Minitab在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用

中國航天科工集團四院四○一所（陜西西安 710025）吳春華 鐘 輝

為了找出影響心軸孔直徑尺寸的主要因素，需要對加工產(chǎn)品的各個因素進行分析總結(jié)。以往單件小批量生產(chǎn)時，可以針對每件產(chǎn)品進行分析，找出癥結(jié)所在。但隨著生產(chǎn)任務(wù)量不斷加大，逐個對產(chǎn)品進行分析，已不太現(xiàn)實，為此，急需找到一種分析、研究批量產(chǎn)品質(zhì)量的方法。

通過考察學(xué)習(xí)，決定采用六西格瑪對產(chǎn)品過程的各個因素進行分析，但這個過程中必需進行大量的數(shù)據(jù)分析、轉(zhuǎn)換，為此引進Minitab軟件進行數(shù)據(jù)分析。

1.數(shù)據(jù)分析

生產(chǎn)能力采用六西格瑪進行研究，必需先判定產(chǎn)品生產(chǎn)過程是否屬于正態(tài)分布。一般認為對于一般的生產(chǎn)過程，特別是在某種約束條件下的生產(chǎn)過程，如果生產(chǎn)過程穩(wěn)定，則過程的輸出一般服從正態(tài)分布。

心軸孔的加工生產(chǎn)屬于一般的生產(chǎn)過程，其直徑尺寸應(yīng)當符合正態(tài)分布。但這僅是從生產(chǎn)的過程來判斷的，不是精準判別。不能用于六西格瑪異常分析中。

為了對生產(chǎn)過程進行正態(tài)性檢驗，特將2003年生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)隨機抽取50個，輸入Minitab軟件中，利用軟件生成產(chǎn)品概率圖，借助概率圖的數(shù)據(jù)進行判定（生成概率見圖1）。

從圖1看出，控制圖上的點的分布狀態(tài)是生產(chǎn)過程運行的體現(xiàn)，正常波動、異常波動均可以通過圖形顯示出來，圖形顯示生成的P值（用來判斷假設(shè)檢驗結(jié)果的一個參數(shù)，一般情況認為小于5%為小概率事件，比這個幾率小的事件我們認為在一次試驗中不會發(fā)生）為0.566＞0.05，表明生產(chǎn)過程符合正態(tài)分布。

整個過程符合正態(tài)分布，繼續(xù)利用Minitab軟件生成過程能力分析圖（見圖2）。

圖中顯示Cp（理想過程能力）=0.88，Cpk（實際過程能力）=0.73，兩者之間差值較小，說明生產(chǎn)過程穩(wěn)定，無不正常波動。Cpk＜1說明生產(chǎn)能力不足，急需提高，反映在生產(chǎn)實際中，表現(xiàn)為個別尺寸超出公差范圍，其余尺寸離散度過大，即工件尺寸大小不一，波動范圍過大，裝配時必須挑選特定的轉(zhuǎn)子組件進行裝配，增加了裝配難度。

2.生產(chǎn)過程分析及解決方法

由于數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，表明生產(chǎn)過程穩(wěn)定，即心軸孔直徑尺寸波動僅僅由正常波動引起。產(chǎn)生尺寸波動的原因是現(xiàn)場固有的，存在于心軸孔生產(chǎn)的過程中，提高生產(chǎn)能力只能改進生產(chǎn)中的某個要素或環(huán)節(jié)。為此對整個加工過程進行了分析。

加工工藝路線：檢查調(diào)試設(shè)備→安裝工裝→裝夾工件→磨出心軸孔→專檢檢測。

整個過程能力決定于工件材料、操作人員、加工工藝、加工設(shè)備、加工環(huán)境、檢測方法。針對以上因素，相關(guān)人員按照六西格瑪方法逐個進行研究分析：其中工件材料是設(shè)計圖樣規(guī)定的，不允許改變；加工環(huán)境一直符合安全生產(chǎn)條例；檢測方法是經(jīng)過與使用單位共同協(xié)商確定，無法更改。而加工人員、加工工藝、加工設(shè)備是可以作為過程能力提高的因素。

但這三個因素的變動對提高過程能力有多大的影響，不得而知。為了解決該問題，決定對以上三個因素變動分別進行小批量試生產(chǎn)，利用六西格瑪方法和Minitab軟件對加工數(shù)據(jù)進行處理、分析，具體方法如下：

（1）選用更高技術(shù)水平的工人 在其他因素不變的條件下，僅將工人調(diào)整為更高水平的技術(shù)工人，理論上認為高水平的技術(shù)工人，加工的產(chǎn)品質(zhì)量更高。但這個因素對生產(chǎn)能力提高有多大影響，無法直接判定為此加工50件產(chǎn)品，按照以往的檢測方法檢測，將檢測數(shù)據(jù)用Minitab軟件進行統(tǒng)計分析，生成正態(tài)檢測圖和生產(chǎn)過程能力圖，與圖1相比較，發(fā)現(xiàn)兩者加工能力相差無幾，故選用更高水平的技術(shù)工人在生產(chǎn)中無實際意義。

（2）改進加工工藝 同上，改進加工工藝，試驗加工50件產(chǎn)品，利用Minitab軟件生成生產(chǎn)過程能力圖，從圖2中數(shù)值判定對加工能力提高不大，同理改進加工工藝無實際意義。

通過查閱資料，決定選用綠色碳化硅。碳化硅又稱金剛砂，其硬度介于剛玉和金剛石之間。綠色碳化硅含有SiC99%以上，自銳性好，大多用于加工硬質(zhì)合金，鈦合金和光學(xué)玻璃等。

在其他條件不變的條件下，根據(jù)選定的砂輪材料加工50件產(chǎn)品，按照以往的檢測方法檢測，將檢測數(shù)據(jù)用Minitab軟件進行統(tǒng)計分析， 生成正態(tài)性檢驗圖（見圖3）。

從圖3中看出P＞0.05，屬于正態(tài)分布，證明整個工序生產(chǎn)能力穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)因更環(huán)砂輪而引起的非正常波動，再次利用軟件生成工序能力如圖4所示。

圖4中，Cp=1.32、Cpk= 1.12，位于1～1.32，功序能力尚可，能夠滿足生產(chǎn)需要。比2003年工序生產(chǎn)能力顯著提高。

與能力圖2相比，整個圖像較窄，表明圖4的σ值比圖2的σ值小，證明工序能力得到提高。表現(xiàn)在實際生產(chǎn)中工件尺寸波動范圍較小，裝配相對較為容易，提高了生產(chǎn)效率。

通過以上試驗，借助六西格瑪和Minitab軟件對生產(chǎn)中影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素進行了分析，找出了影響生產(chǎn)能力的關(guān)鍵因素，提高了產(chǎn)品合格率，這種方法避免了在提高過程中盲目改進的生產(chǎn)要素，浪費生產(chǎn)資源的現(xiàn)象。

3.結(jié)語

隨著現(xiàn)代化大生產(chǎn)的發(fā)展，越來越多的質(zhì)量問題暴露出來，依靠直接觀察就能找出癥結(jié)所在已不可能，必需采取系統(tǒng)性六西格瑪分析、研究，整個過程中必需利用Minitab軟件對加工數(shù)據(jù)進行分析，為六西格瑪各個階段提供各種數(shù)據(jù)，在利用這些數(shù)據(jù)從眾多生產(chǎn)因素中找出影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，進而為提高產(chǎn)品質(zhì)量提供理論依據(jù)，通過理論聯(lián)系實際，找到了提高工序生產(chǎn)能力的方法和手段。