張仲國 王 超

（哈爾濱電氣股份有限公司，黑龍江 哈爾濱150021）

隨著綠色低碳社會逐步發(fā)展，電廠對發(fā)電設(shè)備的效能指標(biāo)提出了更高的要求，許多新設(shè)計、新技術(shù)也應(yīng)運而生，預(yù)扭結(jié)構(gòu)葉片就是其中之一，它能夠進(jìn)一步提高機組效率常規(guī)葉片安裝到輪槽后，機組在運行時圍帶和中間體受離心力和不同材料的熱膨脹影響，圍帶和葉片中間體出現(xiàn)小的間隙，導(dǎo)致葉片強度和振動基礎(chǔ)發(fā)生變化，存在葉片不能安全運行的潛在隱患。而預(yù)扭式動葉片在裝配時葉型扭轉(zhuǎn)，圍帶之間產(chǎn)生錯牙，整圈葉片會有一個較大的過盈量，葉型部分有一定的預(yù)應(yīng)力，在運行過程中圍帶會回彈，依然保持緊密貼合，從而避免了常規(guī)葉片在運行中存在的缺點。

在實際裝配過程中，與普通葉片相比其加工難度也更大。我公司裝配車間提出預(yù)扭結(jié)構(gòu)葉片在裝配過程中整圈節(jié)距或大或小，并且存在間隙超差問題，葉片裝配周期長，平均兩天一個級別，無法滿足生產(chǎn)進(jìn)度要求，個別機組出現(xiàn)嚴(yán)重的拖期現(xiàn)象。因此，為提高葉片的裝配效率，減少修磨量，必須提高單只葉片的加工精度。為了解決預(yù)扭葉片合格率低的問題，開展了本課題改進(jìn)項目。

1 精益六西格瑪改善的含義

精益六西格瑪（Lean Six Sigma）是精益生產(chǎn)與六西格瑪管理的融合，其目的是通過整合精益生產(chǎn)與六西格瑪管理兩種生產(chǎn)模式的優(yōu)點，達(dá)到消除浪費和減少變異的管理效果[1]。其中六西格瑪（Six Sigma）管理方法是一種減少變異改善流程能力的管理策略，由摩托羅拉公司的比爾·史密斯（Bill Smith)于1986年提出，主要強調(diào)“以客戶需求為驅(qū)動”、“以流程為中心”、“基于事實和數(shù)據(jù)驅(qū)動”，將所有的工作作為一種流程，采用量化的方法分析流程中影響質(zhì)量的因素，找出最關(guān)鍵的因素加以改進(jìn)從而達(dá)到更高的客戶滿意度。一個企業(yè)達(dá)到六西格瑪標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)是長期流程的出錯率不能超過3.4ppm[2]。六西格瑪管理包括六西格瑪改善(DMAIC)和六西格瑪設(shè)計（DFSS）兩種執(zhí)行模式，本項目中使用的DMAIC 模式是對當(dāng)前低于六西格瑪規(guī)格的項目進(jìn)行界定（define）、測量（measure）、分析（analyze）、改善（improve）以及控制（control）的過程。

2 質(zhì)量改善執(zhí)行過程分析

2.1 定義階段

預(yù)扭結(jié)構(gòu)葉片主要使用三坐標(biāo)測量機進(jìn)行檢測，每只葉片檢測的指標(biāo)包括進(jìn)汽側(cè)圓弧輪廓度、出汽側(cè)圓弧輪廓度、背徑向與進(jìn)出汽側(cè)的夾角、根三維角、冠三維角、根節(jié)距、冠節(jié)距、冠位置度、根冠錐面、汽道厚度、出汽邊厚度、內(nèi)背弧輪廓度、汽道扭轉(zhuǎn)13 項。檢測過程中有一項不合格，即為該葉片不合格。

圖1 葉片檢測指標(biāo)柏拉圖

在項目定義階段，利用柏拉圖確認(rèn)了五軸機加合格率（y1）和葉片拋光后合格率（y2）兩個關(guān)鍵問題項。通過對50 個級別葉片合格率的統(tǒng)計，確定了Y 的基線為76%，設(shè)定改進(jìn)目標(biāo)為90%。為保證項目能夠順利開展并取得預(yù)期目標(biāo)，通過SIPOC 流程分析初步確定綜合精銑及拋光工序為關(guān)鍵流程，進(jìn)而組建了項目團隊，制定了項目計劃。定義階段的工作為后續(xù)改進(jìn)項項目成功實施奠定了基礎(chǔ)。

2.2 測量階段

在后續(xù)進(jìn)行定量分析及測量前，對測量系統(tǒng)進(jìn)行分析，確保測量系統(tǒng)的可用性。隨機抽取20 只葉片分別用3 臺三坐標(biāo)測量，每臺三坐標(biāo)檢測三遍數(shù)據(jù)。利用MINITAB 軟件研究三坐標(biāo)檢測系統(tǒng)，分析結(jié)論為通過根節(jié)距研究方差量具R&R 貢獻(xiàn)率小于10%；變異（%SV)小于30%，葉根節(jié)距極差圖中4 號機118、142 號樣品測量值有出入，其余所有的點均落在控制線內(nèi)，表明測量系統(tǒng)穩(wěn)定性在可接受。

2.3 分析階段

根據(jù)項目測量階段制定的數(shù)據(jù)采集計劃以及前期確定的影響因子，通過綜合運用圖形化探索分析、回歸分析、假設(shè)檢驗等工具，項目組對前期查找處的影響因子進(jìn)行了逐一確認(rèn)，最終確認(rèn)夾具、精銑參數(shù)、頂針孔深度、五軸汽道余量、五軸錐面余量5 個因子為顯著因子，進(jìn)入I 階段進(jìn)行改善[3]。

2.4 改善階段

項目組制定了關(guān)鍵因子規(guī)劃，明確不同影響因子的改進(jìn)措施，以實現(xiàn)最終問題的解決。針對因子汽道精銑參數(shù)進(jìn)行全因子設(shè)計實驗，如表所示，其余進(jìn)行單變量因素研究。

表1 因子水平選擇表

實驗確定汽道精銑參數(shù)在出汽邊點數(shù)為95、前傾角為10、葉片特征為N 時汽道厚度與出汽邊厚度差值最小。根據(jù)本項實驗結(jié)果對現(xiàn)場加工的產(chǎn)品進(jìn)行跟蹤8 組，汽道厚度、出汽邊厚度、汽道與出汽邊差均滿足工藝要求。

2.5 控制階段

改善后追蹤記錄項目指標(biāo)3 個月，預(yù)扭葉片加工合格率均穩(wěn)定在90%以上，項目預(yù)期目標(biāo)得以實現(xiàn)。隨著鞏固措施進(jìn)一步實施，2019 年6 月-10 月持續(xù)追蹤預(yù)扭葉片加工合格率指標(biāo)，均穩(wěn)定在90%以上。

3 項目成果應(yīng)用

隨著公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改型，中小葉片的結(jié)構(gòu)已經(jīng)全部改成了預(yù)扭葉片結(jié)構(gòu)。通過持續(xù)一年的項目開展，預(yù)扭葉片合格率從76%提升到95.3%，公司葉片裝配質(zhì)量得到了極大提升。改進(jìn)前頻繁發(fā)生的葉片不封圈、葉片角尺差、葉片修配余量大、喉部尺寸超差、產(chǎn)品通流不理想等問題，徹底得到解決，這都?xì)w結(jié)于DMAIC 模式的成功開展。

該項目成果已經(jīng)在預(yù)扭結(jié)構(gòu)葉片上進(jìn)行了推廣，總結(jié)的汽道加工參數(shù)、中差編程法、記錄卡的記錄方法同樣適用于廠內(nèi)所有結(jié)構(gòu)葉片。精益六西格瑪項目的開展，改變了傳統(tǒng)工藝人員的知識認(rèn)知，項目定義、測量系統(tǒng)分析、原因分析、改善控制等方法的應(yīng)用，使技術(shù)人員對待質(zhì)量問題的分析有了理論支撐；柏拉圖、正態(tài)分布、假設(shè)檢驗等統(tǒng)計工具的使用，讓平時不太關(guān)注或者無大用處的數(shù)據(jù)得到了用武之地[4]。

公司為實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，需將核心部件維持在較好質(zhì)量水平。鑒于預(yù)扭葉片質(zhì)量提升取得有效成果，公司下一步將在大件工藝、中小件工藝等專業(yè)全面開展六西格瑪質(zhì)量提升項目，從上到下、自下而上同時推進(jìn)精益六西格瑪質(zhì)量理念落地。