基于六西格瑪理論的汽車零部件制造過程能力探析

張洪清

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六西格瑪理論屬于一種管理策略，該理論可建設由定義、測量、分析、改進、控制組成的項目環，以此結合6S 管理法實現流程的不斷改進。過程能力指的是制造過程質量滿足技術標準的能力，可用于過程加工內在一致性衡量，通過將六西格瑪理論引入汽車零部件制造過程能力研究，即可為質量管理提供新路徑。

1 汽車零部件制造過程能力研究

1.1 研究思路

在汽車零部件制造過程能力研究中，采用十二步驟法這一六西格瑪理論的應用方法，具體涉及質量特性優選、績效標準定義、分析測量系統、過程能力建立、改進目標建立、波動來源尋找、關鍵少數篩選、變量關系發現、營運規范建設、測量系統驗證、過程能力確定、過程控制實施。在定義階段，需關注顧客及其需求，并尋找顧客的滿意和忠誠，逐步實現關鍵質量特性的識別，這一過程需采用SIPOC 模型；在測量階段，需要以事實和數據驅動管理，通過分析數據、開展評估，獲得問題和改進機會的定量化認識，具體可采用DMAIC 方法；在分析階段，需關注過程輸出特性，本文研究的過程能力本質上屬于過程輸出特性滿足規定標準或要求的能力，同時明確過程輸出特性的要求、抽樣方法選擇，并合理應用統計工具，即可完成過程能力分析；在改進階段，需明確項目指標的改進途徑，為明確項目指標受到的各方面因素影響，可針對性開展試驗，以此獲得含有最大信息量的數據；在控制階段，需關注文件化改進過程、過程管理計劃建設、過程測量的持續性開展三個因素，以此維持改進成果[1]。

1.2 實證研究

以怠速氣體控制閥的關鍵功能零件球軸承作為研究對象，開展汽車零部件制造過程能力實證研究，該零件直接影響怠速氣體控制閥的性能，開展潛在失效模式及影響分析可以發現，該球軸承存在達到10 的失效嚴重度。在定義階段，需首先明確目標，即推廣基于過程控制的質量持續改進，以此明確小組成員和項目進度和球軸承加工的過程流程圖，可發現磨內圈半徑為關鍵過程；在測量階段，需選擇過程流程圖中的關鍵過程，包括軸向間隙和內外圓直徑，隨之進行績效標準定義并開展測量系統分析，可得到7．44%的量具的再現性和重復性對總誤差的貢獻率，以及92．56%的零件間波動總誤差比例，由此可確定測量系統是可以接受的，為開展進一步判斷，需多取測量值。深入分析可以發現，零價差異引起了大部分波動，且零件間的差異較大，同時可確定零件與操作者之間存在顯著交互作用；在分析階段，采用長期過程能力的數據收集方法并開展正態檢驗，最終的過程能力計算采用Minitab，可得到0．79 的CPK 值，當前制造過程能力由此得以描繪。基于行業要求，制造初始階段、過程穩定后應分別存在1．68 的PPK 值和1．32 的CPK 值，同時存在12012．78 的全樣本期望PPM 值，這意味著一定尺寸上百萬個零件的不合格率在1．20%以上。進一步尋找波動來源，采用頭腦風暴法、繪制因果圖，可發現材料標準、系統壓力、環境溫度、磨削時間、測量儀、員工素質均可能導致內徑尺寸過程能力低下；在改善階段，需首先進行關鍵少數篩選，結合歷史經驗和數據，可確定關鍵少數因素為磨削時間和磨床系統壓力。進一步分析變量關系，可發現在系統壓力為14MPa、磨削時間為8s 時，可得到較小的平均值偏倚且級差最小，該最佳結果對應存在6．3469 的內徑尺寸和0．0012 的級差，最終可設定系統壓力為14±0．2MPa，時間控制在8±0．2s；在控制階段，需進行測量系統驗證，并確定過程能力，可得到1．32 的樣本過程能力結果，較原有過程能力提升顯著。在最終的過程控制實施中，需進行現場數據監測記錄的改善、數控磨床氣動量儀的定期檢查、現場操作指導書的更換、員工定期質量培訓的強化、記錄頻次的增加、控制計劃的更加準確實施，以此實現汽車零部件制造過程能力持續提升，滿足汽車零部件制造企業的長期可持續發展需要[2]。

1.3 汽車零部件制造質量管理路徑

為保證汽車零部件制造過程能力研究成果能夠更好應用于實際生產，基于六西格瑪理論的汽車零部件制造管理也需要得到重視，這一管理可圍繞六西格瑪管理導入、客戶需求的理解和滿足、現有流程優化、學習型組織建設四方面入手。以學習型組織建設為例，汽車零部件制造企業需要強調全員學習、全過程學習、團隊學習、終身學習，以此打造學習型組織，為于六西格瑪理論的應用和汽車零部件制造過程能力持續提升奠定基礎[3]。在具體實踐中，可基于六西格瑪管理建設用數據說話的氛圍，工程技術人員和質量管理人員需應用六西格瑪改進工具不斷優化零部件制造過程，并持續完善相應機制，形成技術攻關、六西格瑪改進、QC 小組活動三位一體的質量改進體系。對于汽車零部件制造過程能力課題，可由外聘專家和內部工程人員共同進行攻關，也可以在具體實踐中由工程技術人員和工序管理人員組建項目團隊，以此開展六西格瑪改進探索，QC 小組活動所能夠發揮的積極作用也需要得到重視，進一步優化汽車零部件制造質量管理。

2 結語

綜上所述，六西格瑪理論可較好用于汽車零部件制造過程能力研究。在此基礎上，本文涉及的研究思路、實證研究等內容，則提供了可行性較高的六西格瑪理論應用路徑。為更好開展汽車零部件制造質量管理，行業人才的培養、正交試驗的針對性開展、長期過程能力研究的深入同樣需要得到重視。