基于多種管理工具的 Y788易開成型生產線開發

林永鋒

摘要：本項目針對Y788生產線的缺點如沖裁力明顯不足，生產時機床受力大，刻痕殘留量不夠穩定，質量波動性大，供貨周期長，遠遠滿足不了市場的需求，來組建項目團隊，充分運用正交試驗設計等統計技術，縮短研發時間，降低研發成本。本人直接和企業人員參與了該項目的整個開發過程，通過本項目的實施，既完成了預定目標，又使得項目組成員利用質量管理方法解決問題的能力有了很大的提高，也為公司及行業其它項目的開發樹立了榜樣。通過項目組的努力，提高人均班產，降低人工數量。通過11# 拉環的減?。?.4mm降至0.35mm），單只拉環節省材料15.93%，節約了資源消耗。

關鍵詞：過程能力分析；SPC控制圖；正交試驗設計； Y788易開成型

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

一、項目背景概況

XX公司專業從事易開技術研究、易開裝備開發和易開產品制造。Y788大開口圓形易開蓋是公司圓蓋系列產品中最大的一只蓋型，主要用于蕃茄醬、水果的包裝。目前，該蓋型在國內外主要還是以底蓋形式應用為主，易開蓋形式使用的比例極低。Y788易開蓋在國內還沒有廠家生產，國際上也僅有為數不多的一兩家生產企業。由于蓋型大，基本蓋成型時常產生扭曲變形，影響后工序的加工。因此Y788易開蓋對基本蓋成型技術、易開成型時的變形控制技術、大直徑刻痕均勻控制技術都有很高的要求。

二、主要質量管理方法

項目組通過問卷調查，獲取顧客對Y788產品的需求，經分類整理，識別出顧客對產品的關注重點。通過分析顧客的需求，將之轉化成生產線開發項目中研發層面、工藝層面、制造層面的設計輸入，使得新生產線能夠更好地滿足顧客、市場的需求。

項目組運用試驗設計法，確定Y788刻痕刀模的最佳實現工藝。

項目組通過故障分類、統計，利用柏拉圖法確認設備故障分布，利用二八定律確定主要故障類別并立項解決。通過不斷的循環反復，消除故障，提高設備效率。

項目組運用統計過程控制（SPC），對生產線運行時的“全開力”關鍵指標進行控制，提高產品質量預控制能力，確保過程能力指數Cpk≥1.0，Cm≥1.33。

三、項目實施過程

1.顧客需求調查

結合Y788產品的銷售，采用電話、傳真等的跟單問卷方式，調查顧客對采購的Y788產品的滿意程度。

本次調查共收集跟單問卷138份，對各項結果進行匯總、整理。發現顧客對產品交貨期及產品質量等的存在不滿意，其中顧客對Y788產品的開啟力指標、外觀形狀意見較大。

針對調查反映出的主要問題，項目組進行了原因分析，提出了改進措施，并將之作為生產線開發項目的輸入，見下表。

需改

進項 原因分析 改進措施

交貨

周期長 1、按定單生產，接單后從原材料購置、產品生產到交付的過程長；

2、第一代易開成型生產線生產速度為80片/分，產能不足；

3、易開成型設備陳舊，故障率高，生產效率低。 1、開發新生產線，提高產能；

2、降低設備故障率；

3、采用直線式組合成型，拉環成型與易開成型在同一工序完成，優化生產流程。

開啟力 1、產品刻痕殘留量的均勻性與穩定性差；

2、第一代易開成型設備精度不高，標稱40噸的設備沖壓力不夠；

3、第一代易開成型設備受力偏載較多；

4、第一代易開成型設備的刻痕與膨脹線圈復合在同一工位上成型，不便調節，效果差。 1、研究大蓋型刻痕刀模的最佳工藝參數；

2、研究大直徑開口刻痕殘留量的穩定性；

3、選用合適的成型設備，研究設備參數設置、受力分析及布置效果；

4、調整易開成型的工位布局。

產品

外觀 1、第一代易開成型設備自動化程度低，擺桿刀片式分蓋結構造成擦傷；

2、鏈條鉤式拉蓋造成擦傷；

3、出蓋時蓋體相互碰撞造成擦傷。 1、研發新型的傳送系統、大蓋型分蓋、集蓋機構；

2、增加在線檢測功能。

2.項目開發過程

公司2011年1月立項，項目代號為11-Y024。同時成立項目組。易開蓋組合成型生產方式可以是轉盤式，也可以采用直線式。因Y788蓋型直徑大，對機床平行度與受力平衡要求高，根據經驗選用兩臺機床連機直線式組合的生產方式，對兩臺機床的參數設置，受力分析與布置進行了研究，以保證長期穩定，高品質的易開成型生產。

為保證開口直徑145整圈殘留量的均勻性與穩定性，采用單通排列，提高通道剛性與強度，采用6只直徑共計45238.8mm2的沖程限位裝置，實現下死點的穩定，達到刻痕殘留量穩定的目的；采用刻痕位局部刮研的方法，使刻痕位上、下模板，刻痕刀與刻痕砧模間的平行度達到微米級，滿足刻痕殘留量均勻性要求，實現高品質大開口易開蓋的生產。

3.各種質量管理工具的應用分析

刻痕模具對易開蓋的開啟至關重要。在保證耐壓強度的條件下，應盡量做到易開。根據以往經驗，影響開啟的主要因素有：刻痕殘留、刻痕角度、刻痕砧模。采用正交試驗設計確定刻痕刀模的工藝參數。

本次正交試驗設定的試驗因子與水平數，見下表。

因素

水平 刻痕殘留（μm） 刻痕角度（°） 刻痕砧模mm

1 0.070 65 0.5

2 0.075 70 0.6

3 0.080 75 0.7

開始尋找最好的試驗條件。

上表T1表示因子1水平試驗結果之和；

T2表示因子2水平試驗結果之和；

T3表示因子3水平試驗結果之和；

R=max（T1，T2，T3）- min（T1，T2，T3）

由上表可知要使指標達到最小，刻痕殘留取1水平，刻痕角度取3水平，刻痕砧模取3水平；即刻痕殘留 0.07μm，刻痕角度75°，刻痕砧模0.7mm。

下一步開展方差分析，具體內容如下表。

方差來源 偏差平方和 自由度 均方 F值 F臨界值 p值 顯著性

F1 243.378 2 121.689 4.370 3.245 0.02 *

F2 386.978 2 193.489 6.949 3.245 0.003 *

F3 2.844 2 1.422 0.051 3.245 0.95 -

空列 13.644 2 6.822 0.245 3.245 0.784 -

空列誤差 13.644 2 6.822 0.245 3.245 0.784 -

重復誤差 1044.400 36 29.011 1.042 1.726 0.449 -

試驗誤差 4.54747E-13 0

總誤差 1058.044 38 27.843

由上表可知，刻痕殘留和刻痕角度對開啟力影響顯著。

接下去，開始選擇最佳方案。在滿足耐壓強度的條件下，易開蓋應盡量容易開啟，根據上述分析最終得出刻痕刀模最優參數：刻痕角度75°，刻痕砧模0.7mm，刻痕殘留0.07μm。

下一步，進行設備能力指數（Cm）在設備調試中的運用。

引入設備能力指數Cm之前，對設備狀態的判定方法是：將產品開啟力調整到標準要求后，開機運行1.5小時左右，當中每隔5分鐘抽取5只蓋測試開啟力，統計評定其1.5小時內開啟力的變化趨勢；趨勢趨于穩定，則認為設備狀態滿足要求；反之，則需根據情況進行調整，調整后再進行上述1.5小時的測試過程，如此返復，直至其趨勢穩定。

本項目調試時，引入設備能力指數Cm，判定設備狀態的方法改為：將產品開啟力調整到標準要求后，開機40分鐘后，提取傳送帶運行一周的全部36只蓋測試開啟力，計算Cm值。若Cm≥1.33，則表示設備能力充分，可進入批量生產；若Cm＜1.33，則說明能力不足，需進行進一步調整。調整后再進行一周36只蓋的測試，直至Cm ≥1.33。

這兩種調試方法對項目帶來的變化見下表。

項目 引入Cm前 引入Cm后

測試一次用蓋量 15750只 7350只

設備測試一次用時 1.5小時 0.7小時

樣蓋測試一次用時 3小時 1小時

總用調試次數 約12次 約5次

評定方式 定性評定 定量評定

調試總用蓋 約18.9萬 約3.675萬

投產后穩定性可監控性 不方便、監控性差 方便、可監控

在項目開發過程中引入設備能力指數Cm，可以節省生產線調試用蓋約15.22萬只，縮短調試7次，對設備狀態實現了定量評定。

下一步，采用統計過程控制（SPC）的應用。項目開發過程中，對產品開啟力指標的測試結果，運用統計過程控制（SPC）中的控制圖，確定開啟力的控制上、下限，及時發現生產線運行時出現的質量異常，并對異常的狀況，查找原因，制訂對策并進行改善。同時計算過程能力指數Cpk，驗證過程能力。公司規定Cpk≥1.0。

每月根據設備運行記錄，運用柏拉圖進行設備運行故障分析，根據二八原則，尋找導致設備故障的主要原因，由技術部門立項予以解決。

四、項目實施效果

通過顧客調查結果（項目實施后共收集調查表124份），以下為過程能力分析及SPC應用，應用設備能力指數（Cm）縮減項目設備的調試時間。引入Cm前后見下表。

項目 引入Cm前 引入Cm后

設備測試一次用時 1.5小時 0.7小時

樣蓋檢測一次用時 3小時 1小時

總用調試次數 約12次 約5次

調試、檢測總用時 約54小時 約8.5小時

共縮短時間 45.5小時

過程能力指數Cpk≥1.0的占比，從第一代成型設備八工位的50%，到本項目開發的直線式成型設備YC-04達100%，達到預期目標。

通過PDCA方法，設備故障時間從5月份的1370min降至9月份的65min, 故障率從38.2%下降至1.6%。

本項目充分運用過程能力分析、SPC控制圖、正交試驗設計等統計技術，結合PDCA循環、頭腦風暴、柏拉圖等質量管理工具，使項目研發的方向性更加清晰，縮短研發時間，降低研發成本。既完成了預定目標，又使得項目組成員利用質量管理方法解決問題的能力有了很大的提高，也為公司其它項目的開發樹立了榜樣。

通過項目組的努力，提高人均班產，降低人工數量。通過11# 拉環的減?。?.4mm降至0.35mm），單只拉環節省材料15.93%，節約了資源消耗。

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