定義:
利用SIPOC圖對激光焊接過程的供應商(上工序)、輸入、過程、輸出和客戶(下工序)進行宏觀梳理,確定KPOV有兩個關鍵的過程輸出變量,即焊接張力和焊接外觀不良。
通過對歷史數據的分析發現,在項目開發前期,激光能量、距離、時間、焊接形狀等參數已經得到驗證,滿足產品要求。同時,在生產過程中,定期對焊接張力進行采樣和程控,可以確認張力缺陷為零。另一方面,焊接外觀不良受多種原因影響,主要有三種不良現象:過焊、虛焊和焊點偏差。因此,將焊接外觀不良確定為重點改進目標,結合歷史最好水平和行業水平,將目標設定為0.2%。
測量:
首先,外觀檢驗員通過100% CCD(半自動線)或自動CCD(自動線)檢查焊接外觀,MSA分析確認測量系統穩定可靠。
其次,利用因果矩陣C&E矩陣對焊接相關過程進行分析,對單個過程的輸入變量進行分解,找出每個輸入變量與每個輸出缺陷(焊接缺陷)之間的相關性,并將關聯度分為4類,分別給定值0、1、3、9。之后,根據分析結果,柏拉圖梳理出五個重要因素。
最后,應用過程潛在失效模式分析PFMEA工具,進一步確認關鍵風險因素為:X4載體定位槽與單元尺寸的匹配程度、X7焊接夾具的尺寸、X8焊接夾具的定位方式、X9焊接夾具的壓緊力和X10焊接能量。X10已經在產品和工藝設計中得到驗證,并在大規模生產中得到實時監控。
分析:
集思廣益剩余三個關鍵危險因素X7~X9的成因,采用5W2H和魚骨圖方法,結合激光焊接微動分解,分析發現:
抓手的定位方法不合理。頻繁按壓會在反作用力下移位,按壓時墊和耳的水平會發生變化,導致焊接穿孔和爆炸焊接。
夾爪的孔徑過大,大于墊和拉環的寬度,拉環無法有效壓緊,會導致焊接穿孔;
如果卡爪的壓力太小或太大,凸耳將不會被壓緊,或者過壓位移將導致焊接穿孔。
主觀分析結果用統計工具假設檢驗,客觀驗證得出p值。
改善:
容差分析:為了給關鍵X的DOE驗證提供理論支持,團隊決定對X7、電池、PCM進行最壞情況容差分析。通過對凸耳間距、凸耳寬度和夾爪內徑寬度的分析,發現當出現極限偏差時,0.2毫米的凸耳不會被夾爪壓住,會影響焊接成品率。因此,在線生產中應及時修正夾爪內徑DOE,進一步減少焊接缺陷。
析因設計DOE:對于X4、X7~X9,安排四因素兩水平三中心點進行析因實驗,發現X7~X9為顯著因素,存在一個彎曲,需要進一步設計連續變量X7和X9,找到最大優勢。
RSM DOE:安排了X7和X9的中央復合響應面設計。實驗結果表明,存在彎曲現象,設定屈服值有望較高,并獲得最佳模型參數。
根據最佳參數(具體數據保密),對X7~X9進行了改進并引入生產。經過半個月的連續監測,激光焊接成品率達到99.93%,達到了改進目標。
控制:
將載體單元間距寬度、壓爪尺寸、壓爪定位方法和壓壓力標準化,并在同一系列產品上水平展開。同時,增加相應的激光焊接夾具設計規范,更新抽查表,實現持續、長期的有效改進。
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