衡器制造推行六西格玛管理项目的案例

某称重设备系统有限公司是衡器制造集团，其产品范围覆盖了全世界五大洲与称重有关的各行各业，称重范围从0.1微克到10000吨，包括工业衡器、商用衡器、称重系统、天平和实验室仪器等，列全世界同行之首。公司成立以来，研制生产出高精度称重传感器、称重显示仪和各类电子衡器，不断开发扩大国内外市场，现已成为国内最大的衡器研制基地。公司很早便开始推行六西格玛管理，六西格玛成为改进过程、降低缺陷、提高业绩、培训员工、保证公司长期高速增长的强劲的企业文化：管理机构承担公司六西格玛活动的培训和项目指导工作，“提高GD传感器的一次合格率”就是公司推行六西格玛的实例之一。
界定阶段
（1）项目背景
称重传感器是一种将重量转换成电信号的敏感元件，主要由弹性体，应变片，PCB板及电缆线组成。传感器的精度直接决定了称重系统的精度。GD传感器（一种摇柱式称重传感器）是新产品，主要用于汽车衡，轨道衡等产品。
GD传感器投入生产已有半年，但生产线的平均合格率一直不高，开始只有93%，其中有24只由于焊接以后无法返工，只能报废，造成直接损失6.72万元，按此水平进行生产，预计一年后由报废而产生的直接损失将达16.6万元。
产品生产的合格率低导致生产效率下降。
生产定单不能按正常的生产周期完成而影响及时交货。
多次返工造成产品性能不稳定，即使通过测试和检验，依然存在质量隐患。
CD传感器有一部分是内部配给大衡事业部使用的，质量问题会降低大型衡器的一次合格率，增加内部故障成本。（天行健咨询一家专注于精益生产管理，六西格玛管理培训咨询与项目辅导的管理咨询公司）
大衡产品质量问题引起过多的维修，花费过多的人力、物力和财力。
有一部分GD传感器销往集团的其他国外分公司，质量不稳定影响公司声誉。
（2）劣质成本分析
以GD传感器六西格玛项目开始前全年的销售及内部使用情况为例（表1-1），



（3）项目目标
提高GD传感器整个生产流程的西格玛人水平。
当前：2.91σ。
改进后：3.6σ。
降低GD传感器的报废率。
当前：1.67%。
改进后：0.3%。
预计经济效益（以全年产量预测计算）。
减少直接报废。
降低内部返工返修及客户服务维修费用。
项目完成时间一年。
（4）项目小组组成。
项目负责人：1人。
小组成员：8人。
测量阶段
GD传感器概要生产流程分析（图1-1）。
目前生产过程的西格玛水平：2.91σ。


分析阶段
（1）主要缺陷类型分析（图1-2）

造成传感器返工的主要缺陷类型有：灵敏度超差、线性超差、半导体片歪、绝缘性能超差和其他原因。其中灵敏度超差和线性超差占92%，是主要返工原因。半导体片歪和绝缘性能超差占6%，是由于操作人员违反操作规程造成，加强工艺而规程的培训即可避免。灵敏度和线性是传感器的主要质量特性。在制造过程中，由不同检验员使用专用仪器进行测量，因此人员和操作的一致性对质量特性的控制至关重要。（天行健咨询一家专注于精益生产管理，六西格玛管理培训咨询与项目辅导的管理咨询公司）
（2）用Minitab软件对灵敏度的测量系统进行R&R分析（图1-3）



对灵敏度测量系统的分析结果表明：重复性与再现性容差百分率（%R&R）高达67.1%，因此测量系统误差导致结果不真实，是造成质量特性不稳定的主要原因。进一步分析还表明测量系统的人为因素影响明显：被测传感器放置的方法、位置因人而异，严重影响了测量结果的重复性与再现性，需对该测量系统进行改进。
（3）用因果图对造成线性超差的原因进行分析（图1-4）

（4）为确定线性超差的主要原因，进行DOE试验分析（表1-2、表1-3 ）



按极差排序，对非线性的影响程度最大的是因子A，其次是因子B，而因子C与D影响很小。这说明膜片是否退火是造成传感器非线性的最重要的原因，而膜片退火主要是消除应力，因此可以得出如下结论：膜片的应力是造成非线性返工的主要原因。
改进阶段
（1）为减少灵敏度测量系统的误差，制作了一副专用测试夹具（图1-5）

使用此夹具，可防止侧试时传感器位I的转动；
消除测试对位过程中的人为因素；
防止传感器前后左右晃动，影响测试精度；
经验证，改进后的系统R&R误差和改进前相比显著下降：容差百分率从67.1%降低到26.51%，效果显著。
（2）膜片的改进
将膜片冲压以后，加一道退火工序，工艺条件为：600℃和5h低温退火；
膜片的厚度从0.38 mm改为0.40 mm；
经过上述改进，使得焊接后的应力大大降低。
（3）改进后的效果（西格玛水平计算，表1-4）




整个GD传感器生产过程：DPMO二877+4582+871=6330， 西格玛水平：3.96σ，报废率为0，均超过项目当初预期的目标。
控制阶段
更改测试工艺文件和操作规程；
更改膜片的设计图纸；
培训测试工序员工和膜片检验员。