基于DMAIC 模型的中小企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)研究

江浩軒 JIANG Hao-xuan；歐淑 OU Shu；柏子堯 BO Zi-yao；譚麗 TAN Li；唐詩琳 TANG Shi-lin

（桂林電子科技大學(xué)，桂林 541004）

0 引言

經(jīng)濟(jì)全球化的現(xiàn)代，企業(yè)之間的競爭日趨激烈，各行各業(yè)在追求高質(zhì)量發(fā)展方面已達(dá)成了共識。企業(yè)采取持續(xù)的質(zhì)量改善措施，將會成為提升企業(yè)核心競爭力的重要手段之一。六西格瑪管理就是一種系統(tǒng)改進(jìn)的方法，它采用科學(xué)的方法論以及完整的工具，即DMAIC 模型。DMAIC模型通過對現(xiàn)有管理流程進(jìn)行定義、測量、分析、改進(jìn)和控制，依據(jù)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和預(yù)測，使整個改進(jìn)過程都基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的技術(shù)基礎(chǔ)，幫助質(zhì)量人員用科學(xué)的方式去理解和解決問題，以達(dá)到顧客要求的更高質(zhì)量，企業(yè)要求的更高效率、更低成本的目標(biāo)[1]。

DMAIC 模型在企業(yè)質(zhì)量改進(jìn)中的應(yīng)用已經(jīng)成為重要的研究課題。于明謙（2017）分析了將六西格瑪管理方法引入到供應(yīng)商質(zhì)量管理中的可行性及優(yōu)勢[2]。趙承軍（2019）利用六西格瑪DMAIC 模型，找到影響減振器壽命的關(guān)鍵因子并實(shí)施改進(jìn)[3]。蔡佳辰和丁淑芹（2016）指出，當(dāng)前全球排在財(cái)富榜前面的企業(yè)中大多數(shù)公司都引進(jìn)并推廣六西格瑪管理方法[4]。但是傳統(tǒng)的DMAIC 模型，并不能完全適用于所有企業(yè)。對于系統(tǒng)管理意識薄弱、管理制度不健全、資金緊缺、融資困難、員工專業(yè)能力較弱、機(jī)器設(shè)備落后老舊的中小企業(yè)，DMAIC 模型在人力、物力、財(cái)力方面的代價過大，中小企業(yè)在實(shí)施DMAIC 模型進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)時往往力不從心。本文選擇適合中小企業(yè)使用的工具和方法，并將DMAIC 模型實(shí)施于T 企業(yè)，為中小企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)提供參考。

1 T 公司案例分析

1.1 T 公司背景介紹

T 公司位于深圳，注冊成立于2010 年，公司現(xiàn)有員工在600 人左右，是一家專業(yè)從事LED 器件生產(chǎn)和封裝的企業(yè)，主要做背光LED、照明LED、燈條LED、車用LED、小間距顯示LED 等全系列LED 器件的生產(chǎn)和封裝。本文主要研究燈珠車間的LED 封裝溢膠情況。

1.2 定義階段

定義階段的主要任務(wù)為明確現(xiàn)存的缺陷，識別出需要改進(jìn)的問題。對于中小企業(yè)來說，“傾聽顧客的聲音”是一個最有效率的方法，直面用戶的需求，高效地識別出現(xiàn)存的主要問題。

①目標(biāo)一：將溢膠不良率即項(xiàng)目目標(biāo)值Y 值從1.5%降低到0.5%及以下。

通過對本項(xiàng)目進(jìn)行關(guān)鍵質(zhì)量分析，外部客戶需求為：客戶投訴產(chǎn)品注膠出現(xiàn)的溢膠質(zhì)量問題，客戶希望產(chǎn)品質(zhì)量能夠提升，減少溢膠現(xiàn)象；內(nèi)部業(yè)務(wù)需求為：溢膠質(zhì)量不良導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢，增加企業(yè)成本，不良品流出影響企業(yè)聲譽(yù)。最終可以得到關(guān)鍵質(zhì)量點(diǎn)CTQ 為：降低溢膠不良率。定義溢膠不良率為項(xiàng)目目標(biāo)值Y 值：溢膠不良率Y=溢膠數(shù)/注膠總數(shù)×100%。

統(tǒng)計(jì)2020 年全年的溢膠數(shù)量，并計(jì)算溢膠不良率，得到月平均溢膠不良率為1.5%。因此制定項(xiàng)目資格線：合格值0.8%月平均溢膠不良率，目標(biāo)值0.5%月平均溢膠不良率。

②目標(biāo)二：將工序能力CPK 值從0.97 提升到1.33 及以上。

凹杯深度為燈珠上完封裝膠后的中空部分的膠水深度，凹杯深度標(biāo)準(zhǔn)范圍為15-50μm。在機(jī)器正常運(yùn)營的情況下，對目前的凹杯深度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

工序能力分析需要數(shù)據(jù)處于受控狀態(tài)下才能進(jìn)行。首先使用Minitab 軟件制作凹杯深度的均值-極差控制圖，見圖1。由圖可知數(shù)據(jù)處于受控狀態(tài)下。對數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)以及過程能力分析。正態(tài)性檢驗(yàn)的結(jié)果可知P 值為0.277 大于0.05，說明數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布，方可使用正態(tài)分布的過程能力分析。過程能力分析見圖2。

圖1 凹杯深度的均值—極差控制圖

圖2 凹杯深度的過程能力報(bào)告

通過對凹杯深度進(jìn)行過程能力分析，目前的注膠工序過程能力CPK 只有0.97，工序能力處于三級，說明目前注膠程序能力不充分，應(yīng)該尋找造成過程能力指數(shù)低的原因，對制造過程進(jìn)行改善，可通過人員、機(jī)器、物料、方法、環(huán)境五個方面進(jìn)行改善，改進(jìn)目標(biāo)為CPK 大于1.33，工序能力指數(shù)的分級判斷見表1。

表1 工序能力指數(shù)的分級及判斷

1.3 測量階段

測量階段需要收集數(shù)據(jù)，再次運(yùn)用流程圖、魚骨圖等方法找出Y 的影響因素，最后通過帕累托圖和FMEA 分析篩選出主要因子。對于中小企業(yè)來說通過對流程的梳理，一步一步找出潛在的影響因素是行之有效的方法。

梳理注膠流程，對人員、機(jī)器、物料、方法、環(huán)境五個方面進(jìn)行分析，最終確定影響溢膠數(shù)量的27 個因子，并繪制因果圖。見圖3。

圖3 溢膠原因的因果圖

隨機(jī)選取5 個檢驗(yàn)員，對影響溢膠數(shù)量的因子進(jìn)行打分，最高分為10 分。根據(jù)評分結(jié)果使用Minitab 軟件制作末端原因的帕累托圖。

再次使用過程缺陷模式和影響分析進(jìn)行打分，運(yùn)用帕累托圖篩選出出現(xiàn)溢膠原因的七個潛在關(guān)鍵因子，分別是支架變形，針頭變形，排膠量多，開關(guān)門次數(shù)，點(diǎn)膠位置，氣壓不穩(wěn)定，烘烤時間短，待后續(xù)分析階段進(jìn)行分析改善。過程缺陷模式及影響分析見表2。

1.4 分析階段

測量階段篩選出的關(guān)鍵因子，需要在分析階段進(jìn)行驗(yàn)證，包含數(shù)據(jù)分析、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等方法，去除影響不顯著的關(guān)鍵因子，從而避免不必要的改善投入[5]。

對上述七個潛在因素進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如表3 所示。最終可以確定影響溢膠不良率即項(xiàng)目目標(biāo)值Y 值的關(guān)鍵因子為：支架變形、針頭變形、點(diǎn)膠位置，后續(xù)將通過改善關(guān)鍵因子而達(dá)到改善項(xiàng)目目標(biāo)值Y 值的目的。見表3。

表3 關(guān)鍵因子檢驗(yàn)結(jié)果

1.5 改進(jìn)階段

1.5.1 支架、針頭變形改進(jìn)

支架屬于原材料，在進(jìn)行注膠作業(yè)時，應(yīng)在事前進(jìn)行來料檢驗(yàn)。如果是來料問題，應(yīng)及時聯(lián)系供應(yīng)商，進(jìn)行核對以及退貨處理；如果是前端工序操作不當(dāng)造成的，應(yīng)該找出操作不當(dāng)?shù)脑?，并且對人員進(jìn)行培訓(xùn)，以杜絕事件的再發(fā)生。變形的支架可以進(jìn)行維修，維修后可以繼續(xù)使用的可繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，如果無法維修的應(yīng)進(jìn)行報(bào)廢處理，提高全體員工的質(zhì)量意識，不合格的材料堅(jiān)決不能繼續(xù)用于生產(chǎn)制造。

針頭變形與支架變形一樣，可以通過外觀檢測檢測出來，應(yīng)安排操作員在安裝針筒時進(jìn)行針頭的檢查，如果發(fā)現(xiàn)有變形的針頭，就不能用在生產(chǎn)制造中。

1.5.2 點(diǎn)膠位置改進(jìn)

點(diǎn)膠位置是機(jī)臺進(jìn)行點(diǎn)膠，操作員需要給機(jī)臺輸入?yún)?shù)，才能讓機(jī)臺在正確的位置進(jìn)行點(diǎn)膠作業(yè)，根據(jù)之前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，點(diǎn)膠位置在正中間是最合適的，也是溢膠數(shù)量最少的，在其他位置將造成不同程度的溢膠，所以設(shè)備部應(yīng)給機(jī)臺設(shè)置正確的點(diǎn)膠位置，一旦發(fā)現(xiàn)點(diǎn)膠位置有偏移時，操作員應(yīng)立馬進(jìn)行停機(jī)操作，上報(bào)質(zhì)量部，由質(zhì)量部檢查原因并進(jìn)行分析。

1.5.3 注膠流程改進(jìn)

在原來的注膠工序中，有部分工序會間接影響到溢膠不良率，比如上料的方式，沒有進(jìn)行針頭的清洗等過程都需要進(jìn)行改善。根據(jù)ECRS 原則的合并，原來的工序包含了沖壓與剝料兩個程序，材料在兩個工序之間搬運(yùn)會造成溢膠風(fēng)險，由于兩個程序的流程一樣，可以用一臺機(jī)器將兩個工序合并，將沖壓與剝料同時進(jìn)行，減少了搬運(yùn)過程造成材料溢膠的風(fēng)險。

注膠現(xiàn)場的改進(jìn)是指針對注膠過程中出現(xiàn)的可能導(dǎo)致溢膠現(xiàn)象的行為或者原因進(jìn)行改進(jìn)?，F(xiàn)場改進(jìn)主要包括當(dāng)發(fā)現(xiàn)膠水里面有雜物，導(dǎo)致針頭堵塞造成拖膠/溢膠時，要及時更換針頭，作業(yè)員在點(diǎn)膠過程中要多觀察；當(dāng)發(fā)現(xiàn)支架變形時，作業(yè)員應(yīng)通知組長查看支架變形的嚴(yán)重程度，是否需要作業(yè)；當(dāng)作業(yè)有不良時，可在支架上做標(biāo)示；當(dāng)發(fā)現(xiàn)材料白殼有缺口導(dǎo)致溢膠時，作業(yè)員要向組長反饋情況，看是否需要繼續(xù)作業(yè)；材料有溢膠時，可在支架上面標(biāo)示是材料本身有異常；組長觀察不良是否在一片材料已超過一半，不良一半以上可以直接報(bào)廢。

1.6 控制階段

控制階段是將改善的結(jié)果進(jìn)行固化，并且是項(xiàng)目持續(xù)改進(jìn)的一個重要的階段，同時也是六西格瑪?shù)某掷m(xù)改進(jìn)，

在控制階段將輸出控制計(jì)劃，檢驗(yàn)計(jì)劃，培訓(xùn)記錄表等。

1.6.1 控制管理

①對策標(biāo)準(zhǔn)化。建立嚴(yán)格的檢驗(yàn)機(jī)制；制作注膠標(biāo)準(zhǔn)文件，形成完善的作業(yè)指導(dǎo)書和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，供員工學(xué)習(xí)。

②事后管理實(shí)施。注膠、配膠組長不定期巡檢，并作相應(yīng)培訓(xùn)；將注膠產(chǎn)品質(zhì)量列入員工月度考核；關(guān)注員工作業(yè)差異，尋找“滿意解”；當(dāng)班作業(yè)員工作經(jīng)驗(yàn)、問題點(diǎn)交流，統(tǒng)一作業(yè)方式，按作業(yè)優(yōu)異者方式進(jìn)行；建立作業(yè)過程異常及時反饋機(jī)制，及時發(fā)現(xiàn)、及時處理；組長每天查看溢膠不良統(tǒng)計(jì)表，針對不良項(xiàng)目數(shù)量突變，及時查找分析處理。要求組長必須明確每天作業(yè)情況。

1.6.2 改進(jìn)效果確認(rèn)

①溢膠不良率。改善前的溢膠不良率為1.5%，改善的目標(biāo)為降低溢膠不良率至0.5%，通過收集2021 年4-6 月份溢膠數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過改善后的溢膠不良率為0.48%，可以達(dá)到目標(biāo)值且優(yōu)于目標(biāo)值。

②工序能力評價。改善前的注膠工序能力為CPK 只有0.97，實(shí)施上述對策以及改進(jìn)流程后，對溢膠數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤。對改進(jìn)后注膠過程的凹杯深度進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用Minitab 軟件制作均值—極差控制圖，見圖6。數(shù)據(jù)均在控制范圍內(nèi)，可對樣本進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，數(shù)據(jù)結(jié)果顯示P 值為0.511 大于0.05，符合正態(tài)分布，故可對改進(jìn)后的樣本進(jìn)行過程能力分析。

結(jié)果可知樣本工序能力指數(shù)Cpk=1.67＞1.33，改善前的工序能力指數(shù)為0.97，較之之前提高了0.7，將工序能力從三級提升到了一級，能力充分，說明產(chǎn)品合格率都能滿足公司和客戶的要求，即達(dá)到可接受水平。

2 結(jié)論

質(zhì)量問題一直是企業(yè)放在首要位置的問題，消費(fèi)者對質(zhì)量的訴求越高，意味著企業(yè)應(yīng)對質(zhì)量更加關(guān)注，質(zhì)量管理已經(jīng)成為企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急，而質(zhì)量管理中，很多時候會使用到六西格瑪管理。本文將DMAIC 模型與中小企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀相結(jié)合，對DMAIC 模型進(jìn)行了改進(jìn)，并針對T 公司在LED 封裝的注膠流程上進(jìn)行了深入的分析和研究。通過改善方案的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了降低溢膠不良率的目的，將溢膠不良率由最初的1.5%降低至0.48%，降幅1.02%。同時還提高了T 公司注膠工序能力，工序能力指數(shù)CPK 從最初的0.97 提升至1.67，工序能力等級也從三級成功提升到了一級，對T 公司而言是一個巨大的突破。同時，本文也說明了六西格瑪方法在LED 封裝領(lǐng)域降低溢膠不良率的重要作用，為后續(xù)相似領(lǐng)域的質(zhì)量改進(jìn)提供了思路。