基于QC的發(fā)動機缸體加工質(zhì)量問題改善*

王 堯 周炳海

（同濟(jì)大學(xué) 機械與能源工程學(xué)院 上海201804）

QC是英文Quality Control的縮寫，中文譯為“質(zhì)量控制”，它是質(zhì)量管理的一部分，致力于滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求。質(zhì)量控制是為達(dá)到規(guī)范或規(guī)定對數(shù)據(jù)質(zhì)量要求而采取的作業(yè)技術(shù)和措施。質(zhì)量控制是為了通過監(jiān)視質(zhì)量形成過程，消除質(zhì)量環(huán)上所有階段引起不合格或不滿意效果的因素，以達(dá)到質(zhì)量要求，獲取經(jīng)濟(jì)效益，而采用的各種質(zhì)量作業(yè)技術(shù)和活動。在企業(yè)領(lǐng)域，質(zhì)量控制活動主要是企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)現(xiàn)場管理，它與有否合同無關(guān)，是指為達(dá)到和保持質(zhì)量而進(jìn)行控制的技術(shù)措施和管理措施方面的活動。

在質(zhì)量管理的過程中，統(tǒng)計技術(shù)方法的應(yīng)用和數(shù)據(jù)分析十分重要，它為企業(yè)建立和保持符合GB/T 19001標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量管理體系打下基礎(chǔ)。只有明確統(tǒng)計管理的基本常識和概念，才能減少管理中的盲目和失誤，在日常工作中自然而然地保持質(zhì)量管理[1]。QC七大手法是關(guān)于如何運用統(tǒng)計方法來發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，以達(dá)到質(zhì)量改善方法的目的。傳統(tǒng)的QC七大手法包括：檢查表、層別法、柏拉圖、因果圖（魚骨圖）、散布圖、直方圖、控制圖等。QC七大手法最早起源于日本，日本企業(yè)重視質(zhì)量管理，所以在二戰(zhàn)后迅速崛起，日本的品管手法也成了世界研究和效仿的對象[2]。QC手法在質(zhì)量改善過程中的應(yīng)用方法一般是先用層別法對收集和累積的數(shù)據(jù)做歸類處理，再利用柏拉圖找出質(zhì)量問題的主要原因，最后使用魚骨圖分析導(dǎo)致主要質(zhì)量問題的根本原因，為質(zhì)量改進(jìn)工作提供指導(dǎo)方向[3]。

1 問題描述

SD公司是一家合資汽車公司，在國內(nèi)設(shè)有 2個發(fā)動機生產(chǎn)車間，生產(chǎn)SD公司整車所用渦輪增壓汽油發(fā)動機。在2014年2月至2015年2月，SD發(fā)動機廠缸體生產(chǎn)線進(jìn)行發(fā)動機產(chǎn)品升級改造，由原來生產(chǎn)的EVO2型發(fā)動機升級到GEN3型發(fā)動機。在發(fā)動機產(chǎn)品升級換代以及生產(chǎn)設(shè)備改造換型后，從2015年2月開始，缸體生產(chǎn)線的工廢率明顯上升。針對這一情況，公司的生產(chǎn)部門、維修部門和質(zhì)量部門迅速組織相關(guān)人員，成立了QC小組來分析和解決該問題。

小組成員首先運用層別法收集相關(guān)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行歸類和對比，發(fā)現(xiàn)缸體工廢率超過指標(biāo)值的50%，達(dá)到了近幾年的峰值。

統(tǒng)計生產(chǎn)線改造后的工廢情況匯總，如圖1所示，利用柏拉圖和帕累托原理分析后發(fā)現(xiàn)缸體曲軸孔劃傷為工廢問題的 TOP1，曲軸孔劃傷的工廢率每月平均近0.55%，是造成缸體工廢最重要的原因，劃傷工廢率匯總統(tǒng)計如表1所示。

圖1 缸體工廢率匯總

表1 曲軸孔劃傷工廢率統(tǒng)計

2 原因分析

缸體生產(chǎn)線 AF050珩磨機是一臺從德國Gehring公司進(jìn)口的全自動加工設(shè)備，這臺機床采用目前最先進(jìn)的螺旋滑動珩磨加工方式對缸體孔口及曲軸孔進(jìn)行珩磨加工。缸孔及曲軸孔的零件加工質(zhì)量要求非常高，任何加工缺陷對今后發(fā)動機的工作情況都會產(chǎn)生非常嚴(yán)重地影響。

在生產(chǎn)線GEN3改造后，對于AF050珩磨機加工的零件進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)曲軸孔內(nèi)有劃傷情況，且出現(xiàn)頻次較高，劃傷位置具有隨機性。更換曲軸孔鉸珩刀具，仍然有劃傷情況產(chǎn)生，調(diào)整珩磨參數(shù)也沒有明顯的改善效果。

利用魚骨圖從人、機、料、法、環(huán)、測六個方面分析，如圖2所示。發(fā)現(xiàn)9個可能導(dǎo)致曲軸孔劃傷質(zhì)量缺陷的原因[4-6]，如表2所示。

圖2 曲軸孔劃傷魚骨圖

表2 曲軸孔劃傷工廢原因統(tǒng)計

依次對以上9個因素進(jìn)行驗證，最終找出影響曲軸孔珩磨加工質(zhì)量的兩大要因：

1）機床傳動部件磨損（機）

檢查發(fā)現(xiàn)機床主軸傳動皮帶磨損嚴(yán)重，主軸變速器內(nèi)部零件磨損。由于傳動部件磨損，導(dǎo)致主軸在加工的過程中出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定。

2）工藝編排存在風(fēng)險（法）

通過對GEN3改造工藝變化的分析，缸體線精加工 AF020機床的油道去毛刺毛刷由原先 AF020 10A工位搬移至AF040進(jìn)行加工。毛刷對于油道進(jìn)行去毛刺加工時，會產(chǎn)生鐵屑，通過斜油道進(jìn)入曲軸孔。AF020專機出料口有清潔包，對于零件加工后殘留的鐵屑進(jìn)行清潔，而AF040后沒有清潔包，導(dǎo)致鐵屑堆積在曲軸孔內(nèi)，繼而造成曲軸孔在珩磨加工時發(fā)生劃傷。缸體曲軸孔加工工藝對比如圖 3所示。

圖3 缸體曲軸孔加工工藝對比圖

3 改善方案實施及評價

1）方案實施

針對上文提出的導(dǎo)致缸體曲軸孔劃傷問題的兩大要因，生產(chǎn)部門與維修部門相關(guān)人員協(xié)商制定并實施的整改方案如下：

(1)機床傳動部件磨損。更換珩磨機傳動皮帶，更換珩磨主軸變速器，消除機床傳動部件的磨損。定期利用計劃性停機時間檢查傳動部件，并視情況進(jìn)行保養(yǎng)或更換。

(2)工藝編排存在風(fēng)險。缸體線AF50珩磨機在曲軸孔珩磨前的4工位是一個空工位。利用空工位及珩磨機冷卻液，加裝沖屑管，在工件曲軸孔珩磨前，對油道及曲軸孔清潔，去除鐵屑，如圖4所示。為了能夠更有效地清除內(nèi)部鐵屑，增加沖屑管的噴頭孔數(shù)，增加分散噴射的范圍，將原來的單點噴射改為多點噴射，從而提升清潔效果，如圖5所示。

圖4 缸體珩磨機增加清潔工位

圖5 沖屑噴頭結(jié)構(gòu)改進(jìn)

2）效果評價

改善方案在2015年9月實施后，統(tǒng)計2015年10月至12月的缸體線工廢情況，發(fā)現(xiàn)因曲軸孔劃傷而導(dǎo)致的工廢率從 0.55%降至了 0.08%，如表 3所示。按照缸體線年產(chǎn)能20萬件來計算，可減少工廢費用，減少的費用=產(chǎn)量×工廢下降率×毛坯單價=200 000×（0.55%-0.09%）×1 124.78=1 034 797.6元。

表3 改善后的曲軸孔劃傷工廢率統(tǒng)計

4 結(jié)語

本文運用QC七大手法中的層別法、柏拉圖和魚骨圖等，逐步分析質(zhì)量問題，尋找根本原因并實施針對性的解決方案，最終改善了質(zhì)量問題，提高了生產(chǎn)效率。同時也為今后生產(chǎn)過程中遇到的其它質(zhì)量問題提供了解決方法和思路，也為企業(yè)質(zhì)量改進(jìn)活動提供了理論和應(yīng)用方面的借鑒。

[1]倪紅兵.正確運用統(tǒng)計方法是實施質(zhì)量管理的基本保證[J].世界標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量管理,2008 (12):8-10.

[2]陶鯉.論QC七大手法之—層別法，要因圖與戴明環(huán)的具體運用[J].電子質(zhì)量, 2007(12):61-63.

[3]林榮瑞.品質(zhì)管理[M].廈門:廈門大學(xué)出版社,2005.

[4]謝火瓊, 周炳海, 張曉霜,等.基于 QC的發(fā)動機缸體鑄造質(zhì)量問題改善[J].機械制造, 2016,54(2):19-21.

[5]朱月偉,周炳海.基于實驗設(shè)計方法的產(chǎn)品質(zhì)量改善[J]. 精密制造與自動化, 2016(2):40-43.

[6]丁潔,周炳海.基于六西格瑪方法的石英晶體DLD2質(zhì)量問題改善研究[J].機械制造, 2016,54(9): 74-77.