基于PDCA 循環在安鋼AG700BL 產品研發中的應用

王翠娜 張大江 李 偉

（安陽鋼鐵股份有限公司）

0 前言

PDCA 循環是美國質量管理專家戴明博士首先提出的，所以又稱戴明環，它是全面質量管理的思想基礎和方法依據。PDCA 循環通過Plan（策劃）、Do（實施）、Check（檢查）、Action（處置）四個階段[1]形成了一個質量管理循環過程，這四個階段并非運行一次就結束，而是不斷地周而復始的重復依次進行。在每一個循環階段都針對已發生的問題進行解決[2]，本次循環遺留的問題進入下一次循環，每循環一次，解決一部分問題，水平提高一步，呈階梯式上升，PDCA 循環的過程如圖1所示。本次研究根據PDCA 循環每一階段的特點，介紹了PDCA 循環在安鋼AG700BL 鋼鐵產品研發中的應用。

1 產品研發的策劃

PDCA 循環的第一階段是策劃（Plan），主要包括：現狀分析，找出存在的質量問題，分析原因并制定質量目標、工作計劃。產品研發的策劃是企業在充分進行產品市場調研、客戶應用加工技術分析的前提下，結合企業自身裝備能力、基礎研究水平以及產品發展方向，考慮產品材料性能要求，確定可行的工藝路線和開發周期，預判研發投入和市場收益。

圖1 PDCA 循環的過程

AG700BL 產品在研發策劃時，首先根據商用車輕量化車架結構特性、受力方式和用戶加工使用特點，再針對商用車的邊梁、立柱及插裝等部件對強度、折彎和焊接性能要求較高的特點，選擇合理的成分體系和生產工藝，保證冷彎加工和焊接性能，從而使鋼材強度的波動范圍較小，通卷性能穩定。此外，增加了鋼卷平整工藝，確保鋼卷在開平和使用過程中的板形能夠滿足用戶要求。在滿足用戶使用的前提下，進一步降低成本，創造性開發出邊梁專用鋼AG700BL。

結合用戶加工使用要求，確定汽車邊梁用高強熱軋卷板AG700BL 的機械性能、化學成分、幾何尺寸、表面質量、交貨狀態、檢驗試驗方法等方面的技術要求，形成研發計劃。

2 產品研發的實施

PDCA 循環的第二階段是實施（Do），即執行所做的策劃。這一階段是PDCA 循環中最為關鍵的一步，它是將制定的工作目標和措施付諸實施的過程，是摸索、優化成分設計和生產工藝的階段，是以確認成分設計和生產工藝是否適合該產品的生產為主要目的。

2.1 試驗方案的制定和實施

研發計劃制定后運用頭腦風暴法、魚骨圖法、排列圖法多種集思廣益的科學方法，把所有可能導致產品研發不成功的原因找出來，針對影響產品開發的因素制定相應的措施。研發部門組織相關單位，討論AG700BL 的技術難點和設備保證能力，擬采用低碳中錳+微合金體系。充分考慮合金元素對連鑄工藝、鋼卷性能的影響，采用合適的軋制工藝參數穩定產品力學性能，關注薄規格高強鋼的板形控制，明確各階段的工作內容和質量目標及計劃進度，制定出AG700BL 的試驗方案。

2.2 試驗結果分析

AG700BL 成分控制相對穩定。從性能檢驗結果來看，AG700BL 強度波動較大，屈服強度富余量偏大，部分抗拉強度強度不夠，延伸率適中，冷彎d=2a 全部合格。

2.3 用戶試用跟蹤

選擇幾個典型用戶進行產品試用，并進行交流、收集使用意見，根據用戶反饋意見分析產品存在的質量問題。

3 研發質量的檢查

PDCA 循環的第三階段是檢查驗證（Check），根據前期制定的內容，評估執行過程中實施的效果。研發質量檢查主要就是針對項目質量實施全過程的檢查，其檢查范圍涉及產品質量形成的各個階段，開展檢查的目的也是為了發現問題，并能夠及時改進，更好地保證項目質量，使其滿足相關質量要求。同時，通過日常檢查、專業檢查、體系評審（內審、外審）等方式來檢查產品研發過程的控制情況，及時發現產品研發過程中存在的不足之處。

通過采集、整理、分析AG700BL 試制階段的生產工藝及產品檢驗數據，采取特征值、數據表、散點圖等方法對AG700BL 生產過程數據進行統計分析，得出結論：（1）AG700BL 成分控制相對穩定，雜質元素S、P 含量較低；（2）性能合格率為98.45%，各項力學性能在滿足內控要求的同時，具有一定的富余量；（3）鋼板表面和外形尺寸公差控制較好。與此同時，暴露出以下問題：（1）鋼中N 含量波動較大，部分N 含量超出內控要求；（2）高強度薄規格汽車用鋼產品開發生產過程中，生產初期出現軋機負荷大、薄規格不易過渡、軋制時易堆鋼、甩尾、板形難以控制等問題。

4 研發質量的改進

PDCA 循環的第四階段是處置（Action），遵循“持續改進”的精神，為了能夠促使鋼鐵產品質量能夠真正符合公司發展需求，同時也能夠滿足廣大客戶的需求，還需對研發過程進行有效的改進與優化，由此也就進入了PDCA 體系的A 部分，即“改進部分”。

4.1 改進過程

針對AG700BL 研發過程中檢查出來的問題，通過制定相關的措施進行改進。

（1）針對AG700BL 初始階段鋼中N 含量波動較大的問題，有針對性地采取以下措施：出鋼過程控制氬氣流量，嚴禁底吹大流量攪拌。LF 精煉過程鋼包底吹時爐渣必須覆蓋鋼液面，加熱期間必須保證埋弧泡沫渣；氬氣在前期、中期及喂線后采用不同流量；除塵閥門配合爐內加料情況調整開啟度；使用新型環保無煙改質劑代替原改質劑。連鑄過程嚴格控制保護澆注。

（2）針對薄規格軋制出現的問題，采取以下措施：合理編排軋制單位，強化坯料質量管理。均勻加熱溫度控制；優化軋機一、二級控制功能。提升操作人員技能素質，規范操作。

通過采取上述改進措施，提升了AG700BL 過程控制能力和產品實物質量水平，使產品質量逐步穩定，性能合格率達到99.30%以上。選擇部分重點用戶不定期地進行交流，用戶反饋該產品性能穩定、成形合格率高、焊接性能優良，綜合性能優于國內同類產品，用戶滿意度高。

4.2 標準化管理

標準化管理不僅是保證企業治理效果和積累經驗的最有效方法，同時也是企業管理水平不斷提升的基礎。在一輪PDCA 運行結束后，需要肯定成功的經驗，納入標準，同時總結失敗的教訓，對于沒有解決的問題，應提交給下一個PDCA 循環去解決[3]。如此，周而復始，螺旋上升，每上升一周，質量就提高一步。

在AG700BL 研發過程中，將經過試驗證實的穩定的工藝、參數進行標準化管理，并將其制定成為具體的工作標準，在后期的工作中去積極執行和推廣。同時，將生產過程中出現的板形缺陷等問題留到下一個PDCA 循環中去解決。

5 總結

PDCA 循環是一套以質量提高為目的，從制定計劃到實現計劃的循環過程，是質量管理活動有效實施的基本方法，適用于各種質量管理工作。筆者根據PDCA 循環的特點，首先制定AG700BL 產品研發計劃和試驗方案，然后根據試驗方案進行試生產，將試生產過程數據進行統計分析，結果表明試生產基本達到預期的質量和效果，但存在鋼中N 含量控制不穩定及高強度薄規格汽車用鋼生產初期軋機負荷大、薄規格不易過渡等有待改進的問題。通過采取適當的控制措施，AG700BL 過程控制能力和產品實物質量水平逐步穩定，但仍存在軋制薄規格時易出現板形缺陷等問題。

將AG700BL 產品研發成功的經驗納入標準，同時對失敗的教訓如軋制薄規格時易出現板形缺陷等問題進行總結，并將其視為下一個循環中應該解決的問題。由此循環往復，不斷總結，不斷發現和解決問題，使產品質量在一輪又一輪的循環后不斷提高。