供稿|侯珍珠， 王闖 / HOU Zhen-zhu， WANG Chuang

本鋼浦項(xiàng)重卷機(jī)組主要用于汽車(chē)板表面質(zhì)量的檢查和鋼卷的分卷，現(xiàn)年處理量達(dá)30萬(wàn)t。通過(guò)對(duì)2012年重卷機(jī)組缺陷降級(jí)量分析，找出缺陷降級(jí)率平均為每月產(chǎn)量的0.2%，產(chǎn)生的主要缺陷為層間擦傷、窄尺、輥?lái)延『筒羷潅?，共占總?cè)毕莸?0.3%。為了達(dá)到客戶對(duì)鋼卷表面質(zhì)量和尺寸精度的高要求，以及為公司降低成本的目標(biāo)，針對(duì)以上缺陷，我們通過(guò)運(yùn)用六西格瑪工具方法，分析產(chǎn)品缺陷產(chǎn)生原因，并最終制定改進(jìn)方案，使產(chǎn)品最終缺陷降級(jí)率降低為月產(chǎn)量的0.08%。

六西格瑪方法應(yīng)用背景

由于本鋼浦項(xiàng)重卷機(jī)組層間擦傷、輥?lái)延　⒄吆筒羷潅毕輰?duì)機(jī)組軋成率和產(chǎn)品質(zhì)量影響較大，而這些缺陷在控制上存在困難，在機(jī)組生產(chǎn)過(guò)程中受人為因素、設(shè)備因素、管理因素等影響，項(xiàng)目在控制方面及分析上較為繁瑣，因此采用較為系統(tǒng)的六西格瑪工具來(lái)解決這一難題是一個(gè)很好的辦法。

六西格瑪是一種改善企業(yè)質(zhì)量流程管理的技術(shù)，以“零缺陷”的完美商業(yè)追求，帶動(dòng)質(zhì)量成本的大幅度降低，最終實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)成效的提升與企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的突破。它是系統(tǒng)的，集成的采用業(yè)務(wù)改進(jìn)流程，實(shí)現(xiàn)無(wú)缺陷的過(guò)程設(shè)計(jì)，通過(guò)DMAIC流程，消除過(guò)程缺陷和無(wú)價(jià)值作業(yè)，從而提高質(zhì)量和服務(wù)，降低成本，縮短運(yùn)轉(zhuǎn)周期，達(dá)到客戶完全滿意，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力[1]。

本項(xiàng)目主要通過(guò)微觀流程圖、因果矩陣和FMEA找出缺陷產(chǎn)生的主要原因，利用六西格瑪工具檢驗(yàn)并分析找出關(guān)鍵因子，對(duì)關(guān)鍵影響因子進(jìn)行改善形成標(biāo)準(zhǔn)化文件，最終降低重卷機(jī)組內(nèi)部缺陷降級(jí)率。在這個(gè)過(guò)程中主要分界定、測(cè)量、分析、改進(jìn)、控制五個(gè)階段。

缺陷產(chǎn)生原因查找

定義階段主要將重卷機(jī)組內(nèi)部缺陷降級(jí)率定義為Y，將主要缺陷層間擦傷、輥?lái)延?、擦劃傷和窄尺分別定義為y1、y2、y3和y4，為了找出產(chǎn)生這些缺陷的主要原因X，制定了重卷機(jī)組流程的項(xiàng)目SIPOC圖(圖1)，并確定了項(xiàng)目目標(biāo)為缺陷降級(jí)率，降低到月產(chǎn)量的0.12%。

在查找影響4種主要缺陷因素時(shí)，因?yàn)槿毕莸漠a(chǎn)生發(fā)生在生產(chǎn)過(guò)程中各環(huán)節(jié)，因此我們使用了IPO流程(圖2)分析的方法，繪制微觀流程圖的過(guò)程采用頭腦風(fēng)暴法，將團(tuán)隊(duì)成員的認(rèn)識(shí)和想法全部收集上來(lái)，把影響產(chǎn)品層間擦傷、輥?lái)延?、擦劃傷和窄尺的主要因素放在一起?/p>

圖1 重卷機(jī)組流程圖

圖2 重卷機(jī)組因子IPO流程圖

將IPO圖按照因果矩陣和FMEA對(duì)流程中產(chǎn)生的4種缺陷進(jìn)行打分及對(duì)影響缺陷產(chǎn)生的原因分析，得出分?jǐn)?shù)較高的因子，見(jiàn)表1。

主要因子分析及改進(jìn)

因子的快速改善

對(duì)FMEA中得分較高的因子，首先進(jìn)行快速改善，對(duì)表1中建議采取措施的六項(xiàng)管理上可以直接控制的因子采取快速改善進(jìn)行改進(jìn)，并得出二次FMEA，見(jiàn)圖3，改善前后效果較明顯，控制圖(圖4)中缺陷率降到0.17%，并且缺陷控制在0.12%到0.22%之間。

圖3 二次FMEA

圖4 快速改善前后控制圖的效果

其他因子六西格瑪方法分析與改進(jìn)

對(duì)其余6個(gè)主要因子上卷對(duì)中、開(kāi)卷張力、機(jī)組運(yùn)行速度、原料窄尺、張力輥輥面、側(cè)間隙設(shè)定和重疊量設(shè)定，分別通過(guò)利用六西格瑪驗(yàn)證工具單因子方差分析、卡方檢驗(yàn)、雙比例檢驗(yàn)和對(duì)數(shù)回歸進(jìn)行分析。

◆ 上卷對(duì)中因子分析與改進(jìn)

由于四個(gè)班組為離散型數(shù)據(jù)，因此選用單因子方差分析，得出P=0＜0.05，即班組間層間擦傷缺陷產(chǎn)生存在差異，班組是影響層間擦傷缺陷發(fā)生的潛在的根本原因。通過(guò)水平間配對(duì)比較，得出丙班的層間擦傷缺陷量相對(duì)其他班較大，為解決這一問(wèn)題，特組織重卷機(jī)組四個(gè)班組的入口操作人員進(jìn)行上卷操作技術(shù)交流。

通過(guò)班組間交流，找出改進(jìn)辦法：一是上卷時(shí)天車(chē)吊運(yùn)至鞍座時(shí)要指揮天車(chē)左右對(duì)中；二是派協(xié)力人員協(xié)助配合上卷；三是上卷結(jié)束后對(duì)漲縮情況及對(duì)中情況進(jìn)行確認(rèn)。各班組對(duì)上卷步驟及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一，下發(fā)標(biāo)準(zhǔn)文件，改進(jìn)后，發(fā)現(xiàn)上卷對(duì)中明顯提高，層間擦傷缺陷丙班降低較多。

◆ 開(kāi)卷張力與機(jī)組運(yùn)行速度因子分析

由于連退與鍍鋅機(jī)組卷取張力與重卷機(jī)組開(kāi)卷張力不匹配造成鋼卷開(kāi)卷時(shí)易產(chǎn)生層間擦傷，鋼卷因?yàn)榈踹\(yùn)次數(shù)多或者前部工序卸卷時(shí)抽芯造成卷心張力小，到重卷機(jī)組生產(chǎn)時(shí)造成部分張力不匹配現(xiàn)象，帶鋼層間就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)，重卷機(jī)組在運(yùn)行時(shí)，鋼卷會(huì)抽芯，造成鋼卷整卷擦傷。通過(guò)收集數(shù)據(jù)，運(yùn)用卡方分析得到出現(xiàn)層間錯(cuò)動(dòng)時(shí)選擇運(yùn)行速度慢，開(kāi)卷張力減小可以使層間擦傷發(fā)生量降低到最少。

改進(jìn)方法主要通過(guò)對(duì)鋼卷端部畫(huà)線(圖5)，來(lái)識(shí)別鋼卷層與層之間是否發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，即有無(wú)層間擦傷的趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)層時(shí)，機(jī)組運(yùn)行速度降至50 m/min以下，開(kāi)卷張力在原設(shè)定值基礎(chǔ)上降低200～300 kg，但要求保證最低開(kāi)卷張力，以避免鋼卷接觸臺(tái)面造成下表面擦傷。

◆ 原料窄尺因子分析

通過(guò)運(yùn)用雙比例檢驗(yàn)，得出原料窄尺是產(chǎn)生重卷機(jī)組成品窄尺的主要原因，通過(guò)進(jìn)一步分析得出原料窄尺一部分是由于原料未切邊，連退與鍍鋅機(jī)組存在異常拉窄所致，針對(duì)此問(wèn)題專門(mén)展開(kāi)攻關(guān)組，對(duì)產(chǎn)生窄尺的鋼種和規(guī)格進(jìn)行分析，并對(duì)拉窄量進(jìn)行優(yōu)化，效果較好。另一部分是由于熱軋?jiān)洗嬖诳s徑造成，此部分加強(qiáng)向熱軋反饋，此部分屬于不可控因素。

圖5 鋼卷端部畫(huà)線示意圖

◆ 張力輥輥面因子分析

運(yùn)用雙比例檢驗(yàn)，對(duì)輥更換前后數(shù)據(jù)收集，得出更換后的輥面產(chǎn)生輥?lái)延∪毕輲茁瘦^少。

改進(jìn)階段對(duì)輥表面粘有異物采取兩個(gè)方法進(jìn)行預(yù)防。第一，每班生產(chǎn)前對(duì)輥面情況進(jìn)行確認(rèn)，每周或生產(chǎn)薄規(guī)格料及高精度產(chǎn)品時(shí)停機(jī)進(jìn)行全線輥?zhàn)忧謇?，并制定清理確認(rèn)單，及時(shí)發(fā)現(xiàn)輥面異物，并確保清理后的輥面無(wú)異物；第二，在焊機(jī)后帶鋼上下表面增加一空氣吹掃裝置，使得帶鋼焊接后的焊渣、鋅渣等渣粒不能帶入到后線輥及卷取機(jī)上。

◆ 圓盤(pán)剪側(cè)間隙量和重疊量因子分析

重卷機(jī)組圓盤(pán)剪間隙調(diào)節(jié)的好壞以及圓盤(pán)剪剪刃的磨削質(zhì)量也容易間接造成帶鋼下表面劃傷。其主要是由于圓盤(pán)剪剪刃間隙偏小或重合量偏大，易造成帶鋼邊部出現(xiàn)毛刺，導(dǎo)致毛刺被帶入到與帶鋼接觸的去毛刺輥、涂油機(jī)、卷取機(jī)內(nèi)從而造成帶鋼擦劃傷。當(dāng)重合量較大時(shí)，由于膠套使用不當(dāng)有時(shí)會(huì)造成圓盤(pán)剪劃傷帶鋼下表面。

為了獲得界限分明、斷面平滑的邊部質(zhì)量，即減少因剪切不當(dāng)造成的帶鋼擦劃傷出現(xiàn)，特收集現(xiàn)場(chǎng)剪切數(shù)據(jù)，利用對(duì)數(shù)回歸分析找出間隙量與重疊量的最佳設(shè)定值，并將優(yōu)化后的設(shè)定值(表2)形成文件下發(fā)。為了減少刀片自身的平面度、上下刀片的相對(duì)平行度偏差所帶來(lái)的影響調(diào)整時(shí)可適當(dāng)?shù)膶⒌镀拈g隙放大，使剪切后鋼帶的橫截面成倒梯形，以減少二次剪切面積。

圓盤(pán)剪調(diào)節(jié)經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公式為：側(cè)間隙量Δh＝h/9；重疊量C＝0.85-0.2h(其中h為帶鋼厚度)。

表2 圓盤(pán)剪側(cè)間隙與重疊量設(shè)定值

控制及效果驗(yàn)證

為了保持改善效果，對(duì)上述關(guān)鍵控制點(diǎn)進(jìn)行分析，并制定控制計(jì)劃下發(fā)。對(duì)層間擦傷的控制形成標(biāo)準(zhǔn)文件下發(fā)，從項(xiàng)目各階段效果對(duì)比圖(圖6)可以看出項(xiàng)目實(shí)施前后各階段所取得的效果對(duì)比。表3為整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程各月份實(shí)際降級(jí)率完成水平。

表3 改進(jìn)前后各月缺陷降級(jí)率對(duì)比

圖6 項(xiàng)目各階段效果對(duì)比圖

重卷機(jī)組內(nèi)部缺陷降級(jí)率項(xiàng)目實(shí)施前后過(guò)程能力水平對(duì)比分析如表4所示，可以看出在最終改進(jìn)之后的過(guò)程能力由-0.62提高到0.67，西格瑪水平由改進(jìn)前的-0.64提高到0.66，重卷機(jī)組缺陷降級(jí)率由0.20%降低到0.11%。由于產(chǎn)品表面質(zhì)量的提高，產(chǎn)品異議量也大幅度減少，預(yù)計(jì)一年能為本鋼浦項(xiàng)實(shí)現(xiàn)效益約80萬(wàn)元。

表4 改進(jìn)前與改進(jìn)后對(duì)比

結(jié) 論

(1) 通過(guò)因果矩陣、FMEA及二次FMEA打分，找出影響重卷機(jī)組內(nèi)部缺陷降級(jí)的主要因素并對(duì)一些因子進(jìn)行快速改善。

(2) 通過(guò)對(duì)6個(gè)主要因子運(yùn)用六西格瑪工具進(jìn)行分析，找出關(guān)鍵因子及對(duì)關(guān)鍵因子進(jìn)行全面改進(jìn)，最終形成控制計(jì)劃及標(biāo)準(zhǔn)化文件。將控制措施進(jìn)行固化，有利于效果的保持。

(3)通過(guò)六西格瑪方法在此項(xiàng)目上的應(yīng)用，使重卷機(jī)組內(nèi)部缺陷降級(jí)率由2012年平均為月產(chǎn)量的0.20%，最終降低至0.11%，效果非常顯著。項(xiàng)目的成功也產(chǎn)生了一些無(wú)形效益，即提高了產(chǎn)品軋成率和成材率，提高產(chǎn)品表面質(zhì)量和尺寸精度，給客戶交付較及時(shí)，減少客戶抱怨，同時(shí)提高本鋼產(chǎn)品在市場(chǎng)上的綜合實(shí)力和知名度。

[1] 馬林. 六西格瑪管理. 北京： 中國(guó)人民大學(xué)出版社， 2004

[2] 徐亮， 饒洪宇. 淺析冷軋帶鋼精整表面缺陷. 金屬世界， 2007， (4)： 28