質量的控制與管理

張涵

質量的控制與管理

張涵

通過比較國內外的汽車零部件廠商對質量控制方法的應用，不難發現國內供應商隨著QS9000等第三方質量認證體系的引入，也逐漸開始學習這些先進的質量控制的概念與方法，但是和美國等發達國家仍然有著較為顯著的差距。普遍的問題存在于：對質量控制定義的狹隘的理解。例如控制分為三種：事前控制，過程控制和事后控制。如何做到事前控制從而避免質量問題以及相應費用的產生；如何再對過程進行監控，來保證過程能力，防止質量問題的產生；如何在產品生產出來后，在檢驗階段發現質量問題，避免不良產品流入到客戶手中。這些都是質量控制和管理需要研究的問題。文章將以具體事例，引入幾個有關事前控制和過程控制的方法來具體討論如何將質量控制的理論和方法融入到實際的運用當中。

控制；管理

一、質量事前控制和管理

質量的事前控制是指，在實際活動之前，就制定績效標準以及相應的偏差預警系統，進行控制程序，以預防可能發生的困難。

下文將引用潛在失效模式及后果分析法，結合控制計劃來，對事前控制詳細討論。潛在失效模式及后果分析是汽車行業普遍運用的一種事前控制的方法。潛在失效模式及后果分析（FMEA）是極其重要的一項缺陷預防技術。它對各種可能的風險進行評價、分析，以便在現有技術的基礎上消除這些風險或將這些風險減小到可接受的水平。

無論是哪種潛在失效模式及后果分析（FMEA），共同的開發方法如下：

·潛在的產品或過程的失效，以便達到期望。

·潛在后果

·失效模式的潛在原因

·現行控制的應用

·風險等級

·風險降低

這里我們著重談過程FMEA，又稱為PFMEA，可以輔助降低制造過程發展中的失效風險。

在這個項目中，從設計FMEA中我們可以看出，金屬嵌件的材料特性和裝配孔的尺寸是由設計產生的特殊特性；而基于質量歷史數據我們發現，橡膠的材料特性以及金屬嵌件和橡膠材料的粘合強度導致的失效曾經在國外市場引起過噪音和避震方面的問題，造成客戶滿意度下降。針對以上可能出現的問題，我們如何通過對制造過程的控制來規避問題與風險。

過程FMEA同樣采取嚴重度（S）,發生頻率（O），探測度（D）以及風險順序數（RPN）來對過程采取相應的特殊措施。汽車行業內的習慣是，嚴重度大于9，或者嚴重度在5到8之間頻度大于3（即大于等于）或者RPN較高時確定為特殊特性，需要特別控制方法。根據以上標準，定義出幾個需要采取特別措施來控制的過程特性：由設計FMEA傳遞而來的金屬材料的特性包括：抗拉強度，伸長率和屈服強度，金屬嵌件上直徑為的裝配孔的尺寸，橡膠硫化后的動靜態性能，橡膠金屬嵌件的粘合度等等。由于篇幅原因，完整的過程FMEA沒有呈現在本文中。

控制計劃（Control Plan）是對產品所要求的系統及過程的控制形成文件性的描述。控制計劃本身是一個過程控制的綱領，是管理和審核的清單，是一個管理和控制規劃，便于對過程進行控制和改善。控制計劃必須按照設計FMEA和過程FMEA來編寫。它由以下幾項組成：控制對象，所屬工步，是否特殊特性，采用設備、工裝，控制方法，檢測頻率，備注等。

金屬材料的特性包括：抗拉強度，伸長率和屈服強度，這些是由設計FMEA傳遞而來，由于金屬材料屬于外采原材料，這些需要通過進口檢驗來完成，我們要求金屬嵌件供應商對于每批次金屬嵌件提供檢驗報告，并且要求進口質檢部門進行抽樣檢查。

金屬嵌件上裝配孔的尺寸，直接為9.3±0.2mm的孔，同樣由于金屬嵌件是外采，要求分供方用利用通尺規進行全檢，并且需要提供每批次的檢驗報告；硫化過后橡膠的特性，通過控制硫化的參數進行控制，并且通過動靜態兩個實驗對成品進行抽樣檢查探測，以避免不良品的流出；橡膠金屬嵌件的粘合程度，通過采用金屬嵌件磷化清洗參數的數值來保證表面清潔度，以及涂膠層的厚度和黏度保證，再利用粘連的破壞性拉力試驗以及對斷面的要求來進行探測。動靜態性能主要通過對硫化參數的控制。

二、質量過程控制和管理

我們不難看出，控制計劃將事前控制和過程控制聯系在了一起，通過事前利用潛在失效模式和后果分析來設計控制方法，在控制計劃中針對潛在失效模式產生的原因，詳細具體提出對過程控制的控制方法，進而完成從事前控制到過程控制的過渡。過程控制實際上是一個實施監控的過程，以確保及時發現問題，對質量問題進行圍堵，分析問題得出原因，提出改進方法，落實到過程控制中去的一個閉環控制過程。

下面就金屬嵌件上裝配孔徑的控制來具體地討論過程控制在彈簧減震器項目中的運用。上述控制方法定義了控制直徑為9.3±0.2mm的裝配孔的方法，由于金屬嵌件為外采零部件，所以控制方法中要求作為金屬嵌件的分供方，在生產過程中對產品進行抽檢，并且終檢時需利用通尺規對裝配孔進行全檢。

首先，采用系統抽樣法，結合間隔定時法，從每天早中晚班第二個小時開始生產的零件中抽取5個連續生產的零件對要求直徑為9.3±0.2mm的裝配孔孔徑進行測量，接著，通過確定組距，每組邊界值和組中值來計算每組數據發生的頻數，并繪制出直方圖，如圖5所示：

圖1 零件數據直方圖

直方圖表現了所取數值的分布，也反映了過程的狀態。短期采集的數據是符合正態分布規律的。很明顯從直方圖上反映出來，此分布并非正常性分布。我們要求分供方利用以采集的數據編制均值極差圖圖表。實際上這種控制圖應該利用于過程控制當中，才能更好地揮過程控制的作用，但是事后用于對過程的分析，也是很好的分析工具。我們先來研究圖。

圖2 零件數據生成均值圖

從圖中我們可以看出一些問題，相比較裝配尺寸的要求，φ=9.3±0.2mm的中心位于9.25mm，有一定偏離，數據整體向下偏移；很多點落于控制線之外，說明過程不受控的趨勢整體向下走，并且有超出下公差9.10mm的風險。

圖3 零件數據生成極差圖

通過讀控制圖發現問題，裝配孔徑隨著時間逐漸變小，有超出公差的風險。具體原因分析，我們采用結果分解型因果分析法。利用“魚骨圖”通過對“人（人員）機（機器）料（材料）法（方法）環（環境）”的分析來找出原因。

分析得出結論，由于操作員工在對設備進行檢修之后上模芯的時候沒有使模芯垂直于金屬嵌件平面，有微小傾斜，使得模芯的磨損加劇，體現在孔徑上就是尺寸逐漸變小有超出公差下限的風險。針對問題產生的原因，及時采取改正措施計劃。

在上述措施執行之后，在此按前文方法采集數據，并繪制出直方圖，觀察得：數據呈正態分布，屬于正常態。繪制出均值圖和均值極差圖圖，通過觀察發現，修過模芯所得的數據，與設計要求的中心值相接近。且均值極差圖（）圖中各點均落在控制線之內，過程受控且沒有超出公差范圍。

三、彈簧減震器的質量事后控制

為保證項目或工序質量符合質量標準，防止將不合格品交付給用戶，應進行產品檢驗合格控制方法作為時候控制的一種表現方式，被廣泛運用。

四、結論

通過事前，過程和事后的控制的落實和實施，彈簧減震器項目正式投產后，在客戶系統記錄里面，拒件數量為零，充分說明了合理并且有效地運用質量控制的各種方法，可以防止質量問題的發生或者有效圍堵，以保證不合格的產品不會流入客戶手中，從而造成客戶滿意度的下降或者招致相應的后期賠償，無形中使項目的投入加大。

[1]Matsumoto,K.,T.Matsumoto,Y.Goto.Reliability Analysis of Catalytic Converter as an Automotive Emission Control System[J]. SAE Technical Paper 750178.doi:10.4271/750178.

[2]Automotive Industry Action Group.Potential Failure Mode and EffectsAnalysis[S]:4th ed.2008.

[3]Deming,W.Edwards.Elementary Principles of the Statistical Control ofQuality[G].Nippon Kagaku GijutsuRemmei,1950.

張涵，女，東南大學MBA在讀研究生，現供職于福特汽車工程研究（南京）有限公司。

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1008-4428（2017）04-17-02