高小雙

（河北工業(yè)大學(xué)，天津 300401）

1 公司概況

DF公司是世界著名的制冷和供熱產(chǎn)品制造商和服務(wù)供應(yīng)商，其供熱事業(yè)部生產(chǎn)產(chǎn)品主要有三種，即球閥、溫控閥和熱表。通過分析該公司供熱事業(yè)部產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)其中球閥車間比其他產(chǎn)品車間的質(zhì)量問題多，具體不良產(chǎn)品投入成本如下：球閥不良產(chǎn)品成本為229255元，溫控閥為37118元，熱表為64135元，利用Minitab做出pareto圖可知，球閥的不良質(zhì)量成本占比為69.4%。此外，等同時(shí)間內(nèi)，三種產(chǎn)品投訴數(shù)量也不相同，球閥、溫控閥和熱表的投訴數(shù)量依次為123個(gè)、16個(gè)和15個(gè)。因此，本文將著重研究DF公司球閥產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)優(yōu)化問題。

2 球閥存在的質(zhì)量問題

2017年的DF公司球閥產(chǎn)品質(zhì)量問題數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下：內(nèi)漏問題投訴數(shù)量為57個(gè)，其中由于生產(chǎn)原因造成內(nèi)漏的為35個(gè)，占比61.4%，而其中因高轉(zhuǎn)矩生產(chǎn)原因數(shù)量為24個(gè)，占比68.5%；外漏問題的數(shù)據(jù)為為17，其他類型的問題統(tǒng)共15個(gè)。綜合考慮，本文將針對(duì)高轉(zhuǎn)矩問題進(jìn)行重點(diǎn)研究。

高轉(zhuǎn)矩即需要使用較大力才能打開球閥，直接影響了客戶的使用體驗(yàn)。而扭矩的大小與生產(chǎn)過程焊接工序頂緊力有關(guān)，當(dāng)頂緊力大時(shí)，開啟扭矩就大；頂緊力小時(shí)，開啟扭矩就小，但太小的頂緊力又會(huì)加大球閥泄露的風(fēng)險(xiǎn)，所以合適的開啟扭矩范圍，既不會(huì)泄露也不會(huì)扭矩值過大，影響開關(guān)操作。因此，針對(duì)球閥產(chǎn)品扭矩過大，DF公司成立質(zhì)量小組對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化研究。

3 質(zhì)量改善方案設(shè)計(jì)

通過以上分析，發(fā)現(xiàn)DF公司球閥最大質(zhì)量問題是高轉(zhuǎn)矩，通過分析發(fā)現(xiàn)影響扭矩值的直接原因是頂緊力設(shè)置不合理，需要對(duì)其進(jìn)行改善，達(dá)到減小扭矩值的目的。本文在球閥扭矩值確定過程中，使用扭矩測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量，并通過單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)找到合理的頂緊力范圍，在保證不出現(xiàn)泄露的前提下，最大程度地降低了扭矩力。

3.1 確定改善方案并優(yōu)化

考慮到經(jīng)濟(jì)和成本，根據(jù)工程師經(jīng)驗(yàn)，對(duì)頂緊力因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，找到最適合的頂緊力范圍，在保證不泄露的前提下，達(dá)到扭矩最小。按照實(shí)驗(yàn)條件一致性原則，即在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，除預(yù)處理實(shí)驗(yàn)因素外，其他條件要求前

后一致。

3.2 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)前為確定測(cè)量系統(tǒng)可靠，要進(jìn)行MSA測(cè)量分析，對(duì)球閥產(chǎn)品在相應(yīng)頂緊力值下是否存在泄漏情況進(jìn)行判斷，并確定Kappa系數(shù)，保證測(cè)量準(zhǔn)確性。準(zhǔn)備階段，選取30個(gè)樣本，樣本數(shù)量記為S，兩位操作者在不同時(shí)間對(duì)每個(gè)樣本進(jìn)行3次檢查，判斷其是否泄漏，實(shí)驗(yàn)次數(shù)記為T（合格品記為1，不合格記為0）。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后發(fā)現(xiàn)，每個(gè)Kappa值都大于0.75，可得測(cè)量系統(tǒng)沒有問題。

接下來，對(duì)扭矩測(cè)量?jī)x進(jìn)行量具相關(guān)分析，看測(cè)量系統(tǒng)是否可靠。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行隨機(jī)取樣，抽取10個(gè)產(chǎn)品，三個(gè)操作員A、B和C，對(duì)每個(gè)產(chǎn)品的扭矩值各測(cè)量三次，并記錄數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)輸入在Minitab軟件進(jìn)行量具的分析。分析結(jié)果表明方差貢獻(xiàn)率為0.81%，小于1%；NDC值為15，大于10；扭矩測(cè)量?jī)x的GR&R值為8.98%，小于10%，可得此測(cè)量系統(tǒng)可接受。

3.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

本實(shí)驗(yàn)的目的是找到合理頂緊力，使球閥在不泄露的前提下具有最佳的扭矩值，故采用黃金分割法來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，判斷標(biāo)準(zhǔn)為產(chǎn)品不泄露時(shí)扭矩值的為最優(yōu)解。

原有球閥設(shè)計(jì)采用頂緊力值為2600N，扭矩過大，據(jù)相關(guān)人員分析，將頂緊值范圍設(shè)置為1200～2400N。由黃金分割法，實(shí)驗(yàn)點(diǎn)x1為1658.4N，設(shè)置為1660N。實(shí)驗(yàn)點(diǎn)x2為1941.6N，設(shè)置為1940N。

具體實(shí)驗(yàn)情況如下：x1點(diǎn)出現(xiàn)了泄露的情況，x2點(diǎn)沒有泄露，連續(xù)進(jìn)行五次實(shí)驗(yàn)，記錄扭矩值均為188N·m，確認(rèn)x2為好點(diǎn)。繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，新的實(shí)驗(yàn)范圍是1660～2400N，x3取值為2120N，實(shí)驗(yàn)無泄漏，扭矩均值為210N·m，對(duì)比頂緊力，x2為好點(diǎn)。繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，新的實(shí)驗(yàn)范圍是1660～2120N，x4取值為1840N，實(shí)驗(yàn)無泄漏，扭矩均值為178N·m，對(duì)比頂緊力，x4為好點(diǎn)。繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，新的實(shí)驗(yàn)范圍是1660～1940N，x5為1760N，實(shí)驗(yàn)有些許氣泡冒出情況，故x4是好點(diǎn)。繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，新的實(shí)驗(yàn)范圍是1760～1940N，x6取值1860N，實(shí)驗(yàn)無泄漏，扭矩均值180N·m，對(duì)比頂緊力x4為好點(diǎn)。繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，新的實(shí)驗(yàn)范圍是1760～1860N。x7取值1780N，實(shí)驗(yàn)有小氣泡冒出，故x4是好點(diǎn)。繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，新的實(shí)驗(yàn)范圍是1780～1860N，x8取值1800N，實(shí)驗(yàn)無泄漏，扭矩均值為156Nm，x8是好點(diǎn)。

通過以上實(shí)驗(yàn)找到了合適的頂緊力，即1800N是在不泄露情況下的扭矩值整體最小的頂緊力值。但由于生產(chǎn)時(shí)的設(shè)備、人力等因素的不穩(wěn)定性，質(zhì)量小組決定將生產(chǎn)時(shí)頂緊力范圍設(shè)置為1800～1900N，可以達(dá)到不泄露，扭矩最合理。

4 結(jié)語

本文主要對(duì)DF公司球閥產(chǎn)品的質(zhì)量問題進(jìn)行了分析和改善，并找到了優(yōu)化方案，即保證產(chǎn)品不泄露的前提下，尋求扭矩最佳值。通過本文的研究，不僅可以解決DF公司不合格產(chǎn)品的質(zhì)量問題，而且也為該公司的其他產(chǎn)品生產(chǎn)提供有效的參考依據(jù)。