王慧 劉冀川 田亮

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司設(shè)備部，河北唐山 063200）

六西格瑪管理在降低酸軋張力計(jì)壓頭非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間中的應(yīng)用

王慧 劉冀川 田亮

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司設(shè)備部，河北唐山 063200）

隨著管理學(xué)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，目前六西格瑪管理已成為管理學(xué)界研究的重點(diǎn)問(wèn)題之一。本文主要以京唐鋼鐵公司一酸軋張力計(jì)壓頭為研究對(duì)象，針對(duì)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中因張力計(jì)壓頭帶來(lái)的非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間逐年遞增的情況，公司成立精益六西格瑪改進(jìn)小組，通過(guò)對(duì)張力計(jì)壓頭設(shè)備使用情況的調(diào)查研究，運(yùn)用大量先進(jìn)的工具進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析、因果矩陣分析和潛在失效模式分析，找出原因，制定有效措施加以改進(jìn)、評(píng)價(jià)。經(jīng)過(guò)項(xiàng)目組的努力，項(xiàng)目取得了顯著的效果。

六西格瑪 張力計(jì) 壓頭 非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間

1 緒論

六西格瑪即為測(cè)量流程能力的指標(biāo)，解決問(wèn)題的方法論和持續(xù)改進(jìn)的體系文化，其最早實(shí)施開(kāi)始于美國(guó)摩托羅拉公司，之后GE公司對(duì)其管理方法進(jìn)一步完善，使其成為一種現(xiàn)代管理方式而被企業(yè)管理學(xué)界廣泛推廣。六西格瑪管理流程主要為DMAIC五個(gè)階段：

圖1 非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間占比圖

圖2 2011-2013年非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間

圖3 非計(jì)劃停機(jī)引起的資金損失

（1）定義階段（define）；在此階段，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)以企業(yè)目前發(fā)展方向?yàn)榍疤?，充分考慮顧客最為關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)成員在能夠把控的范圍內(nèi)選定項(xiàng)目改進(jìn)的方向，工作一般為：項(xiàng)目背景和問(wèn)題陳述、顧客需求分析、缺陷分析、指標(biāo)現(xiàn)狀分析、目標(biāo)設(shè)定、預(yù)期收益、項(xiàng)目組織計(jì)劃等。（2）測(cè)量階段（measure）；在測(cè)量階段，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)首先要進(jìn)行流程分析；其次，團(tuán)隊(duì)成員要正確運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法，從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)六個(gè)方面繪制魚(yú)骨圖，確定各流程中影響指標(biāo)Y的初步原因；再次，進(jìn)行因果矩陣分析和失效模式分析，找到影響 Y的所有主要因子X(jué)s。（3）分析階段（analyze）；采用不同軟件對(duì)Y與X進(jìn)行相關(guān)分析，找出引起變異的真正原因。（4）改進(jìn)階段（improve）；在改進(jìn)階段，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)針對(duì)分析階段確定的真正原因制定切實(shí)可行的改進(jìn)措施。在制定改進(jìn)措施的過(guò)程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)需要結(jié)合實(shí)際考慮現(xiàn)有流程的改進(jìn)方案，如何設(shè)定改進(jìn)參數(shù)，如何避免改進(jìn)措施帶來(lái)的新問(wèn)題等，因此，團(tuán)隊(duì)成員要對(duì)改進(jìn)方案進(jìn)行充分評(píng)估來(lái)確定有效的改進(jìn)措施加以實(shí)施，并評(píng)價(jià)改進(jìn)效果。（5）控制階段（control）；該階段的主要任務(wù)有：一、制定控制計(jì)劃并向流程管理者移交，保證控制流程改進(jìn)的持續(xù)性；二、項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)實(shí)時(shí)關(guān)注指標(biāo) Y和因子X(jué)s的情況，關(guān)注改善措施所帶來(lái)的效果；三、實(shí)時(shí)施監(jiān)控改善措施，確保項(xiàng)目取得的成效長(zhǎng)期持續(xù)保持。

本文通過(guò)案例來(lái)說(shuō)明如何運(yùn)用六西格瑪管理方法降低張力計(jì)壓頭非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間、減少資金占用、確保冷軋產(chǎn)線順?lè)€(wěn)運(yùn)行而適應(yīng)顧客需求的問(wèn)題。

圖4 Y1（故障處理過(guò)程）流程圖

圖5 Y2-1（故障預(yù)判過(guò)程）流程圖

圖6 Y2-2（在線運(yùn)行過(guò)程）流程圖

圖7 卡方檢驗(yàn)結(jié)果

圖8 相關(guān)回歸擬合線圖

圖9 相關(guān)回歸殘差圖

2 六西格瑪在項(xiàng)目中應(yīng)用

2.1 定義階段

2.1.1 項(xiàng)目背景和問(wèn)題陳述

（1）張力計(jì)壓頭是張力計(jì)的測(cè)壓傳感器裝置，安裝在測(cè)張輥軸承座和機(jī)械框架之間。通過(guò)采集壓力信號(hào)，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為張力信號(hào)，達(dá)到測(cè)量帶鋼張力的目的。項(xiàng)目組通過(guò)采取傾聽(tīng)用戶心聲、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、統(tǒng)計(jì)分析等工具對(duì)生產(chǎn)線存在的問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)真討論和系統(tǒng)性分析，匯總2012年-2013年一冷軋酸軋生產(chǎn)線各類(lèi)別故障非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間，利用 Minitab對(duì)兩年時(shí)間內(nèi)引起非計(jì)劃停機(jī)的設(shè)備進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)。

2012年與2013年由于張力計(jì)壓頭引起故障停機(jī)時(shí)間分別為1169min、713min，帕累托圖（見(jiàn)圖1）可看出占比分別為51.9%、28.6%，因此立項(xiàng)。

（2）根據(jù)統(tǒng)計(jì)情況分析（見(jiàn)圖2、圖3），2011-2013年張力計(jì)壓頭9次非計(jì)劃停機(jī)引起的損失累計(jì)1277.55萬(wàn)元，單次損失皆在100萬(wàn)元之上，降低非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間勢(shì)在必行！

2.1.2 客戶分析及目標(biāo)設(shè)定

根據(jù)客戶對(duì)降低非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間、減少壓頭資金占用、減少非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)的需求，詳細(xì)分析了目前設(shè)備使用現(xiàn)狀，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析之后，項(xiàng)目以2013年項(xiàng)目同期為參考，定義：

Y：項(xiàng)目期間張力計(jì)壓頭非計(jì)劃停機(jī)總時(shí)間（單位：分）

Y=Y1*Y2

Y1：非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間平均值（單位：分）

Y2：非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)（單位：次）

圖10 壓頭與電纜最低點(diǎn)距離同乳化液存積量關(guān)系圖

圖11 改善前

圖12 改善后

圖13 改善前控制器接線圖

在定義階段，項(xiàng)目組對(duì)財(cái)務(wù)進(jìn)行預(yù)期收益評(píng)估，項(xiàng)目如果成功，項(xiàng)目期將收益24.36萬(wàn)元，同時(shí)項(xiàng)目組還制定了組織機(jī)構(gòu)、推進(jìn)計(jì)劃等，確保項(xiàng)目在推進(jìn)過(guò)程中成員之間能夠充分交流，集思廣益切實(shí)地解決問(wèn)題，上述工作為項(xiàng)目順利開(kāi)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 測(cè)量階段

2.2.1 流程圖分析

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況，項(xiàng)目組成員針對(duì)目標(biāo)Y確定三個(gè)流程：Y1故障處理過(guò)程分析（見(jiàn)圖4）、Y2-1故障預(yù)判分析（見(jiàn)圖5）、Y2-2在線運(yùn)行分析（見(jiàn)圖6）。

2.2.2 因果矩陣分析

為了找到影響Y1Y2的因子，需要進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，根據(jù)人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)六個(gè)方面找出影響項(xiàng)目指標(biāo)的輸入變量，過(guò)程變量和輸出變量，并判定影響因子的可靠性，不可靠性，關(guān)鍵性，是否有執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而依次排列出各因素的影響次序，避免遺漏生產(chǎn)過(guò)程中的因子。對(duì)Y1/Y2-1/Y2-2過(guò)程進(jìn)行因果矩陣分析（見(jiàn)表1、表2），找出潛在因子x（根據(jù)客戶需求打分排序篩選而得出）19/22/12項(xiàng)，并立即進(jìn)行分析研究，制定進(jìn)方案給予改進(jìn)，具體情況將在分析階段給予闡述。

圖15 控制程序修優(yōu)化示意圖

表1 Y1因果矩陣的基本格式

表2 Y2因果矩陣的基本格式

表3 AI階段因子分析表格

2.2.3 FMEA（失效模式與影響分析）

根據(jù)建立的Y1和Y2的流程圖，針對(duì)因果矩陣篩選出的因子進(jìn)行FMEA打分，進(jìn)而找出快贏機(jī)會(huì)（即快速改善的機(jī)會(huì)），同時(shí)篩選關(guān)鍵的影響因子?？梢愿鶕?jù)RPN（RPN（風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)）=嚴(yán)重度*頻度*探測(cè)度）的分?jǐn)?shù)由高到低來(lái)考慮改進(jìn)方向。進(jìn)行FMEA的目的是為了分析生產(chǎn)過(guò)程故障模式，潛在的影響和產(chǎn)生的后果，并對(duì)可能出現(xiàn)的各種故障模式在工藝、設(shè)備、操作等方面進(jìn)行改進(jìn)或補(bǔ)償。項(xiàng)目組在應(yīng)用FMEA工具分析（見(jiàn)表4）篩選出5項(xiàng)因子進(jìn)行AI階段進(jìn)一步分析，見(jiàn)表3所示。

2.3 分析改善階段

此階段對(duì)關(guān)鍵的影響因素進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)統(tǒng)計(jì)方法將輸入和輸出指標(biāo)進(jìn)行量化或事實(shí)分析，結(jié)合生產(chǎn)流程及經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)確制定改進(jìn)方案。

2.3.1 密封材料固化時(shí)間分析改善

結(jié)合典型例子2013年10月18日，3#機(jī)架出口張力計(jì)異常，導(dǎo)致斷帶停車(chē)的事故分析，廠家建議，為防止在高溫高濕的工作環(huán)境下密封材料易被乳化液沖刷，固化時(shí)間24小時(shí)之上為最佳。

2.3.2 絕緣阻值分析改善

表4 FMEA的基本格式

表5 絕緣阻值判別標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

指標(biāo) 指標(biāo)名稱 基線 目標(biāo) 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月Y 1（分鐘） 單次非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間平均值 349 231 230 230 230 209 209 209 209 209 209 209 Y 2（次） 非計(jì)劃停機(jī)次數(shù) 3 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

壓頭內(nèi)部接線絕緣阻值會(huì)隨環(huán)境溫度和濕度發(fā)生變化，因此說(shuō)明書(shū)標(biāo)準(zhǔn)值不適合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)以10兆歐為判別標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目組選取2013年至2014年8月內(nèi)180次絕緣阻值測(cè)量值進(jìn)行卡方檢驗(yàn)分析（見(jiàn)表5、圖7）得出此因子對(duì)Y影響顯著，并確立改善措施，即以絕緣阻值大于10兆歐為正常狀態(tài)的判別標(biāo)準(zhǔn)。

卡方檢驗(yàn)過(guò)程：

Y2值：非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)；X值：絕緣阻值；H0：X與Y2不相關(guān)；H1：X與Y2相關(guān)；目的：是否有顯著性影響；

2.3.3 防腐材料覆蓋率分析改善

現(xiàn)階段壓頭防腐材料覆蓋率為100%，使用壽命4-6個(gè)月，乳化液侵入使得壓頭內(nèi)部接線不良致使故障發(fā)生頻繁，針對(duì)此問(wèn)題項(xiàng)目組統(tǒng)計(jì)覆蓋率分別為100%，150%，200%，250%和300%壓頭使用壽命數(shù)據(jù)，應(yīng)用相關(guān)回歸分析確定此因子對(duì)Y影響顯著。

相關(guān)回歸分析過(guò)程：

Y2值：非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)；X值：防腐材料覆蓋率；H0：X與Y2不相關(guān)；H1：X與Y2相關(guān)；目的：是否有顯著性影響。

改善措施：依據(jù)回歸方程（見(jiàn)圖8、圖9）找出最佳覆蓋率范圍，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)覆蓋率達(dá)到＞=200%且＜250%即可，項(xiàng)目期間未發(fā)生因防腐材料覆蓋率問(wèn)題導(dǎo)致壓頭內(nèi)部損壞的現(xiàn)象。

2.3.4 電纜路徑分析改善

原電纜接線箱位于壓頭上部5米左右，電纜套管內(nèi)進(jìn)入乳化液蒸汽后會(huì)聚集在底部侵蝕壓頭，嚴(yán)重時(shí)一年可聚集大于1000ml乳化液。項(xiàng)目組結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境分析壓頭距離電纜最低點(diǎn)的距離不同，乳化液存積量也不同。

結(jié)合圖10分析，為防止壓頭因乳化液侵入而腐蝕，確定改善措施如下：

接線箱安放位置更改至軋機(jī)地面，壓頭比電纜路徑最低端高1米左右（見(jiàn)圖11、圖12），即使乳化液進(jìn)入電纜護(hù)套管，也不會(huì)堆積到壓頭部位，避免了壓頭的腐蝕。項(xiàng)目期間未發(fā)生因電纜路徑問(wèn)題引起的故障。

2.3.5 控制方式分析改善

生產(chǎn)廠家原設(shè)計(jì)張力計(jì)的兩個(gè)壓頭采用勵(lì)磁源串聯(lián)連接方式，共用一個(gè)勵(lì)磁源，當(dāng)其中一個(gè)壓頭出現(xiàn)故障時(shí)，兩個(gè)張力計(jì)信號(hào)瞬間同時(shí)丟失，造成高速斷帶，長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，并且無(wú)法判斷出哪個(gè)張力計(jì)壓頭損壞，因此必須同時(shí)更換，造成備件費(fèi)用直接翻倍。故此提出改善措施：將驅(qū)動(dòng)側(cè)和工作側(cè)張力計(jì)壓頭獨(dú)立控制（見(jiàn)圖13、圖14、圖15），單端壓頭損壞不會(huì)影響另一端壓頭，可自動(dòng)切換到另一側(cè)獨(dú)立工作模式 ，此方法在一端壓頭損壞情況下，避免高速斷帶停車(chē)，可以利用計(jì)劃?rùn)z修更換損壞壓頭，使得非計(jì)劃停機(jī)概率和壓頭備件費(fèi)降低50%。

2.4 控制階段

在項(xiàng)目改進(jìn)方案實(shí)施并取得效果后，項(xiàng)目組進(jìn)行了效益計(jì)算，因?yàn)閷?shí)施改造，項(xiàng)目期間可創(chuàng)造效益24.36萬(wàn)元，完成了項(xiàng)目開(kāi)始預(yù)期收益，項(xiàng)目指標(biāo)變化見(jiàn)表六；同時(shí)，項(xiàng)目組明確了張力計(jì)壓頭設(shè)備重點(diǎn)流程的控制點(diǎn)，確定控制計(jì)劃并制作了檢查表，對(duì)《張力計(jì)維修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》、《一冷軋生產(chǎn)數(shù)據(jù)備份管理方法》、《張力計(jì)壓頭密封材料固化時(shí)間記錄單》、《張力計(jì)壓頭絕緣阻值記錄單》、《張力計(jì)壓頭防腐材料覆蓋率記錄單》、《張力數(shù)據(jù)采集及控制優(yōu)化方案》技術(shù)資料進(jìn)行了移交，作為檔案進(jìn)行保管，確保項(xiàng)目效果能夠穩(wěn)定保持和持續(xù)改進(jìn)。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）六西格瑪管理——科學(xué)的方法論，本文中六西格瑪管理的應(yīng)用降低了張力計(jì)壓頭非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間。（2）六西格瑪管理中DMAIC每個(gè)階段都是緊密聯(lián)系，不可分割的，各階段工具和分析方法的使用可依據(jù)實(shí)際情況靈活運(yùn)用。同時(shí)項(xiàng)目改進(jìn)也是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程，以追求完美極限。（3）全球經(jīng)濟(jì)一體化帶來(lái)的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，高質(zhì)量生產(chǎn)是企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的有利砝碼，六西格瑪管理則是科學(xué)的生產(chǎn)管理方法，值得將其推廣到解決實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中。

致謝：本文是在倡導(dǎo)者指導(dǎo)和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)合作下完成的，感謝小組成員的付出。

［1］馬林，何禎.六西格瑪質(zhì)量管理［M］.中國(guó)人民大學(xué)出版社，（第二版）2007：（7）.

［2］榮毅超，張璐.六西格瑪管理理論及實(shí)踐案例集［M］.科學(xué)出版社，2009（1）：51.

［3］Udit S，Implementing Lean Principles With the Six Sigma Advantage： how abaaery company realized significant improvements［J］.Journal of Organizational Excellence，Process Improvement，2003，22（3）：P43.P52.

［4］周延虎.精益六西格瑪集成應(yīng)用的若干問(wèn)題研究［D］.天津大學(xué)，2007.

With the continuous development of management science and progress， the six sigma management has become one of the key problems of the management academic circle at present. This article mainly Shougang Jing-Tang United Iron & Steel Company one？cold rolling Tensiometer load cell as the research object， for in the process of practical production because of Load cell of u non-plan downtimeis increasing year by year， The company set up lean six sigma improvement group， Through the investigation and study of Load cell equipment usage， using advanced tools to analyze measurement system， C&E and FMEA， identify the causes， develop effective measures to improve and evaluation. Through the efforts of the project team， project has obtained the remarkable effect.

Six sigma Tensiometer Load cell non-plan downtime

王慧（1991—），女，河北人，碩士，畢業(yè)于遼寧科技大學(xué)，助理員，現(xiàn)就職于首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司設(shè)備部，研究方向：電氣傳動(dòng)及設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)管理。