前提下控制生产成本。当然，它在促进服务和流程的改进方面也发挥着重要作用。由于其高质量、高经济性，已被越来越多的企业所接受和应用，受众也越来越广泛。国外的研究已经非常广泛，一些专家将理论应用于知识检索的相关实践中。像林嘉如；J.P.Costaetal等人研究了一家汽车公司生产电路板的案例。其表现为不良产品过高，由于废品造成的浪费成本和等待生产线长时间停产的成本飙升，影响了电炉公司的盈利能力。通过对DMAIC工艺的实施，发现影响产品合格率的原因是电路板加工时，插入电路器件管脚时产生过大的力。之后，通过一系列的改进，产品质量得到提高，生产过程趋于稳定[5]。在医疗行业，RohiniR和J.Mallikarjun试图运用精益六西格玛管理理论来改进医院的运作，从而完善医院的医疗卫生体系，实现医院零差错的目标[6]。在能源方面，学者们也在研究氢气是否有助于提高能源效率。SudiApaka，G.ungorTucerb等实施了精益六西格玛管理项目，验证了其贡献。希望本研究能促进政府在许多领域对再生资源的利用[7]。在工业设计方面，M.Sokovicb和S.Fakin。运用精益六西格玛管理方法，以压缩机壳体为例，详细分析了其加工工艺，并提出了工艺改进方案；通过对改进前后工艺方法的分析比较，最终达到了改进的目的[8]。Alessandro采用精益六西格玛质量管理方法对汽车制造企业的压铸件生产进行优化，大大消除了生产过程中的变异和不稳定因素[9]。从目前的发展来看，精益六西格玛理论在国外很多领域都得到了应用。这也从侧面说明，理论方法得到了企业的高度认可，业界认为理论执行力很强。大量案例的成功实施将对精益六西格玛理论在我国的应用起到积极的推动作用。1.2.2精益六西格玛在国内研究现状在我国，精益六西格玛管理理论在起步阶段明显落后。但探索的步伐从未停止，经过与龙头企业的交流与合作，精益六西格玛理论的研究也在稳步推进。目前，国内企业仅将精益六西格玛作为一种工具和技术，还没有将精益六西格玛与管理体系和经营战略进行充分的整合，需要不断努力[10]。国内专家认为，精益六西格玛在我国的实施还处于起步阶段，甚至有些企业还缺乏质量管理体系的建设。事实上，在激烈的市场竞争环境下，精益西格玛给企业带来的不仅仅是机遇，更是巨大的挑战[11]。当然，面对国际上对精益六西格玛理论的先进研究，国内质量从业者、工程技术人员和学者一直没有停止探索的步伐，他们始终保持着对精益六西格玛理论研究的高度重视和重视[12]。目前，我国已经建立了许多质量管理机构。他们主要从事质量的研究、咨询和评价，取得了大量的科研成果[13]。在理论研究的理论方法上，国内许多学者也倾注了自己的研究，并取得了显著的成果。面对理论研究的困难，学者们也提出了相应的理论。熊晶晶、江涛等学者则另辟蹊径。他们着重分析了精益六西格玛理论应用的局限性，分析了不足之处，提出了有价值的建议，对中小企业的管理具有很好的警示意义[13]。也有学者对于精益六西格玛理论的操作，需要注意那些问题，进行研究。在此基础上，本研究对企业管理过程应用理论提出了相应的建议：理论研究需要全体员工参与管理控制过程，实践需要适应企业经营战略，改进过程需要不断进行[14]。在项目经验总结方面，也有学者进行了研究。比如严小建等人做了相应的研究，他们以实际项目实施为出发点，总结了成功与失败的经验。这可以为许多企业实施精益六西格玛项目提供很多有价值的指导[15]。何桢等阐述了精益六西格玛模型，指出精益六西格玛是一种互补的管理策略，它在发挥各自优势的同时，弥补了精益六西格玛的不足。精益六西格玛采用精益方法减少浪费，负责整体结构布局；六西格玛方法的运用侧重于改善影响产品质量的问题，提高产品生产过程的整体效率、市场反应能力，降低产品的生产成本[16]。进入21世纪，出现了大量的应用研究案例。由于我国是制造业大国，越来越重视质量和生产过程，六西格玛理论以顾客需求为核心，介绍了优化生产过程、提高生产效率、降低生产成本的优势，通过对六西格玛的研究和分析，杨永丰采用了较低的成本，优化了制造工艺，提高了航天制造业的质量和服务水平。范锐采用六西格玛DMAIC工艺改造，降低了半导体生产的不良率，解决了生产中的质量问题。孔卫认为，精益生产的主题是消除浪费，以最佳的服务速度满足客户的需求。六西格玛管理方法就是在开发过程中不断地变化和修正，从而大大提高产品的质量和合格率。两种管理模式之间的关系是互补的[17]。通过对六西格玛DMAIC的深入研究，邵阳将维斯塔斯风电技术质量管理、产品结构设计、工艺特点和生产过程与精益六西格玛完美结合[18]。六西格玛管理方法因其自身的优势，常与其他质量管理体系相结合，以弥补更适合企业实际情况的不足。在研究中小企业特点时，史国洪在全面管理的基础上引入了六西格玛管理模式，以期更适合中小企业的应用[19]。关静提出，将六西格玛与ISO9000相结合，可以充分发挥六西格玛过程转化的优势，有效检验ISO9000对改进的效果。杨娟结合精益生产消除浪费和六西格玛工艺改造的优点，可以大大降低成本，提高生产质量。以上研究表明，六西格玛的应用和研究越来越成熟。六西格玛已经远远超出了统计意义。它不仅可以用来解决质量问题，还可以形成一套科学严谨的解决问题的思路和模式。在质量控制方面，精益六西格玛也被应用。随着市场环境竞争的日益激烈，越来越多的企业已经满足于现状。除了对最终产品进行质量检验外，也开始转向制造过程的质量控制。在质量控制过程中，判断质量因素，识别关键因素，进行改进。这种运作模式在保证产品按期生产的同时，也保证了产品初始阶段设定的质量目标。尤其是统计过程控制技术应用以后，操作人员开始更加注重对过程的控制能力和过程的稳定性，以保证产品的质量。过程控制技术的基础是概率论和数理统计。它是一个数据统计分析的监控系统。通过检测产品在生产过程中的异常情况，可以帮助企业发现生产过程中存在的问题，进而改进生产过程。控制图直观地描述了过程。为了满足实际生产的需要，除了常用的控制图外，还采用了新的控制图类型，如移动平均控制图、多元控制图、指数加权移动平均控制图等，随着摩托罗拉六西格玛质量管理和丰田精益生产质量的成功，最后整合了精益六西格玛理论。它促进了质量控制新理论的研究和应用，质量从业者从未停止过探索。1.3研究目的及意义随着人们对产品质量要求的不断提高和现代生产管理过程的日益复杂，企业需要积极改进和优化业务流程和管理方法，以在激烈的市场竞争中保持优势地位，满足日益增长的市场需求。特别是六西格玛管理和精益生产理论的引入，改变了企业的质量控制和生产方式，要求企业改革生产方式和质量管理，改变传统的管理模式。传统的质量管理理论和方法往往以结果为中心，通过加强对生产终端的检验和售后服务来保证产品的质量。同时，精益生产理论实现了减少浪费、提高效率的理念。精益生产理论通过不断发现问题来优化生产过程。它有一套严谨的工具和方法，帮助企业推进流程优化的实施，识别和消除不能给客户带来价值的成本浪费，消除非增值活动，消除运营风险。G公司是一家以风力机为主的机械制造企业。随着精益六西格玛管理的不断发展和完善，G公司越来越意识到传统生产模式和质量管理对企业发展的制约，精益六西格玛管理的重要性以及实施精益六西格玛管理的必要性和紧迫性。基于这样的目标，通过G公司引入精益六西格玛的研究，结合G公司叶轮模块液压变桨装配工作项目分析研究，运用精益六西格玛理论作理论支撑，结合DMAIC数据分析方法对液压变桨系统锁定装置设计优化，缩短在制装配、调试周期从而降低制造成本，提升交叉作业的质量品质，消除交叉作业的安全风险，保障整机出厂质量可靠性，从而提高企业产品稳定性。本次G公司结合精益六西格玛管理的液压变桨作业系统项目质量改善项目的实施，可作为先进管理思想在企业项目中实施的应用实践有着参考意义，项目的有效改进更对企业产品的质量保障。1.4研究内容本文通过对G公司叶轮液压变桨系统作业研究，找出液压变桨作业中存在的风险问题，运用关键因子分析，结合六西格玛方法中的DMAIC模式方法论五个阶段：定义、测量、分析、改进、控制[20]。对其分析与改进，通过物料设计优化（改进方向）对现阶段6MW液压变桨交叉作业方式风险消除的优化，对改进（QCDS）指标中的质量指标进行了提升优化，质量、成本指标效果显著，单台有效减少设计成本0.07万元，出厂机组质量风险点消除2处、安全风险点3处，机组整体质量可靠性可提升37.8%以上，确保机组运行可靠性指标的有效达成。具体内容如下：基于制定的研宄思路，本文的技术框架设计如图1.1所示第1章：绪论第1章：绪论第2章：相关理论概述第3章：J公司项目质量管理的现状与问题3.1公司及液压变桨项目的简介3.2公司项目质量管理的现状3.3液压变桨作业方式存在的问题分析第4章：提出精益六西格玛方法在液压变桨项目质量管理中的应用改进方案4.1改进方案的目标4.2改进方案的规划4.3方案实施及策略4.4经验汇总与改进方案第5章：保障措施及效果比较第6章：总结第2章精益六西格玛理论和研究方法概述2.1精益六西格玛的概述精益生产起源于日本，又称丰田生产方式和准时制生产。重点是减少浪费，消除非增值环节，提升企业价值。经过二战后几十年的发展，以丰田为代表的日本企业逐渐形成了以顾客需求为导向的价值定义、完善产品价值流、促进生产、消除库存和浪费、提高产品质量的模式，提高产品质量，提高产品质量是精益生产管理的理念。20世纪80年代，摩托罗拉首次提出了产品质量控制的六西格玛方法。六西格玛表示统计学中的标准差，它可以表示数字离散的程度。在产品质量控制中，它意味着过程变化被控制在六西格玛质量水平。六西格玛方法由于其在质量控制方面的优异表现，在产品质量控制中得到了广泛的应用，六西格玛方法逐渐在各行业得到普及，并被通用电气公司推广为管理方法和理念。在过去的二十年中，许多行业领先的企业都采用了六西格玛管理方法来减少流程恶化，提高流程效率，从而增加利润，增强市场竞争力。六西格玛注重质量而不是速度，而精益生产消除了六西格玛在速度上的弱点[21]。因此，为了提高管理质量，出现了一种新的精益六西格玛管理方法，它结合了两者的优点，即六西格玛减少工艺变异，提高质量，精益生产消除浪费，加快工艺操作，从而从质量、成本、交货期等多维度提高公司的管理水平。精益生产和六西格玛有着不同的渊源，解决问题的思想和方法也有自己的特点，但它们都明确强调顾客满意，并通过不断的改进达到卓越的质量。因此，对于质量管理而言，精益生产和六西格玛虽有其自身的特点，但它们是可以用来提高质量管理水平的良好理论，应该有机地结合起来。精益生产与六西格玛具有很强的互补性，它们在变化基因上有着完全的相似性，精益六西格玛的整合应运而生，成为近年来流行的一种新的质量管理模式。如何将精益六西格玛有效地整合到公司的质量管理中去呢？国际标准化组织(ISO)制定了一系列与质量管理体系有关的标准，被世界各国普遍接受和引用。在最新的ISO9001：2015质量管理体系要求[20]中，质量管理体系的七项原则被定义为：以客户为中心、领导、充分参与、过程方法、持续改进、基于证据的决策和关系管理。这七项原则可分为以下三个层次：质量文化是质量文化的基本层次：以顾客为中心，不断改进，体现质量管理的价值观和思维基因，是组织质量管理理念的基础。核心层次是人(即领导者和执行者)：组织是由人操作的。人的参与程度决定了组织质量管理的广度和力度，是组织质量管理文化与上级制度之间的关键环节。上层建筑是过程系统：质量管理文化及其执行力最终取决于一套过程系统，而过程系统定义的过程决定了组织质量管理的最终绩效产出。因此，要将精益六西格玛的先进理念和工具融入到公司的质量管理工作中，就要从上述三个层面入手，将精益六西格玛的文化和理念灌输到公司的质量管理文化中，通过质量文化来激发各级员工的参与，将精益六西格玛技术和知识应用于过程体系中，实现精益六西格玛体系在全公司的深度植入，达到卓越品质的效果。以客户为关注焦点持续改进过程方法循证决策关系管理领导作用全员积极参与质量文化人流程制度以客户为关注焦点持续改进过程方法循证决策关系管理领导作用全员积极参与质量文化人流程制度图2.1七大原则的层次2.2精益六西格玛管理的方法模型精益六西格玛DMAICⅡ模型的改进过程通常分为定义、测量、分析、改进和控制五个阶段。本文在确定了质量问题改进方案后，通过DMAICⅡ方法实现了质量问题的突破性改进。质量改进团队从客户抱怨的质量问题开始到最终的实施解决方案。在这些过程中，通过精益六西格玛的专业工具和方法，团队成员可以尽最大努力完成质量改进的使命。DMAICⅡ模型改进的五个阶段如下:a.定义(Define）阶段。确定生产中的问题，找出情况与目标之间的偏差，并确定问题的风险。在此阶段，一般采用客户需求分析等方法来确定改进目标并制定相应的计划。要找出存在质量问题的产品的关键质量特征，对改进目标进行细化和分解，并在合理的范围内确定改进目标。b.测量（Measure)阶段。收集和分析数据，包括每个过程或行动所需的时间，以获得对问题和改进机会的定量理解。在此阶段，一般采用测量系统分析、鱼骨图等工具来找出潜在的影响因素。c.分析（Analyze）阶段。通过对实际生产状况的调查，收集生产过程中的数据，通过对数据的分析，充分了解生产过程中存在的问题。在这一阶段，通常采用矩阵分析、失效模型分析和DOE实验来找出影响这一过程的关键因素。d.改进（Improve）阶段。针对前一阶段发现问题的根本原因，制定相应的改进措施并加以改进。现阶段，普遍采用DOE单因素实验和流程再造来验证改进的有效性e.控制（Control）阶段。经过改进后的质量效果固定，改进后的生产过程进行规划，通过有效的监控手段，保证质量的提高效果。在这一阶段，应建立标准化、程序化和制度化。将精益六西格玛DMAICⅡ模型应用于G公司的生产质量改进。在模型的每个阶段都有许多相应的方法和工具。本文根据G公司门板生产质量改进过程的实际情况，选择合适的方法和工具，主要采用以下方法和工具：测量系统分析、过程能力分析、鱼骨图、因果矩阵、过程DQ图假设检验、SPC监测等，并在DMAICII精益生产管理模型图2-2流程图中给出了精益六西格玛管理的DMAICⅡ模型和方法流程图。定义测量分析改善控制实验优化验证（DOE建模优化）改善分析与总结改善目标确认及标准化实施改善方案（防错设计）潜在因子快速改善确定改善方向测量系统分析（MSA+统计）过程能力分析执行控制计划（SPC流程）筛选关键因子（单因子实验）验证关键因子（DOE实验法）更新控制计划识别潜在因子（鱼骨图）寻找关键因子改善方案收集真实有效数据项目范围界定项目目标设定团队及计划建设项目定义及背景解析流程标准化及制度化定义测量分析改善控制实验优化验证（DOE建模优化）改善分析与总结改善目标确认及标准化实施改善方案（防错设计）潜在因子快速改善确定改善方向测量系统分析（MSA+统计）过程能力分析执行控制计划（SPC流程）筛选关键因子（单因子实验）验证关键因子（DOE实验法）更新控制计划识别潜在因子（鱼骨图）寻找关键因子改善方案收集真实有效数据项目范围界定项目目标设定团队及计划建设项目定义及背景解析流程标准化及制度化图2-2DMAICII精益生产管理模型图2.3精益六西格玛管理的实施工具在此基础上，通过看板管理、快速换模、单件流、防错生产、物料控制等方式实施拉式生产，最后一个阶段是控制和标准化，通过制定标准操作规程、统计过程控制等方法对工艺进行优化，整合改进成果，通过整个企业的经验推广和学习交流，进一步扩大改进成果，通过以上阶段的持续实施，精益六西格玛可以帮助企业在以下四个方面获得优势：消除库存和浪费，降低成本；消除工艺波动，提高质量；实现多种小批量生产，增加企业的灵活性；推动看板拉动生产，实现快速准时交货。精益六西格玛是精益生产与六西格玛管理的有机结合，精益生产和六西格玛管理的实施工具可以作为精益六西格玛的实施工具。其中，精益生产的实现工具主要包括5S、标准化操作模式、看板管理、JST工具等；六西格玛管理中常用的实现工具包括因果矩阵、失效模式分析工具和过程分析工具，如SIPOC、流程分析图等[18]。通过精益生产工具的广泛应用，可以有效地消除生产过程中的非增值活动。简化生产过程，优化生产周期，有效降低生产成本；合理使用六西格玛管理工具，可以大大提高过程不稳定因素的控制能力，从而减少生产过程的变化，提高产品的生产质量。同时，六西格玛管理中的流程再造概念是实现持续改进的关键。总之，精益六西格玛管理在许多科学有效的管理工具的支持下，为提高企业的竞争力和综合盈利能力提供了无限的可能性。2.4本章小结本章梳理了G公司实施精益六西格玛质量管理体系的关键理论，包括质量管理理论、精益生产理论和精益六西格玛质量管理理论。重点研究了精益六西格玛质量管理理论的起源和应用领域模型，为后续研究奠定了基础。第3章G公司产品质量管理现状与问题分析3.1W公司及产品介绍3.1.1公司简介G公司，总部位于新疆，是国内排名第一，世界第二大风力发电设备生产商。成立于1998年，是中国风电产业发展的亲身经历和推动者，致力于全球清洁能源和节能环保解决方案。为推动企业海上风力发电项目风机的出口项目开展，G公司盐城总装厂于2010年成立，主要负责公司海外订单4MW、4.5MW、6MW大型海上风力发电机风机底座、叶轮、机舱三大部件的总装生产研发工作，致力于为海外客户提供高质量的风能设备。一直以来，G公司充分认识到产品质量对企业可持续发展的重要性，从建厂之初就开始实施严格的质量管理，在企业推行全面质量管理（TQM）构成的质量管理体系。目前，G公司已实施全面质量管理多年。企业积累了丰富的产品质量管理经验，质量管理人才储备充足。近年来，国家大力发展水电、风电、光电等可再生能源，提高清洁能源消纳水平。风电市场需求急剧增加，企业订单的增加对企业现有生产强度造成很大的冲击，企业员工工作强度成倍增加员工加班情况严重，产品质量一直作为风电行业的企业命脉，受到了严峻的考验。在这样的背景下，G公司只有不断优化和改进内部加工的流程，不断提高生产过程，优化个工位员工生产强度，保证产品质量，在激烈的市场竞争中你继续保持着领先地位。3.1.26MW液压变桨作业方式简介根据风机变桨距原理的不同，可以将风电机组变桨方式分为液压变桨和电动变桨（如G公司4MW机型）两种。其中，液压变桨是通过液压油压力来驱动执行变桨机构进行变桨控制，电动变桨是通过控制变桨电机驱动齿轮来进行变桨控制。对于兆瓦级风力机，由于叶片长度、质量和体积较大，变桨所需的转矩也随之增大。与电动变桨相比，液压系统可以提供更大的扭矩。因此，在大型兆瓦级风力发电机组的同步变桨控制系统中，液压变桨方式得到了广泛的应用。根据驱动形式的不同，液压变桨可分为叶片独立变桨和统一变桨两种方式。在大型兆瓦级风力发电机组中，采用的变桨距控制方法较多，风力发电机组的每个叶片都根据自己的控制策略独立地改变桨距角β，目前常用的控制策略有两种：叶片加速度信号和叶片方位信号。以电液变桨为例，通过现场总线将主控制器与轮毂内的液压系统控制器连接起来，辅以传感器，达到精确调桨的目的。风力发电系统是一个多变量、非线性、强耦合的复杂系统。随着以模糊控制、神经网络和贝叶斯网络为代表的智能控制技术的发展，大型风电机组独立变桨的智能控制逐渐得到应用，它可以自动控制智能设备实现无需人工干预的变桨控制策略[22]。3.2G公司的组织架构公司总装厂全面事宜由厂长负责，下设总装调度部，负责公司机舱、叶轮、电气、平台的模块的组装工作管理，以及生产调度调节等事宜。安全部，主要负责工厂各项安全条例制定，员工安全作业考核等事宜。质量部门，主要负责定期不定期对工厂各类工具质检，对产品质量检查，质量部门下有质检部门，在各工位生产过程中对各个工艺质量检测，确保公司产品每道工序都严格达到生产质量标准。库房部，主要负责仓库管理，各个工作岗位的物料供给。行政部，负责公司行政工作，设备工程师和总装工程师，主要负责协助厂长对工厂的管理。各个部门分工细致相互协作。如下图为G公司大丰总装厂组织架构图（见图3-1）：厂长厂长机舱线电气线叶轮线总装工程师行政部安全部总装调度设备工程师库房部质检部精益工程师质量部变桨轴承模块变桨柜模块驱动模块导流罩模块叶轮电气模块机舱实验模块机舱布线模块机舱罩二模块机舱罩一模块平台二模块平台一模块底座偏航模块G公司大丰总装厂组织架构图--图3-13.1.3G公司6MW液压变桨交叉作业方式质量管理现状G公司经过几十年的发展，已经是世界风力技术的先驱领导者。G公司盐城总装厂建厂初期就引进丹麦维斯塔斯液压变桨作业方式的技术。为建立具有自我凝聚、自我转化、自我调节、自我完善、自我延续等独特功能的企业质量文化，公司长期在公司引进精益管理、六西格玛管理、ISO9000质量管理、互联网思维等先进管理文化，不断探索逐渐形成的观念、价值观、行为规范和习惯，间接或直接影响产品的质量、服务和企业各方面的工作，为企业的成功打下基础[23]。液压变桨交叉作业模式的质量管理项目也是基于公司完善的质量管理来推动日常发现的改进项目。G公司通过多年的努力，建立了以质量文化和质量战略为管理基础的全优产业链建设，全优供应链建设。公司带动供应商共同行动，实现“到场零差错、运行零失效”。要动员供应商看清行业形势和公司前景，对公司产品和需求积极投入；要引导供应商发挥自身专业优势，为产品升级和创新研发换代献策。公司以自身对风电的体会和感悟为基础，与全产业链的相关方一起着力提高质量标准、树立零部件标杆（见图3-2）G公司通过自身投资或与供应商联合投资，建立了多个试验平台，涵盖叶片、变桨/偏航系统、发电机等，以变桨/偏航系统试验平台为例，可为每台MW机组提供变桨/偏航系统可靠性评估和试验诊断，充分模拟叶片上的风荷载，在4个月内加速变桨/偏航系统的寿命周期等效疲劳试验。我们还充分利用公共测试平台进行基础实验，如拉伸试验、材料检验、金相检验、光谱分析等[24]。作业标准标准化作业审核体系可靠性验证工艺审核原材料管控过程监造在役风险管控供应商帮扶作业标准标准化作业审核体系可靠性验证工艺审核原材料管控过程监造在役风险管控供应商帮扶评价与激励质量标准精益改善质量创优到场零缺陷运行零失效G公司质量管理体系--图3-23.1.4液压变桨项目的特点针对G公司6MW大型风机液压变桨项目，结合2020年现场机组问题收集，全年共生产91台6MW大型风力发电机机型，总装过程质检时全年共发现16台风机存在安装质检不合格现象，一次安装合格率仅82.4%，液压变桨系统存在3处安全风险点和2处质量风险点，严重影响风机安全运行。按照每台返工操作成本391元计算返工作业共造成3.6万元成本损失。因此本项目迫切需要通过一次质量改善来解决现存在的风险问题。3.1.5G公司6MW液压变桨交叉作业方式存在风险问题现有锁定座预安装后无法进行力矩紧固，待电气实验过程中根据实际角度进行调节紧固，极易发生交叉作业轴承顺桨的安全风险，且在狭小空间中力矩操作质量可靠性差；技改优化需转嫁供应商，技改成本及周期长；线下轴承工序前置安装无法精确定位紧固，待电气测试环节定位后，通电、通压状态进行交叉作业且狭小空间作业，安全及质量风险大；虽然按照严格的工艺流程作业，但是我们的风电机液压变桨作业还存在较大的质量安全隐患，质量水平一次合格率仅为2σ左右，实验时存在较大安全隐患，一次报验合格率低，客户满意度低，现场返工费高。3.4G公司6MW液压变桨交叉作业方式存在风险问题分析3.4.1影响液压变桨作业方式质量的真因分析a.现有装配作业方式无法实现100%前置效果。由于叶片锁定座采用圆孔设计，无法线下装配定位紧固，角度无法确立，在狭小的空间给工作人员组装带来很大的不便，存在安装困难，无法打力矩等情况，存在较大的作业风险，也无法确保达到安装工艺要求，不能满足在恶劣的自然条件下风机叶片的液压变桨工作强度。如下图3-3所示：图3-3现场狭窄空间作业b.锁定座与锁销的配合方式无法实现区间锁定。锁定座固定孔采用的是槽型孔在定位存在错位是无法精准定位，人员只有在电气操作环节进行调整定位孔位置，在通电、高压的环境中进行交叉作业调试，存在极大的安全质量隐患。如下图3-4为现在锁定座设计图：图3-4锁定座设计图c.锁定销结构设计缺陷液压缸伸缸动作误差偏移，液压缸的伸缸参数无法实现三者的锁定融合，存在交叉作业常态。经过对后期通电电气实验分析，由于没r有精确的定位，液压缸的伸缸参数无法实现锁定融合。3.5本章小结本章主要分析了G公司质量管理的现状，对其当前质量管理存在的主要问题进行了总结，并对G公司6MW液压变桨交叉作业方式存在风险分析，并从表层与深层两大维度对其原因进行了分析，得出G公司迫切需要结合公司质量管理体系运用精益六西格玛的产品质量体系，提供现实依据对液压变桨作业生产方式存在的风险分析，并找到有效的解决办法以解决当前在产品质量管理过程中的不足。第4章6MW液压变桨交叉作业方式消除的优化改善G公司自2015年开始推行应用精益六西格玛管理，针对解决生产工艺过程中的质量风险，提高产品质量水平的稳定性，经过讨论和分析，决定建立针对液压变桨作业展开多方位精益六西格玛项目。其中关于风机液压变桨作业总装一直没有一个独立稳定的工艺，锁定座与锁销的配合方式无法实现区间锁定，后续通电检验工序作业风险极高，项目团队针对此情况，按照DMAIC步骤和方法，采用相关工具，对工艺流程进行改进。4.1项目定义阶段4.1.1项目目标首先，确定项目目标，而项目的最终目标是，优化部件设计及作业方式建立成一个稳健的专门的工艺：a.消除轮毂内狭小作业空间的安全风险方式；b.优化锁定装置的设计，实现线下定位装配紧固；c.消除轮毂内侧的电气和机械工序的交叉作业模式，提升安全、质量保障系数。4.1.2组织层次图为了提高改进液压变桨作业的质量水平，我们专门成立了一个项目组，从各个相关部门抽调人员全职进行这项改善。小组成员包括一名项目经理，负责项目把关，一名质量协管，负责项目指导。我和总装班组长为项目组长，负责项目的跟踪及推进，下面有分别负责计划执行，技术支持，项目协作，质量支持的四位组员。项目成员各负其责，采集必要的数据。我们制定了项目研究的计划，并定期举行会议进行跟踪和总结项目进展的情况。4.1.3项目时间表设定定义：2021.02.17-2021.02.25测量：2021.02.25-2021.03.03分析：2021.03.03-2021.03.30改进：2021.03.30-2021.04.10控制：2021.04.10-2021.04.304.1.4项目预计财务收益a.人员方面：由原来4人优化成1人可操作b.节约成本方面单台工时成本节约345元，返工操作成本节约391元：按2020年G公司营销系统签约项目机组数量分布统计：91台x（345+391）=6.7万元。c.排除隐性成本方面：（按2020年现场此类隐性成本统计：机组此类现象进行的排查人工成本、租车、租船及故障引发机组发电量损失等）。4.1.5项目所涉及的范围及项目当前基准线项目目标是消除总装不良品，消除现有交叉作业的安全、质量等瓶颈点。统计2020年第一季度，第二季度，第三季度，第四季度液压变桨作业不良品反生占比如下为，分别为27%，13%，20%，13%，统计其平均值为18.25%，此次目标将此种不良品率降低至0%，以彻底消除不良品。如表4-1所示：表4-1不良占比第一季度第二季度第三季度第四季度基准线目标27%13%20%13%18.25%0%下图4-1条形图为统计当下制成不良分布图分析：图4-1制程不良分布图4.2测量阶段测量阶段的目的是收集详细可靠的信息，充分了解当前的过程状态，并确定目前，每一级控制项目，并通过对这些数据的分析，找出问题的原因。如下图4-2为2020年液压变桨交叉方式问题柏拉图。图4-2液压变桨交叉方式问题柏拉图4.3分析阶段4.3.1鱼骨图分析既然按照严格的工艺流程作业，为什么我们的风电机液压变桨作业还存在较大的质量安全隐患，质量水平仅为2σ左右呢？通过头脑风暴得出以下关于影响6MW液压变桨作业关键过程的输入因子。首先，液压变桨系统为风机变桨主要动力系统，需要提供很大的动力，客户对液压变桨质量要求很高，要求定位误差精确到1毫米以内。其次有很多因素影响风机液压变桨作业的质量，而这些因素之间有时又相互作用，相互影响。如下因素：材料因素：锁定座装置为圆孔，座体压板为腰孔设计，轮毂连接口不匹配，轴承面无法线下预紧固。方法因素：人员操作，锁定角度精确度高，需要电器测试环节验证，伸缸长度影响座体定位。环境因素：狭小的空间作业困难，机组内灯光影响，内部需要登高力矩紧固，作业与测试易出现信号交叉影响。设备因素：轴承无法顺桨锁定，锁定座无法线下紧固，联调条件不满足，变桨角度超出设计界限。综合上面所诉，由图4-3鱼骨图终结分析发现，液压变桨交叉作业方式存在巨大的风险，交叉作业的质量品质需要一整套行之有效的系统的方法才能够提高。所以最后选择了曾经给摩托罗拉和通用创造了奇迹的六西格玛的方法对这一过程进行分析研究，希望找到改进和提高这一过程的方法。环法料机人锁定座销孔干涉孔变桨角度超出设定界限锁定座无法线下锁定轴承无法顺桨锁定联调条件不足机组灯光影响作业与测试易出现信号交叉影响6MW液压变桨交叉作业方式消除的优化改善内部需要登高力矩紧固狭小空间作业困难需要电器测试环节验证锁定角度精确度高人员误操作轴承无法线下紧固轮毂连接口不匹配伸缸长度影响座体定位座体压板为腰孔设计装配过，程交叉作业操作操作原因导致误操作人员技能有偏差轮毂内站立不稳环法料机人锁定座销孔干涉孔变桨角度超出设定界限锁定座无法线下锁定轴承无法顺桨锁定联调条件不足机组灯光影响作业与测试易出现信号交叉影响6MW液压变桨交叉作业方式消除的优化改善内部需要登高力矩紧固狭小空间作业困难需要电器测试环节验证锁定角度精确度高人员误操作轴承无法线下紧固轮毂连接口不匹配伸缸长度影响座体定位座体压板为腰孔设计装配过，程交叉作业操作操作原因导致误操作人员技能有偏差轮毂内站立不稳图4-36MW液压变桨交叉作业方式消除鱼骨图4.3.2因果矩阵分析从上图可以看出，列出的因素很多，分析原因也不能准确定位。这需要进一步深入研究。利用数据分析，实施实验验证，最终确定根本原因。只有这样，我们才能解决问题，提供方向和改进。在分析过程中，采用了因果矩阵法如表4-2所示。它利用鱼骨图的描述，以矩阵的形式处理一些复杂的问题。这些问题一般不方便处理。表4-2因果矩阵图特性要因果矩阵完全重要：5、重要：4、需要：3、不太重要：2、不重要：1对产品重要程度108权数合计权数排名关键输入要素关键输出要素装配偏差扩散倾向1锁定座销孔设计为圆孔559012轴承面无法线下预紧固458023做体压板为腰孔设计447234轴承无法顺桨锁定447245变桨角度超出设计界限335456锁定座无法线下紧固335467伸缸长度影响座体定位335478装配过程，交叉作业操作335489狭小空间作业困难3354910内部需要登高力矩紧固32461011人员误操作23441112操作原因导致误操作14421213轮毂连接接口不匹配14421314锁定角度精确度高22361415需要电气测试环节验证22361516轮毂内站立点不稳22361617人员技能有偏差22361718联调条件不满足22361819机组内灯光影响11181920作业与测试易出现信号交叉影响1118204.3.3失效模式与效应分析通过上述权数计算，可以确定各关键要素的排序，其中锁定座销孔设计为圆孔，轴承面无法线下预紧固，做体压板为腰孔设计为最重要因素。将基于上诉三个主要要素进行失效模式与效应分析，见表4-3表4-3失效模式与效应分析失效模式与效应分析关键因素潜在缺点模式缺点所造成的的潜在影响特殊识别严重性危及指标潜在性缺点的发生原因发生频率目前的控制/防错法的运用侦出度危险优先等级RPN锁定座销孔设计为圆孔实验过程中交叉作业无缓冲角度过渡7锁定座设计不合理5需进行优化设计5175轴承面无法线下预紧固锁定角度区间不定锁定座与锁销的配合方式无法实现区间锁定5角度定位不确定5进行角度优化紧固5125锁定座压板连接孔为腰孔锁定座与压板配合不良锁定座力矩需在电气测试环节进行5锁定座与压板配合不合理5立即调整390通过团队评估分析找出影响不良品的关键因子重要度排序，并在众多的输入中，由团队选出关键的过程输入，通过以上鱼骨图、因果矩阵、失效模式与效应分析。由于锁定座装置设计不合理，导致：1.现有装配作业方式无法实现100%前置效果。2.锁定座与锁销的配合方式无法实现区间锁定。3.液压缸的伸缸参数无法实现三者的锁定融合，存在交叉作业常态，为在6MW液压变桨作业中的关键因子。4.4改进阶段4.4.1锁定座优化根据上一节的失效模式分析，分析得锁定座销孔设计为圆孔，无缓冲角度过渡，导致实验过程中交叉作业，；测算锁定角度区间，锁定座与锁销的配合方式无法实现区间锁定；锁定座压板连接孔未腰孔导致锁定座力矩需在电气测试环节进行，液压缸的伸缸参数无法实现三者的锁定融合，存在交叉作业常态的问题。其中针对锁定座装置设计不合理现象最为严重，结合个问题重新对锁定座提出下表4-3改进方法并加以权重评比。表4-3改进方法评比（▲：最优；■：较好；●：较差）对策案效果成本风险综合评价更改锁定销头装置■●▲更改周期长切更改后的锁销装置的锁销撞击性能有风险不采用增加狭小空间作业的工装■●▲仍存在通电、高油压状态的交叉作业形式不采用优化锁定座的锁定槽孔及附属装置同步更新■■■技改周期短，提升效果显著，后续机型可借用设计方式采用对提出的改善对策从改善效果，成本，以及产生的风险综合评估，最终确定以具有技改周期短，提升效果显著，后续机型可借用的设计方式等优点的，锁定座的锁定槽孔及附属装置同步更新的改善方案为优化方案，并加以实施。运用5W1H的方法对锁定座的锁定槽孔优化方案提供设计方向的思路的思考方法。如表4-4所示。表4-45W1H对策分析表序号真因What目标Why方法How负责人Who完成日期When验证地点Where1锁定座销孔的设计缺陷实现线下装配可紧固方式优化锁定座的圆孔为槽孔方式改善小组2021.04到货验证2锁定座附件的设计缺陷同步更新，实现线下装配配套方式优化连接配套孔位改善小组2021.04到货验证3需电气工序检测角度再定位操作紧固消除交叉作业方式线下实现作业方式全前置电气班组2021.04测试机组由上表分析得，首先，制定对锁定座的锁定槽孔设计缺陷分析，原有锁定座销孔为圆孔设计无缓冲角度过渡，导致实验过程中交叉作业，锁定座压板连接孔为腰孔设计，无法实现精准定位，锁定座与压板配合不良，无法实现提前紧固作业。现结合二者特点，将锁定槽孔将圆孔设计为槽孔，保障线下定位误差，可实现线下装配；锁定座压板连接孔为腰孔设计为圆孔，保障能够精准定位。更改设计图纸如下图4-4所示。图4-4锁定座更改设计图纸其次将图纸第一时间反馈给供应商企业，与供应商企业密切交流，重新制作样件，并对样件进行安装调试，进行电气测验，最终得出以上相应部件优化可实现线下装配配套前置100%，有效消除安全、质量风险，提升机组的装配质量。4.4.2作业流程优化4.5控制阶段在6MW机型生产装配过程中发生的典型质量问题，从机组信息、事件描述、问题图片、临时措施、原因分析、预防措施等六个方面对质量问题进行完整呈现和准确解析，汇编成典型案例集。案例集是质量人员处理典型质量问题的经验总结，展现清晰的思路、严谨的逻辑分析、有效的预防措施，是质量工具熟练使用、质量控制方法科学应用的成功案例集合。案例集作为一部质量培训教材，可以应用于员工质量相关的多种培训课程，能够使员工清晰地认识到质量问题带给客户和公司的严重影响，能够起到传承经验、借鉴思路、推广方法的重要作用。同时更新系统文件，将变更文件下发至班组，图纸文件升级变更，相关作业指导书同步更新。4.6改善前后对比经过本次锁定座装置及人员作业方式的优化改善后，叶片锁定销孔为槽孔设计，保障线下定位误差；人员无需再电气环节进行调节，可前置线下安全作业且提升作业周期；作业方式优化，消除机械及通电工序的交叉作业锁带来的安全、质量风险，提升机组在现场的运行可靠性；下图为改善前后的现场对比图，如图4-6所示：优化后优化前优化后优化前图4-6改善前后的现场对比图4.7本章小结本章针对G公司6MW液压变桨交叉作业方式优化改善，利用精益六西格玛思想，使用DMAICII分析，对锁定座销孔的设计缺陷，重新设计改进；对装配流程优化，相应部件优化可实现线下装配配套前置100%，有效消除安全、质量风险，提升机组的装配质量。第5章总结与展望近年来，随着产业转型力度的不断加大，产品需求的种类越来越广，顾客对产品的消费观念也在发生变化。高质量、高品牌价值的产品越来越受到消费者的欢迎。精益六西格玛是当今社会和生产中较为先进和科学的生产方法之一。在当前激烈的市场竞争环境下，运用精益六西格玛管理方法来解决企业在生产中发现的问题，可以使企业不断提高市场竞争力，同时也可以实现有效的成本节约、流程的合理持续改进。同时，精益六西格玛管理方法在企业经营管理过程中也发挥着巨大的作用和作用。基于这一背景，G公司采用精益六西格玛管理来改善经营和质量管理。本文基于精益六西格玛理论，对G公司6MW液压变桨交叉作业模式的质量问题进行了分析、改进和研究。本文利用DMAICII模型和精益六西格玛工具对数据进行收集和整理，通过鱼骨图、排列法、直方图、因果矩阵图和失效模式分析，从人、机、料、法、环境等方面找出影响产品性能的关键因素。对于原因明确的因素，采用精益生产方法进行快速改进，最终达到改善的目的。对G公司6MW液压变桨交叉作业项目改善的成果：本文运用精益六西格玛去解决6MW液压变桨作业的问题，是G公司先进管理思想的引入并应用的经典案例，为先进公司先进思想引进实施提供很好借鉴。对锁定座的锁定槽孔设计缺陷分析，并提出有效解决物料设计缺陷的办法，成功解决锁定角度精确度不高，定位不准导致液压缸伸缸伸缸参数三者不融合现象。优化装配改善部件后实现线下作业方式全前置作业，并改进装配作业流程，有效解决狭小空间作业线下轴承工序前置安装无法精确定位紧固，待电气测试环节定位后，通电、通压状态进行交叉作