基于六西格瑪管理方式下軸承座的質(zhì)量改進

張紅光

（寧夏伊品生物科技有限公司，寧夏 銀川 750105）

西格瑪（σ），希臘文的一個字母，在統(tǒng)計學中，用它來表示標準偏差值，用以描述總體中的個體與均值的偏離程度。 而這里所談的6σ，是一種管理方法，一種為世界各國開始關注并運用的現(xiàn)代企業(yè)管理方法。而軸承座在實際加工過程中，因尺寸和形位精度要求高、外形復雜，故涉及工序多，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制。 本文以某公司軸承座質(zhì)量改進為例， 在定義階段、 測量和分析階段、改進階段和控制階段，利用六西格瑪原理，從“人、機、料、法、環(huán)”五要素入手，對軸承座加工過程進行分析研究，最終達到控制產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約成本的目的，為企業(yè)生產(chǎn)軸承座提供了理論和實踐依據(jù)。

1 定義階段

1.1 問題陳述

某公司的一條精密加工生產(chǎn)線生產(chǎn)的某種型號的軸承座零件，其合格率一直在85%左右，不能滿足顧客的要求（合格率要求高于97%）。 經(jīng)過對不合格項的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，主要的不合格出現(xiàn)在32＃ 尺寸，占到總數(shù)的10%。

1.2 組建項目小組

為了解決這個問題，由公司的高層領導牽頭成立了項目小組，并詳細地明確了各自的職責。

2 測量和分析階段

2.1 原因分析

由于軸承座零件的加工工序較多， 進行全面改進并不現(xiàn)實， 因此項目小組面臨的首要問題就是尋找對零件的最終質(zhì)量影響較大的工序，從而進一步縮小項目范圍，明確改進目標。 為此，項目小組一方面繪制了軸承座零件的加工流程圖，如圖1 所示，一方面對零件的不合格項進行了統(tǒng)計。 根據(jù)統(tǒng)計，32＃ 尺寸的不合格率占到了總數(shù)的10%， 因而小組將改進對象鎖定在220 工序。

圖1 零件加工工序流程圖

項目小組對220 工序的加工流程（下圖2 所示）進行分析，經(jīng)過集思廣益歸納出了影響32＃ 尺寸質(zhì)量的可能因素， 繪制了因果圖，如下圖3 所示。 項目小組在此基礎上確定了三個關鍵的影響因素，即：（1）冷卻液噴淋位置不當；（2）砂輪不鋒利；（3）零件在夾具上的測量結果與自由狀態(tài)下的測量結果不同。

圖2 220 工序流程圖因果圖

圖3 因果圖

2.2 測量系統(tǒng)分析

小組在工作過程中發(fā)現(xiàn)，最終檢驗的測量結果與加工測量的數(shù)據(jù)有明顯的不同， 有些在加工時檢驗合格的零件在最終檢驗時卻不合格，影響了零件的不合格品率。 為了找出原因，提高測量數(shù)據(jù)的可信度，項目小組對測量系統(tǒng)進行了分析，分析結果如表1 所示。 分析結果顯示， 測量系統(tǒng)的總波動竟然是公差的140.96%，而量具重復性、再現(xiàn)性誤差也達到了公差的69.69%，這一結果顯然是不能接受的。

表1 改進前的測量系統(tǒng)分析結果

表2 改進后的測量系統(tǒng)分析結果

從分析數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，測量人員和零件間波動對測量結果的影響非常顯著，分別占到了公差的46.19%和127.23%，這一數(shù)據(jù)不僅證實了實際工作中測量方法不同對測量結果的影響， 同時也反映出零件的波動過大也是一個關鍵的問題。 經(jīng)過細致的分析，小組認為:由于破壞了測量系統(tǒng)的重復性和再現(xiàn)性。 為此項目小組采取了如下措施:（1）在最終檢驗時使用三坐標測量儀代替原來的內(nèi)徑千分表，不僅提高了測量的精度，同時增加了測量點的數(shù)量，彌補了以往測量方法的不足，提高了測量數(shù)據(jù)的可信性；（2）結合對生產(chǎn)過程的改進提高零件圓度，從原來的0.01mm提高到0.002 2mm，減少了測量時零件間的波動。

采取以上措施后， 項目小組再次對測量系統(tǒng)進行了分析，分析結果如表2 所示。 分析數(shù)據(jù)顯示，改進措施是有效的，改進后的測量系統(tǒng)可以接受。

3 改進階段

針對找出的問題，小組制定了相應的改進辦法：（1）提高切削砂輪的鋒利程度。 （2）將冷卻液銅管改為塑管，使冷卻液可以直接加到切削部位，提高冷卻效果。 （3）明確規(guī)定零件應在夾具上進行測量，以避免與最終檢驗結果出現(xiàn)大的偏差。 經(jīng)過實驗驗證，砂輪開槽和冷卻方式的改變對零件的圓度有顯著的影響。 但由于在砂輪上開槽破壞了砂輪的強度， 為了確保改進措施的可行性，小組對此進行了風險分析，見下表3。 分析表明，采取適當?shù)目刂拼胧撮_槽深度不大于20mm，該方法可行。下圖4 是根據(jù)不同階段采集的數(shù)據(jù)繪制的控制圖，從圖中可以看出:改進措施不僅減小了零件的波動范圍，同時減小了過程的偏移。

表3 風險分析表

4 控制階段

為了鞏固改進成果，項目小組針對改進措施制定了相應的控制策略：（1）將改進措施落實到工藝規(guī)程中；（2）對相關人員進行培訓；（3）用控制圖對過程進行監(jiān)控，如果發(fā)生異常，則要檢查砂輪槽深和冷卻效果；（4）將改進成果應用于相似的磨削加工中去。

圖4 控制圖

5 結論

按該企業(yè)軸承座年產(chǎn)量與上年相當計算，并將改進成果應用于相似工藝的另外三種零件上， 則本研究預計可為企業(yè)節(jié)約費用26 萬元。 因此，基于六西格瑪管理方式對該軸承座質(zhì)量進行改進不僅解決了產(chǎn)品質(zhì)量問題，同時節(jié)約了成本，有一定的推廣價值。

[1]張建同，張艷霞，譯.六西格瑪綠帶與倡導者手冊[M]:原理、DMAIC、工具、案例和認證.北京：機械制造出版社，2007.

[2]馬林，何楨.六西格瑪管理（第二版）[M].北京：中國人民出版社，2008.

[3]王先逵.機械制造工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.