《基于QC小组L公司某机械表产品构件质量问题优化方案设计》18000字

1.I基于QC小组L公司某机械表产品构件质量问题优化方案设计TOC\o"1-3"\h\u6348第一章绪论 848451.1研究背景 8236731.2选题意义 1188121.3研究方法 143971.4论文章节安排 12778第二章相关理论综述和方法 2298902.1质量的基本概念 258072.2质量管理的发展 293852.3质量分析方法 4100882.5质量改进方法 1016726第三章L公司的质量管理现状 11216263.1L高性能材料公司简介 11250743.2微型擒纵轮构件的结构原理 11265753.3微型擒纵轮构件的工艺流程 136693.4微型擒纵轮构件的质量现状 16182963.5改进目标 1810697第四章擒纵轮构件质量问题的原因分析 20240924.1数据收集 2095974.2质量原因分析 2232705第五章质量改进的对策研究及效果验证 3119065.1试验设计及制定措施 31301665.2统计过程控制及效果验证 3632626第六章总结与展望 44298756.1总结 44280056.2展望 443554参考文献 46

第一章绪论1.1研究背景古往今来，一直伴随时间的，是人类对钟表的发明和使用。远古时代，人们利用天文现象来记录时间，比如日冕，主要通过观察日影的方向来计时。同时也利用一些流动物质计算时间，比如沙漏，通过记录沙子的流动来计时。正是因为人类意识到时间对生活各个方面的影响，所以才研究并发明了这些计时工具。时间对于人类生活的重要性不言而喻,从技术发展史来看，钟表业是一个大产业，工业革命曾是机械工业的高峰。采用钟表工艺制作的产品做工精细，蒸汽机时代的很多工程师都曾是钟表匠，钟表技术也在无形中促进了工业革命的发展。随着航海时代的来临，人类有了更精准的时间观念，通过不断地改装擒纵机构，促进了钟表技术的发展。钟表是水手的必备工具，如果没有指南针和摆钟，极有可能撞上暗礁。由此可见，时间对一个时代的发展有着深刻的影响。钟表技术促进了17世纪英国工业的发展。深刻的时间观念影响了不同时期的科学家，促进了科学的发展。直到18-19世纪，西方已经做出了精密的时钟，钟表制造业也已经实现了工业化生产。随着启蒙时代的来临，工业高速发展，人类对数学和机械学的研究日新月异，钟表开始进入精准时代。随着时代的不断发展与技术的进步，钟表不断缩小，已经从挂在墙上慢慢缩小到我们的手腕上。进入21世纪后，随着高科技的迅速发展，钟表开启了新时期，从机械变成数字化。手表开始变得多元化，功能不再局限于计时，逐渐朝着智能通信、设备连携方向发展。人们的生活与时间息息相关，比如正式考场上、在科学试验中、在火车站等等，我们感知时间并且需要时间的概念，而钟表就是人类理解时间并需要时间的实质体现。钟表本身就是一种精神文化，制造钟表的智慧已经被人类拥有，每一块手表都蕴含着人类的智慧，承载着精益求精的工匠精神。因为手表的每一个构件都与计时精准密不可分，因此做好每一块手表构件是促进钟表产业发展的基础，也是一种文化的体现与延续。1.2选题意义钟表产业是技术和劳动密集型企业，生产钟表零部件所用到的机械设备昂贵、工艺技术复杂，因其生产工序复杂且尺寸精度要求很高，在生产过程中总会出现一些缺陷问题，导致产品良率低，从而增加了质量成本，企业的收益也有所减少，同时擒纵装置是机械腕表的核心部件，擒纵齿轮的质量也关乎着每一块表的走时是否精准。因此为确保每块腕表走时精准；对钟表内部擒纵齿轮构件的质量分析和质量改进非常重要。L公司是一家外资企业，总部在奥地利。主要工业领域包括高性能材料加工、电子零件生产等。在国内的手表构件行业，L公司有着一定的代表性。其合作的客户群体以国内的中小型企业为主，随着业务的扩张，2018年开始与日本一家手表公司合作，为该公司提供微型擒纵轮构件。微型擒纵轮构件是产品良率较低的一个项目，也是公司重点关注并一直在改进的项目之一，目前L公司的项目质量管理由项目负责人和车间生产负责人负责，产品质量不稳定。项目的合格率只有90%~95%，微型擒纵轮构件的质量及其管理水平都没有达到公司和客户的期望，经常受到客户的投诉。因此需要对擒纵轮构件进行质量改进，为客户提供高水平优质的产品和更加个性化的服务，从而提高服务质量。本文通过研究L高性能材料公司的擒纵轮构件生产过程中出现的缺陷问题，利用质量管理工程的质量分析工具，找出生产工艺中的主要问题，采取相应的措施解决存在的质量问题，并通过过程控制和持续改进，从而达到提高产品合格率并降低客户投诉的目标。1.3研究方法影响项目质量的因素很多，但仅是其中几项因素起主要作用，排列图是寻找关键因素的有效工具。本文将运用排列图来找出影响项目质量的主要因素。本文将运用工序能力分析法计算出工序能力指数，分析工序是否处于稳定状态。在稳定状态下，工序质量的质量特性值近似服从正态分布，运用工序能力分析法研究生产工序的过程能力。找出影响质量的主要问题后，将运用头脑风暴法来引导小组成员创造性地思考，以产生和澄清大量的设想、问题。头脑风暴法的应用范围有四个方面：①在调查研究的过程中，获得大量的信息、意见、反映等基本数据。②在新产品开发设计、研究和创造过程中获得大量的新思路。③在技术创新、五小发明、质量改进和QC小组活动中发现解决问题的方法和改进机会，以促进改进的成功。④通过开展成员合理化建议活动中，启发员工的思维，以获得更多的新思路。影响质量的原因很多，且关系复杂，鱼骨图具有寻根究底的特点，本文将运用鱼骨图并结合头脑风暴的设想找出产生平面度不良的原因。统计过程控制：所有的产品和服务都是过程的结果。统计过程控制就是根据产品质量的统计特点，运用数理设计方法对生产制造过程和服务过程的数据加以收集，整理和分析，从而了解、预测和监控过程的运行状态和水平。这是一种以预防为主的质量控制方法。运用控制图对生产过程进行过程控制，同时通过控制图进行了效果验证。1.4论文章节安排本论文分为六个部分，具体结构如下：（1）第一章：绪论。包括论文的研究背景和选题意义，以及论文的研究方法和章节简介。（2）第二章：相关理论和方法综述。包括质量的基本概念、质量管理的发展、DMAIC理论介绍、质量分析方法、质量改进方法五部分内容。（3）第三章：L公司的质量管理现状。包括L公司简介、微型擒纵轮构件的结构原理、微型擒纵轮的工艺流程、微型擒纵轮的质量现状、改进目标五部分内容。（4）第四章：擒纵轮构件质量问题的原因分析。包括了运用排列图分析、过程能力分析、头脑风暴分析、因果图分析四个部分内容。（5）第五章：质量改进的对策研究及效果验证。包括制定对策表、统计过程控制、控制图效果验证三个部分内容。（6）第六章：总结与展望。包括论文的总结和展望两部分内容。

第二章相关理论综述和方法2.1质量的基本概念国际标准化组织（ISO）颁布的ISO9000质量管理标准中对质量的定义是：一组固有特性满足要求的程度[1]。质量是客体的一组固有的属性满足要求的程度。其中“固有”指的是存在于客体中。费根保姆认为，质量不是追求最完美，而是顾客使用和成本最佳，质量是产品整个生命周期的各种要素的总括[2]。我们通常用差、好、优来描述质量，质量可以分为狭义质量和广义质量。产品质量、服务质量和工程质量一般都属于狭义的质量，重点在于从用户的角度去看质量；广义质量包括狭义质量和工作质量，其中包括成本、价格、交货期等等。20世纪90年代以来，人们开始采用大质量的概念，“大质量”包括产品的内在质量、外在质量和服务质量。产品的主要性能质量称为产品的内在质量，也称为第一质量。产品的外观质量称为产品的外观质量，包括颜色、款式等，又称第二质量。产品服务质量主要是指产品所提供的销售服务质量，又称第三质量。这三个层次的品质构成了大质量的完整概念。GB/T19580-2012《卓越绩效评价准则》国家标准的颁布充分体现了“大质量”的概念。2.2质量管理的发展ISO9000中将质量管理定义为在质量方面指挥和控制组织的协调活动。提高顾客满意度、缩短流程和减少缺陷是质量管理的三大目标。质量管理发展的历程主要包括四个阶段。第一个阶段是检验质量管理阶段（1900~）。在检验质量管理阶段，专职检验，注重产品质量。美国工程师泰勒（F.W.Taylor）提出在生产过程中，产品的设计、制造和检验应相互分离。20世纪初，在工业革命的背景下，他结合自己对管理的实践与经验，提出了“科学管理”理论。“科学管理”中提出管理者与劳动者分工要科学。将计划职能与执行职能分开，同时增加检查环节。这是历史上第一次将质量检验分离出来，从此，质量检验有了专门的工作机构。20世纪初到20世纪40年代，美国的企业普遍简历了这种质量检验机构。在检验质量管理阶段，管理的对象是产品和零件质量，管理范围是产品及零部件，管理重点在于制造结果，以产品符合性技术标准作为评价标准，应用到了检验技术，强调了事后把关的管理思想和方式。第二阶段是统计质量控制阶段（1930~）。统计质量控制阶段专注于过程质量，并对生产过程加以控制和预防。第一次世界大战后期，美国工程师休哈顿（W.A/Sheuhart）提出产品质量不是检验出来的，而是制造出来的，所以要对生产过程进行分析与改进，预防不合格品的产生。他发明了工序能力“法”和控制图。于此同时另一位工程师道奇发明了抽样检验，20世纪50年代中叶，美国国防部开始强制推行抽样检验，第二次世界大战结束后，许多企业转入民品生产，由于统计质量控制十分有成效，越来越多的企业纷纷效法。从此，质量管理从检验阶段推进到统计质量控制阶段（StatisticalQualityControl，SQC）。统计质量控制阶段在生产过程中采用抽样检验，并结合了控制图对产品质量进行控制和预防。后来，其他国家也采用了这种质量管理方法，并获得了很大的经济效益。统计质量控制阶段的管理对象是工序的质量，管理范围是整个工艺系统，管理的重点在于制造的过程，以设计标准作为评价的标准，涉及数理统计技术及控制图，以控制制造过程中的废品，消除产生不良品的工艺原因。第三阶段是全面质量管理阶段（1960~）。20世纪60年代，进入了全面质量管理TQM（totalqualitymanagement）阶段。这一阶段注重制度和操作质量，强调全员、全企业、全过程和方法的多元化，这是质量管理发展史上的一个里程碑，全面质量管理是市场发展的必然结果。1961年，美国费根保姆博士出版了《全面质量管理》，其中全面质量管理概念里提到：不能局限于数理统计和生产后的检验，还应增加一系列解决质量问题的方法。强调要形成全过程的质量管理，并说明了质量与成本两者间的关系，强调了成本的重要性。更是强调了企业全体员工都应具有质量意识和质量精神。全面质量管理的核心思想在于以最经济的方式获得最大的满意。世界各国的全面质量管理思想进行了研究，并增加了自己的实践成果，在理论和实践的结合中取得了更好的发展。全面质量管理阶段的管理对象是产品寿命循环全过程的质量，管理范围是全过程以及企业全体人员，管理的重点在于过程的一切要素，以产品适用性作为评价标准，综合应用了各种质量工程技术，聚焦循环全过程控制，追求零缺陷，强调了企业全体员工都应具备质量意识。第四阶段是标准化质量管理阶段（1980～2000年）。20世纪80年代，在经济全球化的背景下，全面质量管理在世界范围内得到了广泛的应用。1987年3月，国际标准化组织公司的ISO颁布了一系列ISO9000标准，规范了质量管理的内容和要求。从标准的内容来看，大致可以认为全面质量管理理论是标准化的。现阶段企业质量管理工作主要包括：标准的使用、技术积累、统计方法的运用、标准的制定、修改和废止、标准体系的建立等，以市场满意程度作为评价的标准，应用了标准化技术、现代企业管理技术、统计技术、认证技术等，强调了事前预防、适中控制的管理思想和方式，通过标准化技术全面提高管理水平，并强调了于全员参与。2.3质量分析方法质量分析是质量改进第一阶段的工作内容，质量改进是质量分析活动结果的实施阶段。这两项质量管理活动密不可分，质量分析和质量改进活动构成一个完整的PDCA循环，以达到解决质量问题、提高质量水平的最终目的，以下是对本课题用到的质量工具的简单介绍。工序能力分析法工序的过程能力满足公差要求的程度称为工序能力指数，表示为或。关于无偏情况下计量数据的值的计算，有两种情况。①双侧公差情况下：（2-1）式中表示公差范围；表示公差上限；表示公差下限；表示质量标准差，可用样本标准差估计，即。②单侧公差情况下：（2-2）（2-3）式中表示规定上限时的工序能力指数；表示规定下限时的工序能力指数。若或，值无意义，则规定。当工序质量数据分布中心与公差中心M不重合，其偏离值为，即有偏情况下给定双侧公差时值的计算：或（2-4）工序能力指数的数值越大，表明工序能力越高；反之，工序能力指数的数值越小，工序能力就越低。根据工序能力指数的大小可分为5个等级，如表2-1所示。表2-1工序能力指数分级表项目等级工序能力指数、对应关系不合格品率p（%）评定特级过于充分一级充分二级尚可三级不足四级严重不足排列图排列图是一种统计分析工具，用于找出关键的主要因素。影响项目质量的因素很多，但起主要作用的因素很少，因此Pareto图是寻找关键因素的有效工具。排列图由两个纵坐标（即频率纵坐标和频率纵坐标）和一个横坐标（项目排列）组成，并根据频率和累积频率曲线一次排列几个直方柱。影响因素一般分为三类：（1）a类因素，其累积频率约为0～80%，是影响产品质量的主要因素（2）B类因素是影响工程质量的次要因素，其累积频率约为80%-90%（3）C类因素，累积频率在90%-100%之间，是影响产品质量的一般因素。排列图有以下几个绘图步骤：（1）先画出频数纵坐标，在画出横坐标并均匀标出项目刻度，最后画出右侧纵坐标。（2）根据频数大小在横坐标下从左至右填写项目（因素）名称，“其他”项一律填在最后。（3）标出频数纵坐标刻度（4）标出频率纵坐标的刻度。（5）根据项目（因素）的频数从大到小绘制出直方柱。（6）绘制累计频率曲线。（7）划分为A、B、C类区。（三）控制图控制图是将图与图联用的一种形式，通过图来观察分析平均数的变化情况，图用于观察分析数据的离散波动情况。控制图原理的分布。若总体服从正态分布，则趋于正态分布：（2-5）式中表示的平均数；表示的标准偏差。因此，的分布为：，即服从以为平均数、以为标准差的正态分布。图的中心线和上下界限的确定：（2-6）由：得：；则：（2-7）取，则：（2-8）的数值如表2-2所示：表2-2数值表23456789101.881.020.730.580.480.420.370.340.31的分布。若总体服从分布，代表总体中抽取大小为的样本的极差，则：当足够大时（实用中取），的分布也趋于正态分布，得出结论：①的正态分布与总体正态分布中的值无关；②的正态分布与总体正态分布的有关，且：（2-9）式中表示的平均数；表示分布的标准差；、表示随而确定的系数。则的分布为：，即服从于以为平均数、以为标准差的正态分布。图的中心线和上下控制界限的确定：（2-10）由得：（2-11）取,;则：（2-12）、的数值如表2-3所示：表2-3、数值表23456789103.272.572.282.122.001.921.861.821.78－－－－－0.080.140.180.221.131.692.062.332.532.702.252.973.08续表2-3、数值表23456789100.850.890.880.860.850.830.820.810.80当时，不存在。图的制作有以下几个步骤：收集数据。收集50~100个近期数据。数据分组。一般分为20~25组，每组2~6个数据。建立图数据表。如表所示。计算各组平均数。（2-13）计算每组的极差。（2-14）式中表示组内最大值；表示组内最小值。计算总体平均数（2-15）式中表示分组数；表示第组平均数。计算各组极差值的平均数。式中表示第组数据的极差。按表内的计算公式计算控制界限。制作控制图。在控制图上打点。一般图上用“·”表示；图上用“”表示。在图、图的左侧分别写上“图”“图”图同时观察了数据平均值的变化和数据的分散程度，即观察了工序质量总的变化情况。这种控制图提供的信息量大，检出力强，精度较高，是研究工序、控制生产的有效方法，在项目质量控制中应用十分广泛。2.5质量改进方法质量改进是质量分析活动结果的实施阶段。通过过质量分析找出影响质量的主要原因后，建立QC小组针对所确定的每条原因制定措施并实施措施解决质量问题。解决现存的问题后，还需要对整个生产过程进行监控，本文将采用统计过程控制SPC对平面度这个质量特性进行监控。统计过程控制SPC利用数理统计原理进行过程控制的方法。在实际应用中先确定关键的控制特性，并计算控制线，制定控制图，然后对特性进行持续的监控，根据概率提示发生的异常波动，提前进行检查确认，改进预防，保证过程的持续稳定[4]。统计过程控制主要解决两个基本问题：一是工艺运行状态是否稳定；二是加工能力是否足够。前者可以用控制图来衡量，后者可以用过程能力分析来衡量。统计过程理论从过程出发，但其研究成果适用于各种过程，如设计过程、管理过程、服务过程等。统计过程控制通过对生产过程的监控来保证产品的质量，这有助于提高产品的质量和生产能力。

L公司的质量管理现状3.1L高性能材料公司简介1921年在奥地利罗伊特，PaulSchwarzkopf博士创立了P公司，仅有20名员工，当时主要生产照明工业所需的钼丝和钨丝。经过了近100年的发展，P公司已经成为了拥有员工超过14000名的集团公司，旗下拥有4个子公司，L公司就是其中一个子公司。L公司是一家外资企业，成立于2008年，注册资金1015万美元，总部在奥地利。主要的产业领域是高性能材料的机械加工，L公司业务有：为工具涂层行业提供制造先进耐磨、耐高温涂层的溅射靶材；为半导体行业提供高品质的电子管，钽电容，磁控管；为电力行业提供高品质的钨、钼散热片等材料；此外，主要为电子行业提供电子产品零配件。L公司秉持着以顾客为关注焦点的服务理念，拥有着健全的售后服务体系。L公司能够满足工业领域对材料的各种苛刻要求，结合卓越的材料技术、丰富的经验和广泛的应用，不断创新产品并将其引入市场。。由于业务逐渐扩张及技术实力雄厚，L公司在国内的机械腕表构件行业中有着一定的代表性，凭借着技术实力确保客户领先一步，其合作的客户群体以国内的中小客户为主。随着业务范围的扩大，2018年开始与日本一家机械腕表公司合作，为该公司提供机械表微型擒纵轮。3.2微型擒纵轮构件的结构原理擒纵机构是机械表的核心。擒纵机构由擒纵轮、擒纵叉及游丝摆轮组成，摆轮的一份震荡力由游丝提供，摆轮的部分动力由游丝驱动力、擒纵叉和擒纵轮构成擒纵系统，巧妙地传送动力。在游丝驱动下，摆轮规律地撞击擒纵叉，擒纵叉上的两个红宝石来回规律行动，并且只要发条有动力，就会重复这样的运行，擒纵轮和擒纵叉上的红宝石发生碰撞，振频率就是擒纵轮和擒纵叉的碰撞次数。一般的振动频率为28800转/时，换言之，它每秒转动8次，计时精度为1/8秒。一些高端品牌的机芯振动频率高达36000rpm，这意味着机械表的计时精度可以达到1/10秒。图3-1擒纵机构结构示意图本文介绍的微型擒纵轮构件就是擒纵机构中的擒纵轮，机械表工作时，擒纵轮每个振动周期中只能转过一个齿，传动系统中的齿轮也相应地保持一定转速，向摆轮传输动力。由摆轮完成时间的分配，达到调速的作用，以实现等时间的间歇传动，从而达到准确地计量时间。L公司生产的擒纵轮有15个齿，齿形尖薄，硬而光滑。齿的突出端面叫离端，离端的内面叫齿背，离端的外面叫冲面，离端的反面是锁面，锁面与冲面相交处为锁端。擒纵轮的每个齿尖都作用在叉瓦光滑的斜面上，使叉瓦左右摆动，起着控制手表运行速度和保持摆的运转的作用。尽管擒纵轮所传递的力矩不大(约0.2克·毫米)，但它是单向运动，传递力矩的方式是冲击，和叉瓦相碰时接触面积小，运动的灵敏度和准确性要求很严格。以下图3-2是微型擒纵轮构件的示意图。图3-2擒纵轮构件结构示意图3.3微型擒纵轮构件的工艺流程L公司擒纵轮构件的工艺流程分为：压制，烧结，整形，机加工，研磨，过检具，外观检验和最终检验八个主要工序，具体工艺流程如图

3-3所示。压制压制烧结整形机加工终检包装图3-3擒纵轮构件工艺流程图表3-1为各个工序的主要工作内容，其中整形和机加工是关键工序，对产品的合格率影响最大。表3-1生产工序及其工作内容主要工序子工序工作内容原材料来料检验检查原材料来料品质压制称料原材料称重预热将原材料放在压机的热板上预热至160~200℃加料将预热好的材料放在一定温度的模腔内持续热压在一定的压力和温度下保持固定时间开模取出制品开启压模并将制品取出生成F3工单统计不良品数量及类型，生成不良品工单QA抽检检查压制后产品的尺寸、外观烧结布料将制品放在烧结机车上退火、淬火、初回火、终回火温度控制在1200±50℃，点火时间40~60,点火真空度4~6,点火深度10~20加压烧结将制品放在烧结机车上进行烧结生成F3工单统计不良品数量及类型，生成不良品工单QA抽检检查烧结后产品的尺寸、外观整形整形平面度指标0.1，轮廓度指标0.1生成F3工单统计不良品数量及类型，生成不良品工单QA抽检检查烧结后产品的尺寸、外观机加工机械加工机械加工，改变制品的形状、尺寸生成F3工单统计不良品数量及类型，生成不良品工单终检QA抽检检查烧结后产品的尺寸、外观包装包装袋、木箱对产品进行包装保护此外，各个工序每天产出的不良品都会计入不良品工单，因此可以通过收集不良品的工单进行统计，计算出废品总数。车间不良品工单（F3工单）的缺陷类型如表3-2所示，其中平面度不良是最主要的缺陷问题，在2020年1月至10月里的缺陷中占比最高。表3-2擒纵轮缺陷类型缺陷类型缺陷处理方式外观缺陷凹陷/凹坑报废重叠/粘结报废鼓起/凸点报废粗糙报废压痕报废缺口/破损报废表面杂质报废表面发黑报废氧化报废A-碳化报废二维码不良报废过加工/漏加工报废表面镭雕不良返工刀纹返工色差返工划痕/碰伤返工尺寸缺陷平面度不良报废轮廓度不良报废位置度不良报废中心度不良报废长度/宽度不良报废厚度不良报废直径不良报废轴径向不良报废重量偏差报废物理缺陷密度不良报废硬度不良报废拉伸强度不良报废内部缺陷内含杂质/颗粒报废气孔密集报废3.4微型擒纵轮构件的质量现状L公司与日本的一家钟表公司合作以来，擒纵轮项目一直保持着良好的生产效率，而随着客户对产品需求量的增大，生产过程中出现了一些质量问题，导致微型擒纵轮构件的产品合格率一直处于90%~95%，未能达到良率为98%的项目指标。其中不良品分为报废和返工两类，一类进行报废处理，一类进行返工处理。2020这半年内报废数量增加，合格率下降且不稳定，其中，不良品的缺陷问题主要有平面度不达标。公司十分重视此次项目的质量改进，部门多次召开会议讨论如何解决不良品数量增加的问题，并寻求解决不良品数量增加的方法，从而使产品合格率达到98%的项目指标。产品交付给客户后，在检验、组装中如果发现产品存在质量缺陷，顾客就会进行投诉。客户投诉的次数与产品的质量相联系，说明产品质量未能满足客户的需求，同时导致产品报废，退货甚至索赔等问题。只有企业制造过程产生了不合格品，且没有被侦测，筛选和隔离，才可能流到客户端。客户投诉间接反映企业内部质量控制和生产运营系统的问题及漏洞，反映了公司产品质量和质量管理水平。2020年1月至10月的产品合格率和客户投诉数据如表3-3所示。表3-3产品合格率和客户投诉（2020年1月至10月）月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月合格率（%）90.9792.5391.8790.6092.7591.8790.5892.8393.9494.30客户投诉12131412151213141312图3-4客户投诉柱状图（2020年1月~10月）图3-5客户投诉趋势图（2020年1月~10月）根据客户投诉情况可知，客户投诉的不良品的缺陷问题主要有：①尺寸缺陷：平面度不良。②外观缺陷：凹坑/凹陷。表3-4是2020年1月至10月的客户投诉的累计缺陷数据。表3-4客户投诉缺陷数据缺陷类型数量百分比累计百分比平面度不良10333.85%33.85%凹坑/凹陷1726.92%60.77%鼓起/凸点524.62%85.39%轮廓度不良38.46%93.85%重叠/粘结26.15%100.00%图3-6客户投诉缺陷类型排列图根据客户投诉的排列图数据显示，可初步判断主要缺陷问题有平面度不良和凹坑/凹陷。3.5改进目标（1）针对L公司的质量现状，希望通过本次的质量改进达到以下的目的：提高产品质量，使产品合格率达到98%及以上的项目指标，达到L公司3个Sigma的质量水平要求。L公司虽然在国内的中小型企业具有一定的优势，但是面对国外的企业，在产品质量方面还是有待提高。本次论文基于DAMIC理论研究生产过程中的缺陷问题，采用质量工具进行分析，找出主要缺陷问题，再制定对策并实施措施，提高产品的合格率。（2）提高过程管理水平，尽量减少产生或不产生不合格品，提高对风险控制、过程控制的能力，从而提高L公司的过程管理水平。

擒纵轮构件质量问题的原因分析质量分析活动的核心内容是分析质量问题的确切原因。解决质量问题的实质是消除质量问题的根源。在许多情况下，质量改进的效果很小，究其原因，是不能准确分析质量问题产生的原因，解决质量问题的措施与质量问题的本质无关，但这里强调的是，原因分析的关键不是使用任何工具，而是分析过程是否正确。本章将运用排列图找出主要的缺陷问题，其次运用工序能力分析法判定过程能力，最后建立QC小组开展头脑风暴并绘制因果图找出影响质量的主要原因。4.1数据收集在产品的生产加工过程中离不开质量检验，为确定产品质量水平，需收集质量数据进行统计分析和计算。本研究通过抽样的方式从仓库抽取了2020年10月份生产的32片微型擒纵轮构件，表4-1是32片擒纵轮构件的原始测量数据。表4-132片微型擒纵轮构件的原始数据编号直径1直径2厚度mm轮廓度平面度169.9811.942.990.090.10270.0111.942.980.090.13370.0211.942.940.090.09470.0111.932.940.090.12570.0311.932.960.100.06670.0211.932.960.090.13770.0011.932.930.070.07870.0111.922.950.080.08970.0111.932.960.070.111070.0311.932.930.080.071170.0011.942.920.070.071270.0211.932.970.090.121370.0111.932.980.070.091470.0211.942.970.110.071570.0411.932.930.090.101670.0311.932.930.100.061770.0611.932.950.060.081870.0811.933.000.080.101970.0911.932.950.110.062070.0111.942.970.090.112170.0311.942.950.090.132270.0511.932.940.090.152370.0411.932.950.100.092470.0511.942.960.090.082570.0311.922.920.100.082670.0311.932.980.070.072770.0711.932.960.100.072870.0211.942.980.100.092970.0311.932.960.090.123070.0611.942.960.090.133170.0311.943.000.090.053270.0311.932.950.090.06表4-2微型擒纵轮构件的规格要求项目直径1直径2厚度轮廓度平面度规格标准70.0011.930.250.10.1USL/上限70.2012.153.150.10.1LSL/下限69.8011.852.85004.2质量原因分析质量原因分析属于DMAIC过程改进流程活动的A（分析）阶段。如果质量问题的原因不清楚，就不可能采取有针对性的措施来解决质量问题。因此，分析原因质量问题分析是分析活动的核心内容，本章将采用过程能力分析法，头脑风暴法、因果图、排列图进行研究，获取影响质量的确切原因，并有效地解决质量问题。影响质量问题的因素很多，但作用不同。在众多因素中，对质量问题起决定性作用的因素总是少之又少。首先运用排列图找出影响质量“关键的少数”因素。收集了2020年10月份的产线自动化生成的F3工单（记录不良品的工单），并整理出了10月份不合格品总数为5700。10月份产品生产总数为100000片。其中不良品率占5.7%。运用Excel设计数据记录表，汇总不良品数据。如表4-2所示。表4-2不合格品项检查表不合格品类型小计凹坑/凹陷589重叠/粘结77鼓起/凸点101平面度不良4617缺口/破损123轮廓度不良114压痕58其他21制作排列图用数据表，按数量从大到小的顺序，将数据填入数据表中。如表4-3所示。表4-3擒纵轮构件不良品数据不合格品类型不合格数累计不合格数百分比（%）累计百分比（%）平面度不良4617461781.00%81.00%凹坑/凹陷589520610.33%91.33%缺口/破损12353292.16%93.49%轮廓度不良11454432.00%95.49%鼓起/凸点10155441.77%97.26%重叠/粘结7756211.35%98.61%压痕5856791.02%99.63%其他2157000.37%100.00%合计5700100%根据数据表，绘制不良品项目排列图，如图4-1所示。图4-1不合格品排列图由排列图可以看出“关键的少数因素”是平面度不良,其中平面度不良占总数的81.00%！因此要尽快取得最佳的改进效果，就要先解决有平面度不良这类缺陷问题。使质量水平得以提升。其次计算工序能力，了解工序的质量水平，判断工序对质量工程的保证程度，从而控制工序质量乃至整个工程质量的保证程度。根据表4-1收集到的32片微型擒纵轮构件的原始测量数据，计算值。首先计算出样本均值。由，计算出：直径1=70.030；直径2=11.932；厚度=2.957；轮廓度=0.088;平面度=0.092。（2）计算样本标准差。由，计算出:直径1S=0.024；直径2S=0.006;厚度S=0.021：轮廓度S=0.012；平面度S=0.026。（3）根据表格数据，计算工序能力指数。由，计算出：直径1k=-0.15；直径2k=0.45；厚度k=0.29；轮廓度k=-0.76；平面度k=-0.84。由，计算出：直径1=3.19；直径2=4.58；厚度=1.69；轮廓度=2.44；平面度=1.18。由于产品质量数据的分布中心偏离公差中心，导致过程能力下降。已知平面度=1.18，需要加强质量检查，改善质量状况。根据排列图可以得出，主要缺陷是平面度不良。为解决项目的质量问题，针对这些关键的少数因素，质量部建立QC小组并召开会议，会议过程根据客户投诉的问题以及产线的不良品工单记录进行了头脑风暴。表4-4是改进小组的成员。表4-4改进小组成员序号职务姓名1质量经理Simon2QA主管（主持人）Steven3QC主管Jeremy4质量工程师Joanna5质量工程师Leo6压制烧结主管Ethan7整形主管Michael8研磨主管Grace9机加工主管吴俊文10工艺工程主管高峰会议上首先由QA主管Steven详细介绍了1758项目的质量情况，并引导小组成员展开头脑风暴。主要介绍内容有：表4-5主持人介绍内容客户投诉2020年1月至10月共收到客户投诉130起合格品率2020年1月至10月合格品率一直处于90%~95%之间，未达到98%的项目指标工序能力经研究得出，工序能力不足，需要加强质量检查缺陷问题经分析得出，主要的缺陷问题有平面度不良、凹坑/凹陷。会议期间小组成员大胆地进行自由联想、发表看法，通过QC主管Jeremy对其进行筛选、整理、分类和澄清后得出以下实用的设想:表4-6小组成员的设想姓名设想Simon①操作人员经常变动，操作水平参差不齐②操作人员工作态度不认真，责任心不强Steven①机加工的切削方向错误、进给速度不足或过快②工装夹具的位置出现问题，夹持力度不足或过大Jeremy①整形模具表面不平②制造成型的材料可能存在内应力Joanna①原材料存放周期过长，氧含量偏高②压制密度不够，应用时会出现渗料问题Leo①烧结后产品冷却不充分②烧结时间、温度不足或过长Ethan①车间排尘不好，粉尘太多②车间温度高导致产品冷却过慢或温度低导致产品冷却过快Michael①包装时产品会有脏污，在应用时会出现粘粘②模具结构强度不够高、导致使用过程中变形Grace①操作人员未严格按照标准作业指导书进行操作②标准作业指导书未进行完善、作业方法存在问题吴俊文①刀具未及时更换，导致产品有压印②机加工夹具松动，导致倒角大，震刀纹等问题高峰①检验时出错，检验标准未完善②车床主轴松动、刀架或托板间隙大结合头脑风暴会议获得的设想，从人，机，料，法，五个方面分析找出主因，进一步分析找出次因，直到查找出真正的原因[5]。并绘制鱼骨图。图4-1是擒纵轮构件缺陷问题的鱼骨图分析。法人机员工过度劳累员工责任意识不强法人机员工过度劳累员工责任意识不强仪器操作不熟练员工培训不足过滤器有污垢机器有灰尘颗粒分装设备不稳定分装密度不合理出风口有异常温度不恒定车间潮湿车间湿度太高环天平未回零测量有失误装量差异大西林瓶干燥不彻底药粉残留在料管中分无SOP作业指导书装密度不合理作业程序不明确料有药粉残留在西林瓶壁上鱼骨图4-1显示，影响平面度不良的原因有很多，其中这些原因中有些因素的影响较大，称为主要因素，为尽快制定改善对策，QC小组经过调查后对因素进行归纳整理。表4-7是缺陷的要因归纳整理。表4-7缺陷要因5M分类及归纳重要影响因素5M分类责任部门新员工未培训考核上岗人人事部不熟悉操作规范人人员波动大人模具刀具夹具维护保养不到位机维修部模具损坏机刀具进给速度不当机材料存放周期过长料仓库标准作业指导SOP不完善法质量部车间温湿度不稳定环根据表4-8列举的原因，需要尽快确定哪一项原因是影响微型擒纵轮质量最主要的原因，QC小组据此做了调查：针对人员未培训考核上岗：QC小组成员Ethan结合人事部的员工资料记录对车间的操作员工进行了调查，发现每位员工都是通过严格的培训和考核后才上岗工作，因此人员未培训上岗不是主要原因。针对员工不熟悉操作规范：QC小组成员Jeremy通过对压制、烧结、整形、机加工、研磨等工序的人员进行调查，调查发现公司每月都会安排操作流程培训，每个工序都有组长实时监控并指导，并且每位员工的操作都非常规范，因此员工不熟悉操作规范不是影响质量的主要原因。针对人员波动大：QC小组成员Joanna结合人事部的员工资料记录对车间的操作员工进行了调查，调查发现56%以上的员工都是35岁左右的员工且都是当地人，近一年来只招了10位新员工，因此人员波动大不是影响质量的主要原因。针对刀具夹具维护保养不到位：QC小组成员Leo在机加工生产主管的协助下，对机加工程序的刀具夹具进行检查，检查发现每台设备的刀具夹具的使用情况都非常好，不存在保养不佳的情况，因此刀具夹具维护保养不到位不是主要原因。针对材料存放周期过长：QC小组成员Ivy在仓库任师傅的协助下，对来料进行检查，检查发现仓库会定期对来料进行检验，检验出变质的材料，将作报废处理，保证原材料的品质，并未存在来料存放过长的情况。因此材料存放周期过长不是主要原因。针对标准作业指导书：经QC小组成员Simon调查发现，标准作业指导书的内容已非常完善，且质量部会定期编写标准作业指导书，并定期开展培训。因此标准作业指导书不完善不是主要原因。针对车间温湿度不稳定：QC小组成员Grace在维修部的协助下展开调查，调查发现车间内装温湿度控制表，根据控制表的数据显示，温湿度正常且很稳定，因此温湿度不稳定不是主要原因。针对模具损坏：QC小组成员Steven在整形工序主管的协助下，对整形工序的模具进行检查，发现有10台机器的模具已损坏。因此判定整形模具损坏是主要因素。针对刀具进给速度：QC小组运用了单因子试验设计进行分析：试验设计：分析四种刀具进给速度加工的平面度是否有差异，将20个整形完成的微型擒纵轮随机编好顺序号，采取随机抽取，选取5个分别以100mm/min、125mm/min、150mm/min、175mm/min的速度进行加工，并且按顺序号进行加工，获得数据如下：表4-9平面度数据100mm/min125mm/min150mm/min175mm/min0.080.080.100.090.080.080.100.080.080.090.090.00.070.090.090.090.090.090.090.08原假设（）:四种进给速度加工的平面度相等；备择假设（）：四种进给速度加工的平面度不相等。根据表4-9的数据运用Minitab进行分析,得到了如下结果：根据分析结果可知，P=0.022<0.05,拒绝原假设，说明四种进给速度加工的平面度有差异。而车间机加工工序一直采用的是125mm/min的速度进行加工，根据试验分析结果可知，应采用150mm/min的进给速度进行加工。根据此次QC小组的调查结果可知，影响平面度不良的主要原因是：①整形模具损坏；②机加工工序没有选用最合适的刀具进给速度。

质量改进的对策研究及效果验证质量原因分析属于DMAIC过程改进流程活动的I（改进）阶段，质量改进是质量分析活动结果的实施阶段。质量改进强调突破和发展，不断提高质量水平。追求卓越、零缺陷、一次性成功是组织的目标。持续不断的质量改进必然给组织带来巨大的经济效益，因此质量改进是一种有利可图的创造性变革。正确有效地使用各种统计方法和工具是质量改进项目和活动取得成功的必要条件。5.1试验设计及制定措施质量原因分析属于DMAIC过程改进流程活动的I（改进）阶段，质量改进是质量分析活动结果的实施阶段。质量改进强调突破和发展，不断提高质量水平。追求卓越、零缺陷、一次性成功是组织的目标。持续不断的质量改进必然给组织带来巨大的经济效益，因此质量改进是一种有利可图的创造性变革。正确有效地使用各种统计方法和工具是质量改进项目和活动取得成功的必要条件。（一）制定措施经过质量分析找出影响质量的主要原因后，针对所确定的每条原因制定措施并实施措施解决质量问题。质量部建立QC小组，针对模具损坏制定了以下措施：（1）更换现有的新模具。（2）降低物料的温度，增加物料冷却时间。（3）工作时降低放料速度。（4）落实到各个工序的主管，检查每日的不良品工单，发现问题并及时反馈处理。（5）定期检查设备，落实到维修部,并制定每月一检的规定。（6）定期维护保养设备，落实到维修部，并制定每月维护保养一次的规定。（二）试验设计此外，公司采购了新型号的模具，并对此进行了试验设计，试验设计是对过程或产品进行改善或优化，找出最佳关键因子、识别因子的交互作用及设置取值的方法，本节将运用试验设计的方法确定模具与刀具进给速度的最佳组合。根据4.2原因分析可知最佳的进给速度为150mm/min，其次是125mm/min，同时考虑到了成本问题，因此进给速度可选用125mm/min和150mm/min这两个水平进行试验。首先运用Minitab创建2因子2水平的正交表，如图5-1所示。图5-1Minitab正交表其次根据正交组合进行试验，并记录下平面度数据，如图5-2所示。图5-2平面度正交表根据正交表的数据进行因子分析，结果如图5-3、图5-4、图5-5、图5-6所示。图5-3试验结果图5-4平面度的Pareto图图5-5平面度主效应图图5-6平面度的交互作用图其中方差分析与已编码系数的P值都小于0.05，证明试验效果显著，同时通过平面度的Pareto图可知，A、B、AB项的效果都是显著显著。通过图5-5平面度主效应图和图5-6平面度的交互作用图可知，最佳组合是采用新模具和150mm/min的进给速度。经过一个月的改进，2020年11月份的微型擒纵轮的合格率达到了98.9%，降低了客户投诉率，很大程度上提高了顾客满意度。根据产线自动化机器显示，2020年11月份微型擒纵轮生产总量为150000，其中不合格品率占1.1%。改进后的不合格品数据如表5-1所示。表5-1改进后的不合格品数据不合格品类型不合格数累计不合格数百分比（%）累计百分比（%）平面度不良57257234.67%34.67%凹坑/凹陷37895022.91%57.58%缺口/破损255120515.45%73.03%鼓起/凸点231143614.00%87.03%重叠/粘结15215889.21%96.24%其他6216503.76%100.00%合计1650100%根据数据表，绘制不良品项目排列图，如图5-1所示。图5-1改进后的缺陷排列图5.2统计过程控制及效果验证质量原因分析属于DMAIC过程改进流程活动的A（分析）阶段在制造生产中需要对生产过程进行监测，采用质量检测手段获取质量数据后，需要对质量数据进行分析，以监控生产过程。产品的制造过程，是将材料加工成成品的过程，其中涉及众多复杂的机器设备，工艺参数。如果过程中的设备或参数条件有异常或者不稳定，产品的质量也会不稳定甚至出现缺陷。而缺陷产品制造出来后，只能依靠后续的侦测检验。为保持市场竟争力，高品质，准时交货和具竟争力的价格是三个主要因素。SPC的实施能利用过程统计技术实时监控制程，预先判断产品质量的趋势，并间接控制机器的运行状况，提前做好预防性的措施越来越多的客户现在正把SPC的实施确定为是否购买产品的一个重要决定因素。因此把SPC实施考虑为整个品质改善的必要部分。统计过程控制技术利用概率假设的数理统计方法，对样品特性进行持续抽样监控[5][6]。由第四章的排列图分析可知，影响质量的主要缺陷问题是平面度不良、凹坑/凹陷。模具损坏、刀具损坏、夹具损坏、都会导致平面度不良。而对异常的处理，需要有效分析造成异常的因素，采取纠正措施和预防性行动，以期待减少异常发生的可能性[8]。因此采用统计过程控制技术对平面度实行监控，从而实现对模具运行情况的监控。利用控制图对平面度进行抽样检测，实现对过程的持续监控。本研究的抽样方法和判异准则如表5-1所示。表5-2抽样方法和判异准则抽样方法①每批产品制成时抽样一次②每次测量3个样品记录3个数据判异准则①1个点落在A区以外②连续9点落在中心线同一侧③连续6点递增或递减④连续14点中相邻点交替上下⑤连续3点中有2点落在中心线同一侧的B区以外⑥连续5点中有4点落在中心线同一侧的C区以外⑦连续15点落在中心线两侧的C区内⑧连续8点落在中心线两侧且无一在C区内本节将采用控制图进行过程监控，收集50组样品数据，每组3个数据，填入表5-2中。表5-350组擒纵轮平面度数据编号产品型号123XbarR1WX1758-10.090.10.090.0930.012WX1758-20.10.090.090.0930.013WX1758-30.080.10.110.0970.034WX1758-40.10.090.090.0930.015WX1758-50.090.080.10.0900.026WX1758-60.10.090.10.0970.017WX1758-70.10.090.10.0970.018WX1758-80.090.080.10.0900.029WX1758-90.090.10.10.0970.0110WX1758-100.090.090.10.0930.0111WX1758-110.10.090.090.0930.0112WX1758-120.080.10.090.0900.0213WX1758-130.080.10.090.0900.0214WX1758-140.090.080.090.0870.0115WX1758-150.090.090.10.0930.0116WX1758-160.080.090.090.0870.0117WX1758-170.10.080.090.0900.0218WX1758-180.090.10.10.0970.0119WX1758-190.090.10.10.0970.0120WX1758-200.090.090.10.0930.0121WX1758-210.10.090.090.0930.0122WX1758-220.120.10.090.1030.0323WX1758-230.090.10.090.0930.0124WX1758-240.10.090.090.0930.0125WX1758-250.090.10.090.0930.0126WX1758-260.090.10.080.0900.0227WX1758-270.110.090.10.1000.0228WX1758-280.10.090.080.0900.0229WX1758-290.090.10.090.0930.0130WX1758-300.10.090.10.0970.0131WX1758-310.090.080.090.0870.0132WX1758-320.10.080.090.0900.0233WX1758-330.090.10.080.0900.0234WX1758-340.090.10.10.0970.0135WX1758-350.090.090.10.0930.0136WX1758-360.10.080.090.0900.0237WX1758-370.10.10.090.0970.0138WX1758-380.090.10.090.0930.0139WX1758-390.10.090.090.0930.0140WX1758-400.10.10.090.0970.0141WX1758-410.110.090.10.1000.0242WX1758-420.110.090.10.1000.0243WX1758-430.090.10.110.1000.0244WX1758-440.10.110.10.1030.0145WX1758-450.070.10.10.0900.0346WX1758-460.090.090.10.0930.0147WX1758-470.10.110.090.1000.0248WX1758-480.10.090.080.0900.0249WX1758-490.090.090.10.0930.0150WX1758-500.090.10.10.0970.01（1）首先计算各组平均值:各组数据之和除以每组个数,并填入表5-2中。（2）其次计算各组极差:组内最大值与最小值之间的差，并填入表5-2中。（3）其次计算和值：是的平均值，是的平均值。根据表格数据计算得出=0.0939,=0.0144。（4）其次计算控制界限及中心线，并填入表5-3中。表5-4计算结果汇总控制线公式计算结果控制图上控制线0.10867控制图中心线0.09393控制图下控制线0.07920控制图上控制线0.03707控制图中心线0.01440控制图下控制线0其中、、的数值选用表5-4中对应的参数。表5-5、、数值表23456789103.272.572.282.122.001.921.861.821.78－－－－－0.080.140.180.221.881.020.730.580.480.420.370.340.31（5）制作平均值控制图和极差控制图。平均值图可以提供检测系统的适用性指示。如果数据有超过一半分布在控制线外，则检测系统有能力探测出产品之间的变异，能有效的用于产品和过程监控。若少于一半在控制线范围外，说明检测系统噪音太大，有效分辨率不足，或者样品无法完全表示制程变异。极差图用来说明测量过程是否在控制范围内。若都在控制线之内，则所有评价人在统计角度是一样的。若某一个人有超出控制线，则此人的测量方法与其他评价人不同。若全部检测员都有超出控制线外的范围，检测系统对检测人的操作非常敏感，应进行提升[3]。图5-1平均值控制图图5-2极差R控制图（6）利用样本数据计数和绘制统计过程状态下的图，对特性的值进行日常抽样检测，实现对过程的持续监控[7]。制作控制图，如图5-3所示。图5-3控制图（7）根据表5-1收集到的微型擒纵