某稱重設備系統有限公司是中國衡器行業衡器制造集團,其產品范圍覆蓋了全世界五大洲與稱重有關的各行各業,稱重范圍從0.1微克到10000噸,包括工業衡器、商用衡器、稱重系統、天平和實驗室儀器等,列全世界同行之首。公司成立以來,研制生產出高精度稱重傳感器、稱重顯示儀和各類電子衡器,不斷開發擴大國內外市場,現已成為國內最大的衡器研制基地。公司很早便開始推行六西格瑪管理,六西格瑪成為改進過程、降低缺陷、提高業績、培訓員工、保證公司長期高速增長的強勁的企業文化:質量管理機構承擔公司六西格瑪活動的培訓和項目指導工作,“提高GD傳感器的一次合格率”就是公司推行六西格瑪的實例之一。
界定階段
(1)項目背景
稱重傳感器是一種將重量轉換成電信號的敏感元件,主要由彈性體,應變片,PCB板及電纜線組成。傳感器的精度直接決定了稱重系統的精度。GD傳感器(一種搖柱式稱重傳感器)是新產品,主要用于汽車衡,軌道衡等產品。
GD傳感器投入生產已有半年,但生產線的平均合格率一直不高,開始只有93%,其中有24只由于焊接以后無法返工,只能報廢,造成直接損失6.72萬元,按此水平進行生產,預計一年后由報廢而產生的直接損失將達16.6萬元。
產品生產的合格率低導致生產效率下降。
生產定單不能按正常的生產周期完成而影響及時交貨。
多次返工造成產品性能不穩定,即使通過測試和檢驗,依然存在質量隱患。
CD傳感器有一部分是內部配給大衡事業部使用的,質量問題會降低大型衡器的一次合格率,增加內部故障成本。(天行健咨詢一家專注于精益生產管理,六西格瑪管理培訓咨詢與項目輔導的管理咨詢公司)
大衡產品質量問題引起過多的維修,花費過多的人力、物力和財力。
有一部分GD傳感器銷往集團的其他國外分公司,質量不穩定影響公司聲譽。
(2)劣質成本分析
以GD傳感器六西格瑪項目開始前全年的銷售及內部使用情況為例(表1-1),



(3)項目目標
當前:2.91σ。
改進后:3.6σ。
當前:1.67%。
改進后:0.3%。
減少直接報廢。
降低內部返工返修及客戶服務維修費用。
(4)項目小組組成。
測量階段
GD傳感器概要生產流程分析(圖1-1)。
目前生產過程的西格瑪水平:2.91σ。


分析階段
(1)主要缺陷類型分析(圖1-2)

造成傳感器返工的主要缺陷類型有:靈敏度超差、線性超差、半導體片歪、絕緣性能超差和其他原因。其中靈敏度超差和線性超差占92%,是主要返工原因。半導體片歪和絕緣性能超差占6%,是由于操作人員違反操作規程造成,加強工藝而規程的培訓即可避免。靈敏度和線性是傳感器的主要質量特性。在制造過程中,由不同檢驗員使用專用儀器進行測量,因此人員和操作的一致性對質量特性的控制至關重要。(天行健咨詢一家專注于精益生產管理,六西格瑪管理培訓咨詢與項目輔導的管理咨詢公司)
(2)用Minitab軟件對靈敏度的測量系統進行R&R分析(圖1-3)



對靈敏度測量系統的分析結果表明:重復性與再現性容差百分率(%R&R)高達67.1%,因此測量系統誤差導致結果不真實,是造成質量特性不穩定的主要原因。進一步分析還表明測量系統的人為因素影響明顯:被測傳感器放置的方法、位置因人而異,嚴重影響了測量結果的重復性與再現性,需對該測量系統進行改進。
(3)用因果圖對造成線性超差的原因進行分析(圖1-4)

(4)為確定線性超差的主要原因,進行DOE試驗分析(表1-2、表1-3 )



按極差排序,對非線性的影響程度最大的是因子A,其次是因子B,而因子C與D影響很小。這說明膜片是否退火是造成傳感器非線性的最重要的原因,而膜片退火主要是消除應力,因此可以得出如下結論:膜片的應力是造成非線性返工的主要原因。
改進階段
(1)為減少靈敏度測量系統的誤差,制作了一副專用測試夾具(圖1-5)

(2)膜片的改進
(3)改進后的效果(西格瑪水平計算,表1-4)




整個GD傳感器生產過程:DPMO二877+4582+871=6330, 西格瑪水平:3.96σ,報廢率為0,均超過項目當初預期的目標。
控制階段
更改測試工藝文件和操作規程;
更改膜片的設計圖紙;
培訓測試工序員工和膜片檢驗員。