李戈

摘要：論文通過介紹SPC在中航富士達產(chǎn)品尺寸管控中的應用，不僅能夠提升過程能力、提升員工素質(zhì)，而且能顯著降低成本，提高效益，對其他企業(yè)快速有效實施SPC有一定借鑒價值。

關(guān)鍵詞：統(tǒng)計過程控制 關(guān)鍵尺寸 層次分析法 模糊綜合評價法

Application of Statistical Process Control in Product Size Control

—Case on China Aviation Forstar S&T Co.， Ltd

Li Ge （ Shaanxi Institute for Energy Quality Supervision & Inspection ）

Abstract： This paper introduces the application of SPC in China Aviation Forstar S&T Co.， Ltd product size control. It can not only enhance the quality of the staff， improve process capability， but also significantly reduce costs and improve efficiency. It has some reference value for other enterprises to implement SPC quickly and effectively.

Key words： Statistical Process Control （SPC）， key size， Analytic Hierarchy Process（AHP）， Fuzzy Comprehensive Evaluation

強化檢驗過程并不能影響產(chǎn)品的質(zhì)量，質(zhì)量是靠生產(chǎn)制造出來的，因此企業(yè)提升產(chǎn)品的質(zhì)量，就必須要重點控制產(chǎn)品的生產(chǎn)過程[1]，使得生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量過關(guān)，只有這樣才會降低不良率，節(jié)約成本，為進一步提升質(zhì)量提供條件。制造產(chǎn)品的過程中，常由于某些原因?qū)е庐a(chǎn)品尺寸精度存在一定的波動，對產(chǎn)品質(zhì)量來說這種波動的影響是很大的，為了預防和消除這種波動，企業(yè)往往采用過程控制的方法。運用過程控制的方法可以避免或消除產(chǎn)品制造過程中產(chǎn)生的異常波動，使制程處于受控狀態(tài)。如今，規(guī)模較大的公司在生產(chǎn)過程中都運用統(tǒng)計過程控制（Statistical Process Control，SPC）技術(shù)，SPC已成為制造業(yè)質(zhì)量管理中成熟的工具。

SPC重在全過程管控、全系統(tǒng)參與，特別強調(diào)用科學嚴謹?shù)慕y(tǒng)計方法來確保全過程的穩(wěn)定。大量實踐證明，運用SPC可以使企業(yè)在質(zhì)量控制上實現(xiàn)“事前”預防以及過程控制。但是在我國實施SPC進行質(zhì)量管控的行業(yè)不多，主要涉及的行業(yè)為汽車及其相關(guān)零部件的制造、配套的電子/電器的機械加工過程等。而其他類型的企業(yè)對SPC的關(guān)注較少，通常依靠事后檢驗的方式進行質(zhì)量管控，導致質(zhì)量問題頻發(fā)，以至于質(zhì)量成本越來越高。

1 相關(guān)概念

1.1 統(tǒng)計過程控制

統(tǒng)計過程控制，即利用數(shù)理統(tǒng)計的工具，對過程采集的樣本數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，以確定生產(chǎn)過程的波動是否可以接受。若此波動對質(zhì)量穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響，則需要調(diào)整工藝參數(shù)，使產(chǎn)品質(zhì)量特征值趨近要求的目標值，使全過程保持在只受偶然因素影響的穩(wěn)定狀態(tài)下。為了提高過程的高效性，強調(diào)在可控和有制程能力的條件下開展，使產(chǎn)品的特性能夠持續(xù)穩(wěn)定地滿足客戶的要求。

1.2 關(guān)鍵尺寸

產(chǎn)品關(guān)鍵特征存在偏差就會導致嚴重的質(zhì)量問題，關(guān)鍵特征（Key Characteristic，KC）指其生產(chǎn)過程產(chǎn)生的不良現(xiàn)象對產(chǎn)品的性能產(chǎn)生重大影響的 參數(shù)。

2 中航富士達質(zhì)量概況

中航富士達科技股份有限公司創(chuàng)立于1998年5月，隸屬于中國航空工業(yè)集團公司，公司主要研發(fā)、生產(chǎn)和銷售射頻同軸連接器、微波無源器件等產(chǎn)品，產(chǎn)品廣泛應用于通訊、國防以及航空航天、精密儀器等領(lǐng)域。至今，公司在國內(nèi)射頻同軸連接器行業(yè)綜合實力排名處于前三位，公司在生產(chǎn)過程中，注重各種質(zhì)量管理工具在實際質(zhì)量管理工作中的合理運用。通過企業(yè)文化精細化質(zhì)量改進、職能管理精細化質(zhì)量改進、產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)精細化質(zhì)量改進，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量，但偶發(fā)的產(chǎn)品尺寸超差現(xiàn)象時不時會收到客戶的反饋。

3 中航富士達SPC實施

構(gòu)建一個系統(tǒng)、清晰的實施流程是保證SPC在企業(yè)內(nèi)部成功實施的關(guān)鍵。實施的具體工作內(nèi)容 如下：

1. 實施準備

（1）確認職責；

（2）明確定義；

（3）控制要求。

2. 確定控制點

（1）識別關(guān)鍵過程；

（2）確定過程關(guān)鍵變量（特性）；

（3）制定過程控制計劃和規(guī)格標準。

3. 確定測量系統(tǒng)

（1）選擇合適的測量工具；

（2）分析測量系統(tǒng)。

4. 獲取數(shù)據(jù)

（1）采集數(shù)據(jù)；

（2）分析處理數(shù)據(jù)。

5. 做分析用控制圖

（1）選擇控制圖類型；

（2）計算統(tǒng)計特征量并繪制分析用控制圖。

6. 分析控制圖

（1）選擇判異準則；

（2）判斷過程是否受控；

（3）分析異因。

4 富士達產(chǎn)品的尺寸控制原則

中航富士達產(chǎn)品射頻同軸連接器關(guān)鍵尺寸控制的重要環(huán)節(jié)點識別需從如下兩方面著手：

（1）關(guān)鍵工序和特殊過程；

（2）制作過程導致產(chǎn)品尺寸失效頻率高的環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵尺寸加工工序識別和確認原則：

（1）形成關(guān)鍵、重要特性的過程；

（2）加工難度大、質(zhì)量不穩(wěn)定、不合格易造成重大經(jīng)濟損失或重大影響的過程；

（3）波動將對產(chǎn)品的裝配、性能、使用壽命或可制造性產(chǎn)生重大影響的過程。

5 基于SPC的關(guān)鍵尺寸管控過程

本次運用SPC對產(chǎn)品的關(guān)鍵尺寸進行管控，在過程能力CPK從整體不達標到達標一共試驗了三批：

前兩批通過率過低，第一批總體不達標，第二批整體制程能力有所提升，但仍不達標（CPK≥1.33為達標），四種零件的關(guān)鍵尺寸具體的過程能力變化趨勢如圖1～圖4。（圖中縱坐標為制造過程能力值（CPK），橫坐標表示的是零件各個關(guān)鍵部位尺寸的合格范圍，我們將在這個范圍內(nèi)研究它的集中能力，提高它的過程能力。）

以上四種零件在不同產(chǎn)線生產(chǎn)了三批，結(jié)合關(guān)鍵尺寸的過程能力變化可以看出，前兩批產(chǎn)品的過程能力都不達標，經(jīng)過兩次PDCA的循環(huán)改進，第三批的過程能力全部達標，具體分析如下：

（1）第一批

數(shù)據(jù)分析：尺寸在公差極限波動，CPK值大概都在1.0以下；

原因分析：人員方面：操作員多為新進員工，經(jīng)驗少、產(chǎn)品定位不熟練，導致部分產(chǎn)品在車外圓時有輕微的擺動；

機臺方面：機臺精度低并且刀具有鈍化現(xiàn)象，導致切削不到位。

臨時對策：

人員方面：將操作工換成2年以上的熟練工，并且對產(chǎn)品的夾裝位置作出明確規(guī)定，避免人為因素導致不良品產(chǎn)生；

機臺方面：將產(chǎn)品加工轉(zhuǎn)至高精度機臺，并由專人定期對刀具進行檢查，杜絕因刀具鈍化造成不良品產(chǎn)生。

（2）第二批

數(shù)據(jù)分析：第二批尺寸密集性差，且很大一部分零件具有一定的橢圓度，導致過程能力仍不達標；

原因分析：機臺主軸因未及時保養(yǎng)，導致旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，使零件在加工過程中切削深度不一致，產(chǎn)生了橢圓。

臨時對策：立即對相關(guān)機臺進行保養(yǎng)，重新進行首件測試，無橢圓方可繼續(xù)安排生產(chǎn)，并安排專人負責主軸的保養(yǎng)與維護。

長期對策：機臺主軸維護與保養(yǎng)，維持生產(chǎn)環(huán)境穩(wěn)定，同時定人定崗定機臺作業(yè)；

效果說明：第二批零件的關(guān)鍵尺寸CPK值有顯著提升；

第二批問題點：尺寸密集性差，且很大一部分零件有一定的橢圓度，造成數(shù)據(jù)波動大，過程能力不足。

（3）第三批

按照過程能力分析標準，CPK計算標準為：特級加工CPK大于1.67；一級加工CPK在1.33～1.67理想的狀態(tài)，并只占67%～75%的公差，維持現(xiàn)狀；二級加工CPK在1.00～1.33確實進行過程控制，使其保持在管理的狀態(tài)，當CP接近于1時，會有不良品產(chǎn)生，盡可能改善制成能力及生產(chǎn)能力；三級加工CPK在0.67～1.00需要改善過程，過程的中心在規(guī)格內(nèi)，但部分分布超出規(guī)格限；四級加工CPK小于0.67制程基本處于失控狀態(tài)。為滿足項目要求，本項目CPK為一級加工標準，即CPK需大于1.33。

效果說明：第三批CPK達標率提升至100%。

分析總結(jié)：通過本次小批量試驗以CPK以及零件的產(chǎn)出合格率數(shù)據(jù)分析可得出，三批試驗數(shù)據(jù)呈明顯改善趨勢，在定人定崗定機臺且制程無異常的生產(chǎn)條件下，制程能力穩(wěn)定，CPK值可達1.33以上，合格率達到了100%。

6 實施評價

根據(jù)本文采用模糊綜合評價法對統(tǒng)計過程控制在中航富士達的實施效果進行綜合評價，見表1。

統(tǒng)計表1打分結(jié)果，形成隸屬度矩陣，并結(jié)合模糊綜合評價法的計算步驟，經(jīng)過計算得出評判集S=（0.025，0.112，0.319，0.421，0.123），根據(jù)最大隸屬度原則，最大值為0.421，屬于第四等級。也就是說本次統(tǒng)計過程控制在中航富士達產(chǎn)品尺寸管控的應用后，達到的效果較好，屬于較高水平。

7 研究結(jié)論

本文通過將統(tǒng)計過程控制運用到企業(yè)核心產(chǎn)品的關(guān)鍵尺寸管控中，對采集的數(shù)據(jù)進行處理分析后，參考過程能力指數(shù)對中航富士達公司的部分產(chǎn)品加工過程進行監(jiān)控，第一時間發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患，制定相應的改進措施以及配套的驗證改進效果，最后利用模糊綜合評價法對SPC的實施效果進行了評價，得出以下結(jié)論：

（1）通過對中航富士達公司產(chǎn)品的關(guān)鍵尺寸的加工質(zhì)量分析，發(fā)現(xiàn)外徑尺寸存在加工問題，雖然表面上抽到的產(chǎn)品都是合格的，但是由于產(chǎn)品尺寸精度波動范圍超過生產(chǎn)工藝的要求，從而造成企業(yè)生產(chǎn)成本的上升。

（2）在對產(chǎn)品直徑尺寸的數(shù)據(jù)進行收集后，根據(jù)這些數(shù)據(jù)繪制控制圖發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的直徑尺寸在加工過程中存在異常。從人、機、料、法、環(huán)、測六個角度分析了導致這種異常產(chǎn)生的主要因素。

（3）從發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的異常點入手，制定改進措施。在該廠的實際生產(chǎn)過程中，第一步要在加工前對夾具進行仔細檢查，保證毛坯的中心與機床的旋轉(zhuǎn)中心一致。加工方式上，使用金屬切削加工液，起到潤滑、冷卻、清潔、防銹的作用。在切削過程中，可以減小切削刃與加工表面間的相互摩擦作用，提高產(chǎn)品加工表面的表面質(zhì)量。對環(huán)境溫度的控制也非常重要，將車間溫度控制在一定的范圍。

（4）建立實施效果評價體系，對改進后的結(jié)果進行評估。該評價指標系統(tǒng)能考慮到有效實施SPC的各種因素影響，為統(tǒng)計過程控制在關(guān)鍵尺寸的管控指明了提升和改善的方向。

（5）利用模糊綜合評價方法對SPC的實施效果進行評價。根據(jù)評價結(jié)果的分數(shù)，SPC在該企業(yè)的應用還是得到了大部分員工的認可，能夠繼續(xù)實施下去。在后期SPC的應用中還應在保證符合經(jīng)濟性的前提下，注重對員工專業(yè)技能的培訓，加強全面質(zhì)量管理體系建設，增加全員參與的熱情。

參考文獻

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