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中航红林 提高某调整螺钉长度尺寸提高某调整螺钉长度尺寸 42.542.50.1mm0.1mm 的的 FTYFTY 六西格玛绿带项目六西格玛绿带项目 中国航空工业集团公司贵州红林机械有限公司中国航空工业集团公司贵州红林机械有限公司 二 O 一五年九月三十日 2 20152015 年全国优秀精益六西格玛项目年全国优秀精益六西格玛项目 申申 报报 书书 企业名称：企业名称：中国航空工业集团公司贵州红林机械有限公司 项目名称：项目名称：提高某调整螺钉长度尺寸 42.50.1mm 的 FTY 项目负责人：项目负责人：马瑞 项目成员：项目成员：梁安、张雄、徐旻熹、张娅岚、郑薇 项目倡导人：项目倡导人：梁安 黑带：黑带：李国均 联系人：联系人：张娅岚 联系方式：联系方式： 项目起止时间：项目起止时间：2014 年 3 月2014 年 12 月 3 目目 录录 1. 企业简介企业简介 .4 2. 六西格玛推进情况六西格玛推进情况 .5 3 项目选题和界定项目选题和界定 .6 3.1 选题的意义 .6 3.2 项目梳理 .7 3.3 项目改进思路及方法 .8 3.4 改进的机会及目标 .8 4 定义阶段定义阶段 .8 4.1 项目概要 .9 4.2 项目团队成员和工作安排 .9 5 测量阶段测量阶段 .10 5.1 项目缺陷定义 .10 5.2 测量系统分析 .11 5.3 过程能力分析及目标的确定 .12 6 分析阶段分析阶段 .13 6.1 流程图、因果分析图及数据收集表 .13 6.2 分析过程 .15 6.3 分析结果 .17 7 改善阶段改善阶段 .18 7.1 流程改善方式 .18 7.2 改善措施 .19 7.2.1 工装图纸更改 .19 7.2.2 工艺规程更改且固化 .19 7.2.3 流程图改善前后对比 .20 7.2.4 改善后的测量系统分析 .21 7.2.5 改善前后的结果比较 .22 8 控制阶段控制阶段 .24 8.1 风险分析 .24 8.2 控制计划 .25 9 改善成果改善成果 .26 10 项目总结项目总结 .26 10.1 项目收益 .26 10.2 下一步的工作计划 .27 10.3 工作体会及经验分享 .27 10.3.1 工作体会 .27 10.3.2 经验分享 .28 4 1. 企业简介 贵州红林机械有限公司(以下简称公 司)始建于 1966 年，是中国航空工业集 团公司发动机事业部下属的以研究、开 发、生产航空发动机控制系统产品、航 空外贸转包生产和汽车零部件相结合的 大型军民结合的高新技术企业。公司 坐落在贵阳市小河经济技术开发区，交 通便利，信息畅通，气候宜人。2000 年 3 月改制为国有独资公司，2009 年进行资产重组，正式成为上市公司。公司占地面积 27 万平方米，建筑面积 18 万平方米，现有总资产 9.5 亿元，职工 2300 余人,其中各类专业 技术、管理人员 700 多名。厂区环境优美，规划整齐，通过了中国航空工业集团公司 “一流环境验收标准”铜牌验收。 公司技术力量雄厚，设备精良，各类设施齐全，可进行冷、热加工生产，建有 CAD/CAM 工作站，能自行设计开发技术密集型产品，是国家授予的“CAD 应用工程示 范企业”，也是贵州省“制造业信息化重点示范企业”。80 年代以来，公司根据国家 “军民结合”方针，瞄准世界高新技术产业，先后与美国 BKM、CAP 公司和国内高校、 研究所及主机厂合作，凭借军工技术优势，先后为国内外许多企业和科研单位研制、开 发、生产了上百种型号的民用新产品。公司全力打造红林品牌，推进技术创新和管理创 新工作。在汽车电控技术方面研发了具有国内先进水平的 CATS 二冲程汽油机电控燃油高 压缸内直接喷射系统和 HSV 高速开关电磁阀、SP 电磁气体燃料喷射阀等多项高新技术产 品。 多年来，公司始终坚持“用户至上，质量第一，追求卓越，不断改进”的质量文化 理念，在强化质量审核，完善质量体系，推行精益六西格玛管理和 SPC 统计技术运用等 方面狠下功夫，着力培育富有企业特色的质量文化。公司于 1996 年通过 ISO9001 标准质 量体系认证，并获得军、民品和外贸产品的质量体系认证证书；2007 年完成 KJB9001：2006 换版认证工作,同年再次获得航空产品一级承制企业的资格。 随着经济全球一体化,公司不断加强对外合作的力度，先后与美国 5 WOODWARD、GE、GOODRICH、水星、CAP 等国际知名公司展开积极合作，成为其在华的正式 供应商。在激烈的市场竞争中，红林人深深地认识到：只有依靠技术创新和管理创新， 才能加快发展。 2. 六西格玛推进情况 自 2002 年以来，公司在中航工业集团公司的总体部署下，开始推进六西格玛管理； 并将其作为管理创新的重要手段，通过六西格玛管理的实施，逐步建立持续创新战略机 制，使之与公司的战略发展相结合，根植企业，形成文化，使企业走上持续发展之路。 精益六西格玛推进工作已纳入公司“十一五”规划中：“要求公司高层管理人员必 须取得六西格玛领航员证或绿带证；公司中层管理人员持带率达 98%；公司六西格玛黑带 持带率达 11.5%、绿带持带率达 45%；运用精益六西格玛解决公司存在的重大设计、 技术、质量、管理问题。 十二年来，公司共举办了十期绿带培训班，并选派人员到北京参加绿带和黑带培训 班。至 2013 年底，公司六西格玛团队包含了 1 名领航员、1 名老师、12 名黑带、179 名 绿带；单位普及率达 100%，三年以上技术管理人员持带率 42.96%（其中绿带持带率 40.34%，黑带率 2.62%） ，高层管理人员持带率 100%，45 岁以下中层干部持带率 95%。 有了扎实的推进队伍，并以制度化的推进体系为保障，公司以核心流程为关注重点，积 极开展精益六西格玛项目。截至 2013 年，公司实施六西格玛项目 807 个项，项目累计节 余 XXXX 万元。公司六西格玛工作共获得全国质量技术三等奖 2 项，获得中国质量协会 质量技术奖优秀六西格玛项目 16 项，精益管理优秀项目 4 项，国际大奖 2 个、贵航集团 管理成果 6 项。公司荣获 2007 年度中国一航六西格玛推进先进单位、2008 年度中航工业 精益六西格玛最优实践奖、2008 年全国优秀六西格玛先进企业、2013 年中国质量协会对 公司进行了“全国六西格玛管理持续推进先进企业”复评，总评得分 790 分，顺利通过 “全国六西格玛管理持续推进先进企业”复评，成为中航工业首家通过“全国六西格玛 管理持续推进先进企业”复评的企业。公司六西格玛管理与质量管理方法、平衡计分卡 持续改善的实践经验获工业和信息化部 2013 年全国“质量标杆”称号。 6 3 项目选题和界定 3.1 选题的意义 目前，燃机分厂生产的主打产品为发动机附件中的异性件，壳体类零件及精密偶件 类零件。这三类零件主要是以零件的形状差异进行分类的。其结构和精度各有特点，加 工流程均存在很大的差异。而且根据产品结构的不同，分厂的人员、设备结构配置也不 同。 2013 年，公司为提高产品实物质量解决影响交付的瓶颈问题，首先对燃机分厂生产 的主要产品 XX10 产品的结构进行梳理，并画出产品树图（见图一） 。我单位对重点型号 XX10 进行了质量梳理，其中发现某型调整螺钉自 2012 年以来一次提交合格率仅为 25%， 其中总长尺寸 42.50.1 超差为 70，严重影响了产品的交付。在梳理过程中，对该调整 螺钉所在的发动机部分附件进行了一次合格率统计（表一） ，发现该零件一次提交合格率 最低，由于该零件质量问题的影响，导致该型发动机附件零件无法配齐而造成整泵无法 按时装配，给公司造成了极大影响. 图一图一 XX10XX10 产品树图产品树图 7 零组件名称平均一次提交合格率 垫圈 93.6% 壳体组件 89.3% 弹簧 92.8% 花键轴 94% 调节螺钉 25% 弹簧座 98% 表一表一 XXXX 型发动机部分零组件平均一次提交合格率（型发动机部分零组件平均一次提交合格率（20132013 年年 1 1 至至 1212 月）月） 由于该调节螺钉一次提交合格率低、产品需求量大，导致投入多、产出少，生产成 本高、且生产周期长出一倍甚至两倍，导致经常无法按时交付。影响了公司的正常装泵， 所以无法按进度交付主机厂，顾客抱怨很大。该零件的技术瓶颈问题给公司的生产带来 很大的困扰及浪费，不能满足主机厂的要求。如不及时解决，不仅对公司而言成本高， 而且严重影响了公司产品的交付进度及公司的信誉度。随着公司新品研制任务越来越重， 节奏越来越快，零件精度越来越高，类似零件越来越多的形式下。如该问题无法解决， 会严重的阻碍公司的科研生产。 3.2 项目梳理 为了提高产品质量、降低生产成本、提高生产效率、保证产品按时交付，重新赢得 顾客的满意。通过对调节螺钉零件的加工流程进行梳理，将 2013 年 112 月该产品的缺 陷数据进行收集，收集过程中发现均为尺寸 42.50.1 超出上限（见图一） 表二表二 调节螺钉调节螺钉零件质量问题历史数据零件质量问题历史数据 调节螺钉零件的平均一次提交合格率仅为 25%，其中因尺寸 42.50.1 超差而报废的 达 70%（见图二） ，导致该零件质量问题严 缺陷类型缺陷出现频次 尺寸 42.50.170 尺寸 1.20.2 15 尺寸 2.20.12 10 尺寸 140.215 8 重、生产成本高、生产周期长，不能满足顾客的需求。随着公司生产节拍的加快，此问 题日益突出，它已成为急需解决的一个重要问题。为了解决该问题，公司成立了提高调 节螺钉总长零件尺寸 42.50.1 的 FTY 六西格玛项目组。并通过对整个流程进行认真梳理， 按照 DMAIC 的步骤，查找和分析问题，改善和控制流程，最终解决该零件质量问题，降 低生产制造成本，确保产品的准时交付，满足顾客需求和公司任务的完成。 图二图二 调节螺钉零件质量问题排列图调节螺钉零件质量问题排列图 3.3 项目改进思路及方法 公司要求六西格玛团队成员遵循六西格玛的 DMAIC 流程改进思路，从选择项目到整 个问题的改进和控制，强调团队协作，切实按照 DMAIC 的步骤实施项目改进。 3.4 改进的机会及目标 本项目改进目标为将某调整螺钉总长尺寸 42.50.1 的 DPMO 从 525,000 降低到 105,000，改善 80%。 9 4 定义阶段 定义阶段是六西格玛项目 DMAIC 过程的第一步，是六西格玛项目组正式启动的关 键，在整个项目的开展过程中，团队成员运用六西格玛 DMAIC 的方法，从项目的选择、 立项、测量指标的确定、缺陷的定义、目标的设立、数据收集和分析、流程改善和控制 等环节展开项目。具体如下： 4.1 项目概要 近两年来，某重点型号产品的难点零件调节螺钉的 FTY 仅为 25%，其中尺寸 42.50.1 不合格占 70%，导致该零件长期无法按节点交付，成为分厂生产的瓶颈问题严 重影响公司该项产品的正常生产，引起客户的抱怨。如不解决将对公司的科研和产品交 付造成极其恶劣的影响。因此，通过运用六西格玛 DMAIC 方法解决孔中心距尺寸 42.50.1 不满足设计图纸要求的问题。 图三图三 项目概要图项目概要图 4.2 项目团队成员和工作安排 为了确保项目达到预定的目标，建立 10 了包括管理、技术、质量、财务等多方面的专业成员组成的六西格玛项目团队（见图四） ， 同时对每个团队成员安排了每个阶段的具体工作；确保了项目顺利实施。 图四图四 团队成员及工作安排团队成员及工作安排 5 测量阶段 完成了定义阶段的工作后，项目开始启动，进入了测量阶段，测量阶段的工作重点 是在定义阶段工作的基础上，进一步明确项目的测量指标，通过收集数据，定量化地描 述总长尺寸 42.50.1，并对其进行过程能力分析，了解它的波动规律，确定过程改进的 空间，并识别实现项目目标的可能途径和改进方向。具体做法如下： 5.1 项目缺陷定义 为了清楚地了解该零件的质量问题，确定什么为合格，什么为不合格，我们界定了 输出单位为每个零件：即为 1 件；数据类型为连续型；如果总长尺寸超过 42.442.6 的 范围即定义为缺陷品。具体见图五： 11 图五图五 零件图零件图 5.2 测量系统分析 图六图六 测量系统分析测量系统分析 为了定义 Y 值更准确，所以做了测量系统分析。由于调节螺钉总长尺寸 42.50.1 12 数据为连续型的数据，因此测量系统分析我们采用 Minitab 软件 Gage R&R 的方法来进行 分析，具体分析结果见图六。通过 Gage R&R 方法的分析，Gage R&R %研究变异 (%SV)为 9.32%30%，NDC=154，测量系统可用。 5.3 过程能力分析及目标的确定 在测量系统可用的基础上，我们现场统计了 2013 年 4 月的数据，绘制了时间序列图， 从数据中发现总长尺寸 42.50.1(DM 阶段)均为超出上限. 图七图七 时间序列图时间序列图 我们将数据放到 Minitab 中进行过程能力分析(见图八)，从流程能力分析图上可以 看到长期能力为 0.36，从数据上找不到短期，我们只能用 1.5 的漂移来计算短期，短期 能力为 1.86。为了满足顾客要求，我们可将目标定为 DPMO 从 520，000 降低到 105，000，改善 80%。 13 图八图八 过程能力分析图过程能力分析图 6 分析阶段 分析阶段最主要的目的是找关键的 Xs，通过分析，找出关键 Xs 影响以及各因素之 间的交互影响关系。因此，要找关键的 Xs，必须从流程入手，运用因果分析法分析出影 响因素，通过收集数据，运用 Minitab 图形工具观察数据的趋势和不同，利用统计工具 量化 Xs 对 Y 的影响，再经过对 Xs 机理分析，从原理证实确有影响的关键 Xs，为项目改 善提供方向。 6.1 流程图、因果分析图及数据收集表 六西格玛小组成员为了解决该问题，结合现场的实际加工情况开会讨论，并用贴标 签的方式进行头脑风爆。根据头脑风爆法的结果找出影响该零件总长尺寸 42.50.1 的 影响因数。并绘制出了加工调节螺钉总长尺寸 42.50.1 实际流程图(见图九)，从流程 图上我们可以清晰的看到整个流程步骤。通过运用因果分析法对实际流程每一步的影响 因素进行分析，绘制出因果分析图(见图十)，从图上我们可以看出，影响总长尺寸的因 素共有 5 个，我们运用框内框外的方法对这些影响因素进行分析，通过分析确定了加工 14 前后的所有尺寸均为主要的影响因素。我们将这些影响因素制定成数据收集表（见表三） ， 并对调整螺钉 42.50.1 的数据进行收集。 图九图九 流程图流程图 图十 因果图 15 表三表三 数据收集表数据收集表 6.2 分析过程 在测量系统分析及项目数据（均为连续型数据）收集的基础上，我们利用不同的 图形工具及统计分析方法，对主要 Xs 进行有效地分析，具体分析过程如下： 将收集到的数据输入到 Minitab 中，通过多元回归分析（见图十一、图十二） ，可 以得出：长度尺寸 39.5-0.1 X1，长度尺寸 22.5-0.2 X2 及滚丝前总长尺寸 42.50.1 的 P 值 均小于 0.05,其总的贡献率为 93.1%。说明长度尺寸 39.5-0.1，长度尺寸 22.5-0.2 及滚丝 前总长尺寸 42.50.1 对总长尺寸 42.50.1 的影响较大。 16 图十一图十一 关键关键 X X 的多元回归分析（的多元回归分析（1 1） 图十二图十二 关键关键 X X 的多元回归分析（的多元回归分析（2 2） 为了确定关键 X1（长度尺寸 39.5-0.1）和 X3(22.5-0.2)的取值范围,所以通过简 单线性回归分析得出拟合线(图十三、图十四)。从图十三中可得到:1）长度尺寸 39.5- 0.1 对尺寸 42.50.1 Y 是正相关。且 39.5-0.1 尺寸应控制在 39.35mm39.42mm 范围内， 其贡献率占 81%。从图十四中可得到:2）长度尺寸 22.5-0.2X1 对尺寸 42.50.1 Y 是正 相关，且长度尺寸应控制在 22.2422.48mm 范围内。其贡献率占 68.6%。从图十五中可 得到:3）滚丝前总长度尺寸 42.50.1X3 对最终总长尺寸 42.50.1Y 是正相关,且长度 尺寸应该控制在 42.4842.55mm 范围内。其贡献率占 82.8.其余均与 Y 无关. 17 图十三图十三 简单线性回归分析简单线性回归分析 图十四图十四 简单线性回归分析简单线性回归分析 图十五图十五 简单线性回归分析简单线性回归分析 6.3 分析结果 通过对收集到的数据进行图形和统计分析，得到影响调节螺钉总长尺寸 42.50.1 Y 的关键 Xs 为长度尺寸 39.5-0.1X1,长度尺 18 寸 22.5-0.2X2 及滚丝前总长尺寸 42.50.1X3。而其它因素均无影响。我们对关键 Xs 长 度尺寸 32.5-0.1X1，长度尺寸 22.5-0.2 X2 及滚丝前总长尺寸 42.50.1X3 进行了机理 分析（见图十六） ，从机理分析的结果来看，与统计分析的结果一致，最终影响调节螺钉 总长尺寸 42.50.1Y 的关键 Xs 是长度尺寸 39.5-0.1X1，长度尺寸 22.5-0.1X2 及滚丝前 总长尺寸 42.50.1X3。 图十六 X1、X2 和 X3 的机理分析图 7 改善阶段 项目的改善阶段，主要针对 A 阶段分析得到的关键 Xs 采取相应的改善措施，从而达 到改善 Y 的目的。因此，我们将总长尺寸 42.50.1 Y 的关键 Xs 长度尺寸 39.5-0.1X1， 长度尺寸 22.5-0.2 X2 及滚丝前总长尺寸 42.50.1X3 按照：“改进方案改进方案的 实施计划改进效果”的思路进行实际改进，同时为控制阶段奠定基础，以保证改善 后的结果得到持续。具体改善方式如下： 7.1 流程改善方式 在分析阶段我们找到了关键的 Xs，在改善阶段我们必须确定关键 Xs 方式。针对关键 Xs 团队成员通过群策群力的方法，对关键的 Xs 确定了改善方式（见图十七） 19 图十七图十七 关键关键 Xs 的改善的改善 7.2 改善措施 根据分析结果得出的结论，我们对关键的 Xs：长度尺寸 39.5-0.1 X1 进行了相应更 改；对长度尺寸 22.5-0.2 X2 进行了相应更改；对滚丝前总长尺寸 42.50.1X3 进行了相 应更改，具体更改结果如下： 7.2.1 工艺规程更改且固化 工艺规程更改结果见图十八，在工艺规程中更改了对 39.5-0.1 尺寸的要求和对 22.5-0.2 尺寸的要求。从工艺规程中直接更改，这样起到了固化的作用。 工艺规程更改结果见图十九，在工艺规程中更改了对滚丝前尺寸 42.50.1 的要求。 从工艺规程中直接更改，这样起到了固化的作用。 20 图十八图十八 工艺规程的更改工艺规程的更改 图十九图十九 工艺规程的更改工艺规程的更改 7.2.2 流程图改善前后对比 我们对工艺规程进行改善后，对相应的加工流程也进行了改善，具体见图二十。 21 图二十图二十 加工流程改善前后对比图加工流程改善前后对比图 7.2.3 改善后的测量系统分析 为了保证改善后的测量系统是可用的，项目组对流程改善后的 Y 和关键 Xs 进行了测 量系统分析。 Y：即长度尺寸 42.50.1 的测量系统进行了分析，从(图二十一)结果可以看到改善 后， Gage R&R %研究变异 (%SV)为 10.21%，NDC=13，测量系统可用。 关键 X1：即长度尺寸 39.5-0.1 的测量系统进行了分析，从(图二十二)结果可以看到 改善后， Gage R&R %研究变异 (%SV)为 20.08%，NDC=6，测量系统可用。 关键 X2：即长度尺寸 22.5-0.2 的测量系统进行了分析，从(图二十三)结果可以看到 改善后， Gage R&R %研究变异 (%SV)为 5.17%，NDC=27，测量系统可用。 关键 X3：滚丝前总长尺寸 42.50.1 测量系统与 Y 相同，测量系统可用。 22 图二十一图二十一 改善后改善后 Y Y 的测量系统的测量系统 图二十二图二十二 改善后改善后 X1X1 的测量系统的测量系统 23 图二十三图二十三 改善后改善后 X2X2 的测量系统的测量系统 7.2.4 改善前后的结果比较 我们将各个阶段 Y 值的数据绘制出了时间序列图(见图二十四)，从时间序列图上看 出改善后总长尺寸 42.50.1 的波动很小，且其值均在合格范围内。 图二十四 时间序列图 24 我们对改善后的流程能力进行了计算，从（图二十五）中我们可以看到，改善后的 流程能力为 2.58。 图二十五图二十五 改善后流程能力分析改善后流程能力分析 我们将各个阶段流程能力标到控制技术图上（见图二十六） ，从控制技术图可看到 通过改善和控制后控制好，技术也好。 图二十六图二十六 控制控制/ /技术图技术图 25 8 控制阶段 在项目控制阶段，项目团队主要针对分析、改善阶段分析出来并进行改进的关键 Xs 进行相应的控制。具体的控制措施如下： 8.1 风险分析 为了确保关键 X1（长度尺寸 39.5-0.1） ，X2（长度尺寸 22.5-0.2）和 X3（滚丝前长 尺寸 42.50.1）对改善后 Y 的结果不会恶化，我们对关键 X1,X3 进行了 FMEA 风险分析， （见图二十七） ，分析结果 RPN 值小于 120，采用目前的控制方式能使流程稳定。 图二十七图二十七 尺寸尺寸 X1，X2，X3 改善后的风险分析改善后的风险分析 8.2 控制计划 为了使改善结果不会恶化，在项目控制阶段我们根据长度尺寸 39.5-0.1，长度尺寸 22.5-0.2 与滚丝前总长尺寸 42.50.1 的特点，制定了相应的控制计划（见图二十八） ， 将控制方法、监控频率、监控信号、监控负责人及控制措施实施的完成日期等都进行了 规定，我们将控制计划移交给主管工