六西格玛项目案例.ppt

部门:杭发公司铸造厂项目负责人:丁树良何帅伟王慧勇项目周期:2009年6月-12月,降低气缸体水套芯磕碰伤率,1.项目陈述:水套芯是影响发动机铸件性能的关键砂芯，由于其具有薄壁、形状复杂、易变形等特点，因此在生产、运输过程中的磕碰伤就一直成为制约产能和质量的主要瓶颈，对后续的造型、浇注、铸件的清理、机加工等工序以及铸件质量和由此引起的发动机售后服务等都造成了很大的影响。采取有效手段迅速改进水套芯磕碰伤，对于提升发动机铸件质量具有重要意义。2.项目范围:3.现状及目标:,项目授权书,项目编号:项目名称:降低气缸体水套芯磕碰伤率部门:杭发公司铸造厂绿带:丁树良何帅伟王慧勇,4.开始日期:2009年6月结束日期:2009年12月,5.内部、外部顾客需求:在气缸体造型时，经常发现水套芯有裂纹，涂料被部分擦落掉，严重者部分地方已擦落到砂子甚至导致砂芯的报废等磕碰伤，必须经现场修补才能使用。是延误生产、引起铸件发生铁夹砂、粘砂、组织疏松、表面光洁度降低等缺陷的一个原因，影响后道工序直通率的主要原因。清理气缸体时，经常发现气缸体水套底部有铁夹砂缺陷存在，需多次返工才能清理干净，清理不掉的将导致报废，加重了清理工人的劳动强度以及人力、动力、机器设备等的浪费。对公司的铸件质量、整体的发动机质量、产品的售后服务和声誉等产生重要影响。,项目授权书,6.项目预计收益:水套芯的磕碰伤率由破损率（12.5%）和缺陷率（87.5%）组成，破损直接导致水套芯的报废，有缺陷的水套芯必须在造型前进行现场修补方可使用，但可能会引起铸造缺陷，降低铸件的铸造质量。A、硬性收益:通过铸造厂07、08年及09年15月份的气缸体造型总数223254只，每月平均25个工作日测算出，日均需生产水套芯352个，气缸体水套芯的破损率由12.5%降低至2%，减少水套芯的生产数为：352(12.5-2)%251211088（个/年）。每个水套芯的平均生产成本为32.58元。每年节约成本约：1108832.58361247.04元。根据07、08年统计，由于水套芯铁夹砂造成的气缸体报废数为813个，平均每年有407个，气缸体铸件单重268Kg，气缸体商品价10900元/吨，扣除可回收材料费4500元/吨，则：4070.268(10900-4500)=698086.4元。故每年可节约：361247.04+698086.4=1059333.44元。B、软性收益:气缸体水套芯的缺陷率由87.5%降低至1%，可明显提高水套芯在造型时的一次完好率，减少砂芯的现场修补及后续的造型、浇注、清理等工序的工时损失和动力、刀具、机器设备耗损等的浪费；对后面各工序的连续性生产提供了基本保障；同时，铸件由于水套芯的磕碰伤所引起的铁夹砂、粘砂、组织疏松等缺陷可得到显著性的改善，对发动机的质量、公司的产品声誉、售后服务等都会带来巨大的无形收益。7.团队成员：,D-1:项目选定D-2:与战略关系D-3:顾客及CTQD-4:项目范围D-5:Y及缺陷定义D-6:基线及目标陈述D-7:效果及成本预算D-8:人力组织D-9:推进计划,D阶段目录,D-1:项目选定,根据公司反馈，5月31日，在我公司售后服务处，连续发生多起因气缸体水道有铸砂将水箱堵死，水箱散热效果差，导致发动机高温而要求更换发动机的严重事故，引起公司及分厂领导的高度重视：,更换的发动机编号及客户追偿清单,王总在现场给分厂领导的短信,制定对策,D-1:项目选定,铸造厂领导及时组织相关部门研究分析问题，决定成立项目改善小组，尽最大努力减少铸件的粘砂等缺陷。,经多方研究及论证，认为水套部位残留余砂极有可能是有磕碰伤的水套芯流入型腔浇注后造成的粘砂，在机加工工部没有清洗干净而导致的（铸造没有铸件内腔清洗手段）。由于受到传统工艺及生产条件的限制，水套芯在生产及转运过程中一直存在较为普遍的磕碰伤状况。因此项目组决定突破传统工艺和思维限制，运用六西格玛工具和方法论有效降低水套芯的磕碰伤难题。,D-1:项目选定,存在磕碰伤的水套芯,D-2:与战略联系,公司经营战略,在产能不断扩大的同时，不断提高发动机的质量，提升公司的行业竟争力。,部门经营战略,GB项目,SINOTRUK一步到位步步到位,市场需求,我国经济的持续高速发展,以及国家的四万亿基础设施建设投入，使得市场对重型车的需求持续增长，重型发动机的市场供不应求。,为公司提供优质的气缸体铸件。,气缸体水套芯磕碰伤率的降低，可以有效减少铸造缺陷，提高气缸体铸件质量。,D-3:顾客与CTQ,造型工序,内部顾客,大件线造型时，发现水套芯普遍存在因磕碰引起的涂料损伤等缺陷，需现场修补才能使用，不但加重造型工的劳动强度以及修补工时、材料等浪费，还影响生产节拍。,清理工序,清理气缸体铸件时，经常发现气缸体水套底部有夹砂缺陷存在，需多次返工才能清理干净，否则将导致报废，加重了清理工的劳动强度以及人力、能源、机器设备等的浪费。,因磕碰引起的涂料损伤,响应部位的夹砂缺陷,外部顾客,D-3:顾客与CTQ,项目CTQ:综上所述:气缸体水套芯的磕碰伤对内、外顾客的影响都很大，通过降低磕碰伤率，可显著提高铸件质量。,D-4:项目范围,宏观流程图,原砂树脂,制芯,浸涂烘干,造型,浇注,水套芯,钻孔,整芯,浸涂,铲车转运,与项目密切相关的流程,烘房,铲车转运,造型,流程均在项目组可控范围内,D-5:Y及缺陷定义,缺陷定义,Y定义,小Y定义,D-6:基线及目标陈述,Baseline,Goal,Entitlement,目标:破损率2%缺陷率1%,潜在最佳值:破损率1%缺陷率0.5%,降幅98.48,基线:破损率12.5%缺陷率87.5%,（100-3）/（100-1.5）10098.48,不改善,改善达成目标,D-7:效果及成本预算,HardSaving,SoftSaving,共节约有效金额106万元RMB,通过铸造厂07、08年及09年15月份的气缸体造型总数223254只，每月平均25个工作日测算出，日均需生产水套芯352个，气缸体水套芯的破损率由12.5%降低至2%，减少水套芯的生产数为：352(12.5-2)%251211088（个/年）。每个水套芯的生产成本为32.58元。每年节约成本约：1108832.58361247.04元。根据07、08年统计，由于水套芯铁夹砂造成的气缸体报废数为813个，平均每年有407个，气缸体铸件单重268Kg，气缸体商品价10900元/吨，扣除可回收材料费4500元/吨，则：4070.268(10900-4500)=698086.4元。故每年可节约：361247.04+698086.4=1059333.44元。,气缸体水套芯的缺陷率由87.5%降低至1%，可明显提高水套芯在造型时的完好率，减少砂芯的现场修补及后续的造型、浇注、清理等工序的工时损失和动力、刀具、机器设备耗损等的浪费；对后面各工序的连续性生产提供了基本保障；同时，铸件由于水套芯的磕碰伤所引起的夹砂、粘砂、组织疏松等缺陷可得到显著性的改善，对发动机的质量、公司的产品声誉、售后服务等都会带来巨大的无形收益。,D-8:人力组织,Champion:刘念煌,丁树良GB:何帅伟王慧勇,指导:成伟,部门:技术科核心人员:王伟春,部门:质保科核心人员:王慧勇,部门:铸一车间核心人员:江晓明,职责:组织工艺方案的设计、实施,部门:铸一车间核心人员:丁树良,贡献率:80%,贡献率:80%,贡献率:40%,贡献率:40%,职责:工艺方案设计、论证,职责:开展实验收集数据,职责:开展实验收集数据,部门:技术科核心人员:何帅伟,贡献率:80%,职责:工艺方案设计、论证,评审:陈建华,部门:铸一车间核心人员:彭国江,贡献率:40%,职责:开展实验收集数据,D-8:人力组织,项目组成员合影,D-9:推进计划,项目已完成,M阶段目录,M-1:Y的测量系统分析M-2:Y的流程能力分析M-3:鱼骨图M-4:C&E矩阵M-5:失效模式分析(FMEA)M-6:快速改善措施M-7:快速改善后的2ndFMEAM-8:M阶段小结,M-1:Y的测量系统分析(离散型),结论:本测量系统可信赖。,检验员自身评估一致性检验员验数符数百分比95%置信区间江小明3030100.00(90.50,100.00)彭国江3030100.00(90.50,100.00)王慧勇3030100.00(90.50,100.00)每个检验员与标准评估一致性检验员验数符数百分比95%置信区间江小明3030100.00(90.50,100.00)彭国江3030100.00(90.50,100.00)王慧勇3030100.00(90.50,100.00)检验员之间评估一致性验数符数百分比95%置信区间3030100.00(90.50,100.00所有检验员与标准评估一致性验数符数百分比95%置信区间3030100.00(90.50,100.00),测量内容：水套芯的破损与有缺陷（离散数据）样本数量：共30个测量环境：铸造厂测量者：王慧勇、江晓明、彭国江记录者：何帅伟测量方法：目测:对于30个水套芯，其中有3件破损其余有缺陷的样本进行测量系统分析。,80,80,M-1:Y的测量系统分析(连续型),量具R&R研究变异%研究变%公差来源标准差(SD)(6*SD)异(%SV)(SV/Toler)合计量具R&R0.00522260.03133510.957.18重复性0.00522260.03133510.957.18再现性0.00000000.0000000.000.00测量者0.00000000.0000000.000.00部件间0.04738920.28433599.4065.15合计变异0.04767610.286057100.0065.54可区分的类别数=12,测量内容：气缸体水套芯紧实率测试（连续数据）样本数量：共8个测量机器：台秤测量者：王慧勇、江晓明、彭国江记录者：何帅伟测量方法：用台秤分别对8个样品测试两次并记录结果。判定基准：P/TV30、%P/T30、明显分类数5,5,1、P/TV=10.95%302、P/T=7.18%302、明显分类数=125,结论:本测量系统可信赖,30%,M-1:Y的测量系统分析(连续型),量具R&R研究变异%研究变%公差来源标准差(SD)(6*SD)异(%SV)(SV/Toler)合计量具R&R0.00712850.04277123.995.55重复性0.00707600.04245623.825.51再现性0.00086400.0051842.910.67测量者0.00086400.0051842.910.67部件间0.02884060.17304397.0822.47合计变异0.02970850.178251100.0023.15可区分的类别数=5,测量内容：气缸体冷芯盒水套芯常温强度测试（连续数据）样本数量：共10个测量机器：液压式万能强度试验仪测量者：沈林粉、陈红铭、白丽娜记录者：江贤波测量方法：用液压式万能强度仪分别对10个样品测试两次并记录结果判定基准：P/TV30、%P/T30、明显分类数5,30%,5,1、P/TV=23.99%302、P/T=5.55%302、明显分类数=55,结论:本测量系统可信赖,M-1:Y的测量系统分析(离散型),结论:本测量系统可信赖。,检验员自身评估一致性检验员验数符数百分比95%置信区间江小明3030100.00(90.50,100.00)彭国江3030100.00(90.50,100.00)王慧勇3030100.00(90.50,100.00)每个检验员与标准评估一致性检验员验数符数百分比95%置信区间江小明3030100.00(90.50,100.00)彭国江3030100.00(90.50,100.00)王慧勇3030100.00(90.50,100.00)检验员之间评估一致性验数符数百分比95%置信区间3030100.00(90.50,100.00所有检验员与标准评估一致性验数符数百分比95%置信区间3030100.00(90.50,100.00),测量内容：气缸体水套芯转运的平稳度测试（离散数据）样本数量：共30个测量环境：铸造厂测量者：王慧勇、江晓明、彭国江记录者：何帅伟测量方法：目测:对于30车水套芯的转运，当转运后每车的报废数1或者发生涂料等擦落的水套芯数50%即为平稳度好的样本进行测量系统分析。,80,80,M-1:Y的测量系统分析(离散型),结论:本测量系统可信赖。,检验员自身评估一致性检验员验数符数百分比95%置信区间江小明3030100.00(90.50,100.00)彭国江3030100.00(90.50,100.00)王慧勇3030100.00(90.50,100.00)每个检验员与标准评估一致性检验员验数符数百分比95%置信区间江小明3030100.00(90.50,100.00)彭国江3030100.00(90.50,100.00)王慧勇3030100.00(90.50,100.00)检验员之间评估一致性验数符数百分比95%置信区间3030100.00(90.50,100.00所有检验员与标准评估一致性验数符数百分比95%置信区间3030100.00(90.50,100.00),测量内容：气缸体水套芯涂料层的抗擦落强度测试（离散数据）样本数量：共30个测量环境：铸造厂测量者：王慧勇、江晓明、彭国江记录者：何帅伟测量方法：目测:对于30个水套芯，其中有3个抗擦落强度差的样本进行测量系统分析。,80,80,M-2:Y的流程能力分析(离散型),数据收集说明:2009年5月份，记录每天生产的水套芯数量与发生磕碰伤的水套芯数量，并对该期间流程能力作分析。,DPU=1,得出该流程的短期Sigma水平为1.16，还有很大的提升空间。,1.0000,M-3:鱼骨图,水套芯磕碰伤,Personnel,Material,Machine,Method,Environment,取放砂芯C,砂芯修补疏松C,砂芯清理浮砂C,砂芯浸涂C,质量意识C,钻孔时用力均匀性C,砂芯小车减震N,烘房温度均匀性N,铲车防雨措施C,砂芯小车进出烘房速度C,厂区道路N,车间道路N,雨天转运N,砂芯浸涂后及时进烘房N,砂芯摆放方式C,砂芯摆放量C,烘干时间控制C,烘干温度控制C,砂芯磨平凸起C,树脂加入量C,涂料比重C,涂料悬浮性C,砂芯工装C,铲车速度C,铲车搬运砂芯C,烘房空气的循环性N,射砂压力C,射砂时间C,树脂两组分比例C,混砂时间C,M-4:C&E矩阵,对鱼骨图选出的输入因子进行打分，初步筛选关键因子,M-4:C&E矩阵,M-4:C&E矩阵,M-4:C&E矩阵,通过柏拉图我们找出了影响80%的重要因子,M-5:失效模式分析(FMEA),采用FMEA对上述因子进行细化分析,M-5:失效模式分析(FMEA),M-5:失效模式分析(FMEA),M-5:失效模式分析(FMEA),通过FMEA对上述因子进行细化以及柏拉图分析，我们找出了其中占80%份额的重要因子，它们对Y是否真的有影响，我们将采取快速改善措施后再作2ndFMEA的分析和验证,M-6:快速改善措施,通过C&E矩阵和FMEA分析，我们找出了对水套芯的磕碰伤具有显著性影响的因子。这些因子大部分为我们现阶段无法控制的，通过技术科、质保科、装备科和生产车间的讨论研究后，我们决定对水套芯的生产流程进行再造，将不可控因子转化为可控因子、或降低其风险顺序数（RPN）。以下为新的生产流程（在6月25日前已经由铸一车间负责改造完成）：,水套芯,钻孔,整芯,浸涂,表干炉,悬挂链,造型,M-6:快速改善措施,M-6:快速改善措施,M-6:快速改善措施,M-6:快速改善措施,流程再造前的水套芯,流程再造前后的水套芯表面质量对比,流程再造后的水套芯,M-6:快速改善措施,流程再造前后的因子转化,转化,转化,M-7:快速改善后的2ndFMEA,M-7:快速改善后的2ndFMEA,M-7:快速改善后的2ndFMEA,结论:通过柏拉图，我们找到了影响80%的关键因子，将此4个关键因子确定为阶段分析验证的项目输入。,M-7:快速改善后的2ndFMEA,M-8:M阶段小结,通过两次FMEA，找出了4个仍然比较重要的输入因子,它们对Y是否真的有影响，我们将在下一阶段进行进一步的分析和验证。,X1:涂料比重,X2：烘干温度,X3：烘干时间,X4：浸涂后进表干炉的时间,通过快速改善的流程再造，Y的现状如下：,M-8:M阶段小结,DPU=0.0558,得出该流程的短期Sigma水平为3.1，Sigma水平有很大提升。,0.0558,至8月底，水套芯磕碰伤率已降至5.48,A阶段目录,A-1:数据收集计划A-2:涂料比重因子分析A-3:烘干温度与烘干时间因子分析A-4:浸涂后进表干炉的时间因子分析A-5:快速改善A-6:A阶段总结,A-1:数据收集计划,分析用数据收集计划,项目名称,降低气缸体水套芯的磕碰伤,GB,丁树良何帅伟王慧勇,结论:P=0.007，小于0.05拒绝H0，即：涂料比重对水套芯磕碰伤数有显著性影响。,卡方检验:合格数,磕碰伤数在观测计数下方给出的是期望计数在期望计数下方给出的是卡方贡献合格数磕碰伤数合计127624300279.0021.000.0320.429229010300279.0021.000.4345.762327129300279.0021.000.2293.048合计83763900卡方=9.933,DF=2,P值=0.007,A-2:涂料比重因子分析,采用卡方检验：H0：水套芯磕碰伤数与涂料比重无关P1=P2H1：水套芯磕碰伤数与涂料比重有关P1P2,A-3:烘干温度与烘干时间因子分析,通过将烘干温度（160、180、200）与烘干时间（40、60、80min）进行组合，收集在不同组合下水套芯的磕碰伤数量，作出多变异图。,结论:烘干温度、烘干时间及其交互作用对水套芯磕碰伤数影响显著。,采用双因子方差分析检验：H0：水套芯磕碰伤数与烘干时间无关P1=P2H1：水套芯磕碰伤数与烘干时间有关P1P2,双因子方差分析:磕碰伤数与温度,时间来源自由度SSMSFP温度228.79414.396837.270.000时间28.7944.396811.380.000交互作用456.63514.158736.660.000误差5420.8570.3862合计62115.079S=0.6215R-Sq=81.88%R-Sq（调整）=79.19%,结论：P=0.0000.05，拒绝H0。即烘干温度、烘干时间及其交互作用对水套芯磕碰伤数有显著性影响。,A-3:烘干温度与烘干时间因子分析,单因子方差分析:烘干后砂芯强度与浸涂后进表干炉时间来源自由度SSMSFP浸涂后放置时间31.499070.49969463.270.000误差360.038830.00108合计391.53790S=0.03284R-Sq=97.48%R-Sq（调整）=97.26%,结论:P=0.000小于0.05拒绝H0，即:浸涂后进表干炉时间对烘干后砂芯强度有显著影响。,A-4:浸涂后进表干炉时间因子分析,采用单因子方差分析检验：H0：烘干后砂芯强度与浸涂后进表干炉时间无关P1=P2H1：烘干后砂芯强度与浸涂后进表干炉时间无关P1P2,A-4:浸涂后进表干炉时间因子分析,结论:浸涂后进表干炉的时间为零时，烘干后的砂芯强度最高。即浸涂后放置时间越短越好。,A-5:快速改善,通过分析，发现浸涂后进表干炉的时间为零时，烘干后的砂芯强度最高。即浸涂后放置时间越短越好，而我们新的流程就是在这样的条件下生产的，在老的流程下这个条件是不可能得到改善的。这也从一方面证明了我们的流程再造是合理的。我们马上对其进行工艺控制，并实施标准化。,A-6:A阶段总结,通过A阶段的验证与分析，除对浸涂后进表干炉的时间做了快速改善外，基本确定了涂料比重、烘干温度和烘干时间3个因子是气缸体水套芯磕碰伤的关键因子。,至9月底，水套芯磕碰伤率已降至4.03,过程受控，趋于好转。,DPU=0.0407,得出该流程的短期Sigma水平为3.25。,0.0407,A-6:A阶段总结,I-1:I阶段改善计划I-2:烘干温度和烘干时间因子分析I-3:响应曲面设计I-4:涂料比重单因子试验I-5:I阶段小结,I阶段目录,通过A阶段的验证与因子分析，确定了涂料比重、烘干温度和烘干时间3个因子是导致气缸体水套芯产生磕碰伤的关键因子。根据铸造常识：将烘干温度和烘干时间一对因子进行DOE，输出变量为砂芯灼减量；对于涂料比重进行单因子试验以找出最佳的参数范围。,I-1:I阶段改善计划,I-2:烘干温度和烘干时间因子分析(DOE),I-2:烘干温度和烘干时间因子分析(DOE),拟合因子:砂芯灼减量与烘干温度,烘干时间砂芯灼减量的效应和系数的估计（已编码单位）项效应系数系数标准误TP常量0.7999090.0170147.040.000烘干温度0.0157500.0078750.019940.390.705烘干时间0.0772500.0386250.019941.940.094烘干温度*烘干时间-0.009750-0.0048750.01994-0.240.814S=0.0564036PRESS=0.0408980R-Sq=36.17%R-Sq（预测）=0.00%R-Sq（调整）=8.82%对于砂芯灼减量方差分析（已编码单位）来源自由度SeqSSAdjSSAdjMSFP主效应20.01243130.01243130.00621561.950.2122因子交互作用10.00019010.00019010.00019010.060.814残差误差70.02226950.02226950.0031814弯曲10.02223840.02223840.02223844281.180.000纯误差60.00003120.00003120.0000052合计100.0348909,P0.05失拟不显著,模型总效果显著,因子影响显著,I-3:响应曲面设计（RSM）,结论：通过响应曲面设计和工艺参数优化，我们得到：烘干温度为184，烘干时间为63min时，砂芯灼减量达到最大值0.8789kg，此条件有利于减少水套芯的磕碰伤率。,I-3:响应曲面设计（RSM）,使用砂芯灼减量模型的新设计点数的预测响应点拟合值拟合值标准误95%置信区间95%预测区间10.8788900.0010615(0.876380,0.881400)(0.872688,0.885092),结论：通过点预测与区间预测，我们得到：烘干温度为18010，烘干时间为6010min时，砂芯灼减量基本达到0.84kg以上，满足我们的工艺要求，可以有效的减少水套芯的磕碰伤率。图中所示值也在我们可接受范围之内。,白色区域为目标范围,I-3:响应曲面设计（RSM）,结论:利用新的烘干温度和烘干时间工艺对水套芯进行烘干，水套芯的磕碰伤率明显降低达到了目标值。说明新的工艺范围是有效的。,I-4:涂料比重单因子试验（OFAT）,根据烘干温度和烘干时间的响应曲面设计优化分析结果，烘干温度184，烘干时间63min的条件下，取涂料比重在1.3-1.6，经烘干转运，统计发生磕碰伤的水套芯数数据如下：,I-5:I阶段小结,在I阶段，通过对烘干温度与烘干时间的DOE、RSM试验分析，得到烘干温度和烘干时间的优化值（184/63min），涂料比重单因子回归分析得到优化数值（1.45）。通过点预测与区间预测以及现场的生产情况，我们分别得到这三个因子的工艺范围:烘干温度：18010烘干时间：60min10min涂料比重：1.40-1.50在C阶段，我们将把上述结果全面应用到实际生产中并加以标准化控制。,I-5:I阶段小结,至10月底，水套芯磕碰伤率已降至2.66