【FMEA在質(zhì)量提升中的應用優(yōu)化案例分析報告7600字（論文）】

FMEA在質(zhì)量提升中的應用優(yōu)化案例分析報告目錄TOC\o"1-3"\h\u122011引言 引言隨著汽車市場的不景氣，汽車產(chǎn)業(yè)下游行業(yè)如：零部件供應商、原材料供應商的日子也越來越難過了。大量的庫存車積壓導致供應鏈下游企業(yè)短時間內(nèi)僅有很少的訂單，部分規(guī)模較小的企業(yè)甚至由于資金鏈斷裂而破產(chǎn)。另一方面，乘聯(lián)會的報告指出，2019年我國乘用車的產(chǎn)能利用率為53.74%，較2017年的66.55%下滑了約13個百分點，而根據(jù)普華永道發(fā)布了一份汽車行業(yè)分析報告顯示，通常一家車企需要產(chǎn)能利用率達到75%以上才能止損并開始盈利，故大部分車企為了保證銷量和產(chǎn)能利用率又開始大打價格戰(zhàn)，供應鏈下游企業(yè)受波及也需要隨之降價，因此不論是對于整車廠之間亦或是供應鏈下游企業(yè)之間的競爭都越來越激烈，對于這些企業(yè)的創(chuàng)新、管理能力的要求也是越來越高，否則只能被市場淘汰。A汽車零件企業(yè)主要業(yè)務為為汽車零件的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，主要客戶為汽車行業(yè)中作為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、汽車制動系統(tǒng)及變速箱系統(tǒng)的一級供應商，如博世、采埃孚、舍弗勒、耐世特等全球知名汽車零部件供應商。由于與以上零部件供應商配套的主機廠生產(chǎn)的車輛大多為中低端車型，且國內(nèi)外銷量滑坡最嚴重的也正是這些中低端車型，故A汽車零件企業(yè)的業(yè)績隨之下滑。另一方面，受到客戶端降價的壓力和交貨及時率的要求，使得仍然采用孤島式生產(chǎn)的A汽車零件企業(yè)在生產(chǎn)管理方面越發(fā)艱難。2A汽車零件企業(yè)生產(chǎn)管理現(xiàn)狀2.1產(chǎn)品及加工工藝流程A公司生產(chǎn)的零件中，軸類零件占了絕大多數(shù)比例，其中以電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的輸入軸和輸出軸為較為典型的零件。電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般由轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、直流電動機電磁離合器、減速機構(gòu)以及電子控制單元ECU等6個部分組成。輸入軸和輸出軸是安裝在扭矩傳感器中的零件，大多數(shù)汽車采用差動變壓器式扭矩傳感器，用來檢測方向盤的扭矩大小和方向。差動變壓器式扭矩傳感器主要由兩部分組成：線圈和鐵心。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向軸上端為輸入軸，下端為輸出軸，輸入軸與輸出軸之間由扭桿連接。轉(zhuǎn)向時，輸入軸和輸出軸之間產(chǎn)生相對位移，扭桿受到扭矩作用，扭矩傳感器將扭桿所受到的扭矩轉(zhuǎn)化為鐵心的上下位移，由于線圈與鐵心的感應作用，就可以通過線圈檢測到扭矩的大小和方向REF_Ref31608\r\h[37]。由于輸入軸和輸出軸的加工工藝及加工設備較為類似，故本文將專注于加工工藝較為復雜的輸出軸進行研究。A公司制造的輸出軸種類繁多，有十幾種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，主要差異在于內(nèi)外花鍵尺寸、內(nèi)外花鍵的相位角角度要求、長度尺寸、軸承孔尺寸要求及T-Bar孔尺寸等要求。輸出軸生產(chǎn)加工的設備主要有：圓鋸下料機、數(shù)控車床、自動磷皂化線、油壓機、插齒機、車銑復合機、外圓磨床、超聲波清洗機等設備，圖2.1是輸出軸的加工工藝流程圖：圖2.1輸出軸加工工藝流程2.2生產(chǎn)流程現(xiàn)狀A公司從2016年起引進了ERP系統(tǒng)，對于人力資源、財務、物流以及物料成本進行核算，但是對于生產(chǎn)計劃，A公司并未采用ERP系統(tǒng)進行管理。制定生產(chǎn)計劃的流程為計劃員收到客戶的訂單后，將客戶需求轉(zhuǎn)達給生產(chǎn)計劃專員，計劃專員依據(jù)庫存成品、在制品、產(chǎn)線人員及設備情況等因素制定每周的生產(chǎn)計劃，生產(chǎn)計劃在每周一預評審，評審通過后發(fā)布，生產(chǎn)經(jīng)理需將每周計劃分解給各個生產(chǎn)班組長，班組長需在規(guī)定的時間安排不同的品種進行加工，加工完成后包裝入庫，等待客戶指定的日期進行發(fā)貨。如果班組長在分解每日完成任務時無法滿足生產(chǎn)需求，需要先在班組中開會討論解決方案，如果沒有合適的方案，需要反饋給生產(chǎn)經(jīng)理，生產(chǎn)經(jīng)理若沒有可替代的解決方案，則將問題升級上每日早上的快速反應會議進行問題的提出、討論問題的初步解決方案、規(guī)劃問題的長期解決方案等。零件的加工過程中，涉及的檢驗環(huán)節(jié)有：首件、末件檢驗，換刀具/換模具檢驗，過程檢驗（過程檢驗頻次需參考客戶對尺寸定義的特殊特性要求，一般為1小時檢測一次），現(xiàn)場巡檢(巡檢頻次一般為2小時檢測一次)，成品檢驗及出貨檢驗。輸出軸每道工序加工完成隨流轉(zhuǎn)箱進行流轉(zhuǎn)，每箱48件，流轉(zhuǎn)箱中配有紙質(zhì)的流轉(zhuǎn)卡，工人在每道工序加工完成后需清點合格品及報廢品的數(shù)量，在流轉(zhuǎn)卡上進行記錄，以保證零件追溯性。公司雖引進了IATF16949、ISO14001、ISO9000等管理體系，但是在生產(chǎn)管理上還有很多問題待解決。3A汽車零件企業(yè)生產(chǎn)管理中存在的問題隨著汽車市場、企業(yè)的發(fā)展，以及客戶越發(fā)嚴格的質(zhì)量要求，A公司也在不斷完善自身的管理水平。但是在生產(chǎn)管理方面，由于舊生產(chǎn)模式的思維定式，導致依然存在很多的問題，以下將從生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)入手，分析目前生產(chǎn)、工藝流程以及質(zhì)量管理等方面存在的問題。3.1生產(chǎn)線布局不合理，庫存積壓嚴重A公司產(chǎn)線仍然采用孤島式生產(chǎn)模式，即將各種相同或者相似工序的設備排列在一個區(qū)域，零件加工完成后需要將流轉(zhuǎn)箱放置在半成品流轉(zhuǎn)區(qū)域等待下道工序的工人來取料。下圖3.1為A車間平面布局圖，從圖中我們可以看出，流轉(zhuǎn)路線錯綜復雜，每個加工區(qū)域都設置了半成品流轉(zhuǎn)區(qū)域。這種加工方式導致物流狀況混亂,庫存堆積如山,搬運物料的員工隨處可見,管理人員忙碌不堪?？此茻狒[的生產(chǎn)現(xiàn)場背后隱藏著巨大的浪費和致命的隱患。圖3.1A車間平面布局圖3.2生產(chǎn)不均衡問題A公司之前也曾考慮過采用單件流生產(chǎn)方式加工零件，但是由于各個工序間的加工節(jié)拍差異大、換型時間長、設備維修不及時等問題，無法實現(xiàn)單件流。輸出軸的加工工序較多，且由于受到設備局限性，有的工序需要一次加工多個零件，導致該道工序前后必須有大量庫存產(chǎn)品。表3.1列出了各個工序的節(jié)拍、一次加工件數(shù)。表3.1輸出軸產(chǎn)線概覽工序名稱單次加工節(jié)拍(秒)單次加工件數(shù)落料31025粗加工外圓、鉆孔251磷皂化5304520冷擠壓花鍵141粗精車外圓391粗精車內(nèi)孔641插齒641銑槽、加工螺紋、滾花951精磨外圓261檢驗201清洗防銹51包裝51從表3.1中我們可以看出，單次加工件數(shù)大于一件的工序有落料和磷皂化工序。落料設備為帶鋸床，冷拉后的鋼棒以橫5豎5的方式疊加，然后在鋼棒尾部進行焊接，以防止零件在送料或鋸料的過程中散落。這種鋸料方式的優(yōu)點在于可以進行組合落料，效率較高，缺點是需要人工干預進行上下料。磷皂化工序是進行冷擠壓加工前的輔助工序，同時也是必須的工序，磷皂化的作用是通過磷化處理預先在零件表面形成一層多孔、致密的磷化膜，后通過皂化處理在薄膜中填充大量的皂化潤滑劑，以使金屬材料在擠壓過程中便于材料流動，完成塑性變形。目前的磷皂化產(chǎn)線的加工方式為:將零件裝入帶氣孔的滾動箱中，每個滾動箱的承載量為230kg，零件隨滾動箱根據(jù)設置好的程序完成作業(yè)，一般整套作業(yè)的時間為90分鐘。再看其他單件加工工序，最長的作業(yè)時間為“銑槽、加工螺紋、滾花”工序的95秒，除清洗包裝等輔助工種外，最短加工工序的為“冷擠壓花鍵”工序的14秒，每道序之間的節(jié)拍時間差異過大。工序和工序之間的加工節(jié)拍不平衡直接導致了半成品的積壓，一般來說，零件從原材料狀態(tài)加工至成品入庫需要一周的時間。節(jié)拍的不同也導致生產(chǎn)管理混亂，車間中往往是這道工序在加工A零件，那道工序在加工B零件，不同型號的零件到處都是，很容易因為員工的大意造成批量質(zhì)量問題。另一方面，換型時間長也是影響采用單件流加工的重要因素之一，主要是冷擠壓模具的換型時間較長，需要67分鐘，現(xiàn)場換型前的準備時間、換型后的檢驗工作也占了很大一部分時間。在換模具的過程中缺乏作業(yè)標準，以及對工具、標準件、模具等物品的合理化定置定位，造成員工需要行走長距離找取物品，浪費了大量的時間。圖3.2為加工輸出軸的100噸油壓機的設備綜合效率OEE(按每天2班每班8小時，每月30天計算)，根據(jù)計算，OEE=0.797×0.899×0.995=71.2%。其中，生產(chǎn)準備時間的67小時主要為換模時間，影響OEE的比例達到了67/（12+67+31.5+0.5）=60.4%。與國際一流企業(yè)的OEE為90%相比，還有很大的差距。圖3.2100噸油壓機設備使用效率3.3質(zhì)量問題由于加工設備的自動化程度不高，大多數(shù)操作都得依靠工人手動操作設備，加之操作人員流動性大，很多新員工沒有培訓到位就上崗工作，造成質(zhì)量穩(wěn)定性較差，質(zhì)量無法很好地保證。大量的在制品庫存也間接導致了質(zhì)量問題，因為輸出軸大都是極為相似的，很多時候由于單種零件批量較小，需要頻繁換型，造成了取用A料卻按照B料的工藝去加工的問題，產(chǎn)生批量質(zhì)量問題。圖3.3是A公司2019年第一季度至2020年第一季度的零件報廢率，從圖中我們可以看出A公司在車市淡季(一般中國汽車市場的規(guī)律是從三月至八月呈現(xiàn)下滑趨勢，從九月開始直至第二年春節(jié)前為旺季)的質(zhì)量水平表現(xiàn)尚可，到了旺季質(zhì)量表現(xiàn)就差強人意了。究其原因，還是由于在旺季生產(chǎn)任務緊張，為了滿足客戶的訂單，不讓客戶停線。大多數(shù)人的目光都聚焦在產(chǎn)量上，而忽視了對質(zhì)量的控制，員工也按照班組長和生產(chǎn)經(jīng)理的要求，賣力干活，忽視了工藝紀律，沒有按照作業(yè)要求進行作業(yè)。另一個原因是旺季會進行人員招聘，新招聘的員工大多是沒有經(jīng)驗的，為了滿足產(chǎn)能要求，甚至很多員工測量工具和測量方法都使用不熟練，草草的進行培訓就上崗了。圖3.3輸出軸報廢率統(tǒng)計綜上所述，A公司通過推行精益生產(chǎn)可以很好地解決生產(chǎn)和質(zhì)量問題，精益生產(chǎn)模式的導入，將會顛覆老舊的生產(chǎn)模式。公司上下的全體員工都需要全身心投入改革的浪潮中才可以完成這次轉(zhuǎn)變。改革是一個痛苦的過程，但是企業(yè)要實現(xiàn)良性發(fā)展，提高競爭力，增強市場生存能力，精益生產(chǎn)方式將會是非常好的途徑選擇。在實行精益生產(chǎn)方式上，企業(yè)只要堅持不懈，不斷改進，是可以在很大程度上取得效果的。相對而言，如A公司這種為大企業(yè)配套生產(chǎn)的中小型企業(yè)，產(chǎn)品比較單一，且不夠穩(wěn)定，難以像大型企業(yè)那樣可以全面深入實施精益生產(chǎn)方式，因此，企業(yè)需要結(jié)合自己的特點，結(jié)合自身的市場環(huán)境條件，選擇適合企業(yè)自身的開展精益生產(chǎn)的道路，才能真正實現(xiàn)企業(yè)變革。4FMEA在A汽車零件企業(yè)生產(chǎn)管理中的應用優(yōu)化4.1工藝優(yōu)化方案通過分析價值流圖，我們可以發(fā)現(xiàn)工藝流程和加工工藝上存在較大的問題，工藝存在的問題導致了生產(chǎn)不均衡、過量生產(chǎn)等問題，因此，優(yōu)化工藝、提升生產(chǎn)效率是首當其沖的問題，必須優(yōu)先將工藝流程徹底打造成為可以適應精益生產(chǎn)方式的形式，才可再進一步，制定其他問題點的改善方案。優(yōu)化前的工藝流程為：原材料進料檢驗—>原材料冷拉—>落料—>粗加工外圓、鉆孔—>磷皂化—>冷擠壓花鍵—>粗精車外圓—>粗精車內(nèi)孔—>插齒—>銑槽、加工螺紋、滾花—>精磨外圓—>檢驗—>清洗防銹—>包裝入庫(圖4.1)，工藝優(yōu)化的目的是平衡各工序間的生產(chǎn)節(jié)拍時間，爭取可以以單件流的形式流轉(zhuǎn)作業(yè)。因此，我們先著眼于批量加工的工序：落料工序和磷皂化工序。圖4.1優(yōu)化前工藝流程圖從圖4.1可以了解，“粗加工外圓、鉆孔”需要兩次裝夾，第一次裝夾用粗車刀加工外圓和一端端面，再次裝夾用鉆頭和鏜刀加工內(nèi)孔和另一端端面。通過前道落料的工藝改善，可以去除加工端面的工步，如果可以取消一次裝夾，就可以節(jié)約更多的時間。冷拉是為了使零件滿足硬度要求，冷拉后的原材料一般較熱軋的原材料硬，不鉆孔直接擠壓是不可行的。冷擠壓工序雖然OEE較低，但是節(jié)拍是較快的，結(jié)合冷擠壓與上道工序進行工藝改善，油壓機上多工位并行，進行冷縮—>冷擠壓內(nèi)外花鍵，這種嘗試取得了成功并且取消了原先前道“粗加工外圓、鉆孔”工序的加工外圓和后道工序“粗精車外圓”工序的粗車外圓工序，由冷擠壓成型粗車毛坯，原材料的重量也由0.44kg降低為0.39kg，提升了材料的利用率。工藝優(yōu)化后的工藝流程為：原材料進料檢驗—>原材料冷拉—>落料—>鉆孔—>磷皂化—>冷縮、冷擠壓花鍵—>精車外圓—>粗車內(nèi)孔—>精車內(nèi)孔—>銑槽、滾齒—>加工螺紋、滾花—>精磨外圓—>檢驗—>清洗防銹—>包裝入庫，各道工序加工節(jié)拍見表4.1。表4.1工藝優(yōu)化后的各工序加工節(jié)拍工序名稱單次加工節(jié)拍(秒)單次加工件數(shù)落料10.11鉆孔14.81磷皂化3420589冷縮、冷擠壓花鍵26.32精車外圓15.21粗車內(nèi)孔26.81精車內(nèi)孔30.21銑槽、滾齒24.31加工螺紋、滾花31.91精磨外圓13.21檢驗201清洗防銹51包裝514.2產(chǎn)線布局調(diào)整方案確認了新的工藝流程并平衡了各工序節(jié)拍后，下一步可進行產(chǎn)線布局的工作了。優(yōu)化前的現(xiàn)場布局，按照設備種類和加工種類進行布局，不同類別的零件也在同一個區(qū)域進行加工，存在中間庫存嚴重、設備布局松散、工人搬運距離長以及物流混亂等現(xiàn)象。確定了調(diào)整方案的基本方向，需要設計新的輸出軸設備布局，由于磷皂化線是共用設備，不同種類的產(chǎn)品也進入同一個倉庫，故A公司圍繞磷皂化線和倉庫建立該生產(chǎn)線。由于“磷皂化”工序是不可替代的工序且需要批量加工，“磷皂化”前后會有中間庫存的存在，可將整個生產(chǎn)工序從“磷皂化”工序前后拆分為預加工工序和精加工工序：從“落料”到“磷皂化”為預加工工序，從“冷縮、冷擠壓花鍵”到“精磨外圓”為精加工工序。車間整體以原材料、磷皂化區(qū)域、倉庫占據(jù)車間中心區(qū)域，以原材料區(qū)域、磷皂化區(qū)域為首，以倉庫區(qū)域為尾部?！奥淞稀焙汀般@孔”由同一人操作，每生產(chǎn)五箱零件（48件/箱×5箱=240件），送至磷皂化線做磷皂化處理，前道工序由于流程較短，從原材料至“磷皂化”呈現(xiàn)一字型排布。后是“冷縮、冷擠壓花鍵”工序到“精磨外圓”工序，考慮到零件的快速流動，精加工產(chǎn)線呈U字型，依逆時針方向按工藝流程排布生產(chǎn)，“冷縮、冷擠壓花鍵”工序和“精磨外圓”工序由同一人操作，這樣的優(yōu)勢在于一旦生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生停頓，尾部沒有成品產(chǎn)出，首部就可以及時停止新半成品的輸入，有效降低在線庫存量，且便于操作員工間互相協(xié)作，若發(fā)生質(zhì)量問題或設備異常導致停線，可以及時發(fā)現(xiàn)問題并進行改善。并且考慮到汽車行業(yè)存在淡季旺季，日需求量波動較大，U型線可進行彈性人員配置（圖4.2）。輸入端由操作員工將料放入油壓機的離心上料機構(gòu)中，由機械手完成自動上下料工作，整條產(chǎn)線由輸送帶輸送在制品，操作員完成加工后將半成品放置在輸送帶上送人下道工序待加工。在最后一道“精磨外圓”工序完成后將零件放置在送料機構(gòu)上，送料機構(gòu)將零件送往“檢驗”工序待檢。縱觀整條生產(chǎn)線，產(chǎn)生中間庫存的工序有：“鉆孔”、“磷皂化”、“精磨外圓”、“檢驗”和“清洗”，這五道工序后會存有少量的在制品。圖4.2彈性生產(chǎn)線布置4.3質(zhì)量管理提升方案對于A公司而言，質(zhì)量問題主要分為三塊：內(nèi)部質(zhì)量問題、外部客戶質(zhì)量問題及原材料質(zhì)量問題。內(nèi)部質(zhì)量問題為零件加工和調(diào)試過程中產(chǎn)生的報廢、返工返修。外部質(zhì)量問題為客戶質(zhì)量投訴，客戶部件裝配前發(fā)現(xiàn)需要第三方檢測公司在客戶處進行分選，裝配后發(fā)現(xiàn)問題，只能進行報廢處理，需要支付很高的賠償費用。由于A公司配套的鋼廠為江陰興澄和上海寶鋼，故原材料質(zhì)量問題出現(xiàn)的頻率很低。質(zhì)量管理是指通過質(zhì)量體系中的質(zhì)量策劃、控制、保障和改進來使質(zhì)量方針、目標和職責得以實現(xiàn)的全部活動。國際標準和國家標準的定義是在質(zhì)量方面指揮和控制組織的協(xié)調(diào)的活動。從質(zhì)量管理對產(chǎn)品的定義我們知道，產(chǎn)品是過程的結(jié)果，因此過程的質(zhì)量必然決定著產(chǎn)品的質(zhì)量。產(chǎn)品的質(zhì)量是由每一個參與項目的人和活動積累而來的，只關(guān)心產(chǎn)品的最終質(zhì)量是遠遠不夠的,需要參與產(chǎn)品活動的每個人都參與到所有過程的質(zhì)量管理活動中，才能保證產(chǎn)品的最終質(zhì)量。A公司的質(zhì)量管理體系的基礎(chǔ)是IATF16949，采用五大核心工具進行質(zhì)量管理工作：APQP（先期產(chǎn)品質(zhì)量策劃）：APQP重點關(guān)注在產(chǎn)品量產(chǎn)之前，通過對產(chǎn)品的透徹分析，制定先期質(zhì)量策劃方案以及項目管理等方法，對產(chǎn)品的制造過程設計進行管理，用來確定和制定讓產(chǎn)品達到保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高產(chǎn)品可靠性所需的步驟。FEMA（失效模式及后果分析）：FEMA體現(xiàn)了防錯的思想，對于產(chǎn)品制造，主要對應的是PFMEA,其要求在產(chǎn)品過程設計階段，對制造產(chǎn)品的所有工序逐一進行分析，找出所有潛在的失效模式，分析其嚴重度、頻度和探測度，得出風險系數(shù)，對于風險系數(shù)及嚴重度高的項目，需要預先采用必要的措施，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。MSA（測量系統(tǒng)分析）：MSA是使用數(shù)理統(tǒng)計和圖表的方法對測量系統(tǒng)的分辨率和誤差進行分析，以評估測量系統(tǒng)的分辨率和誤差對于被測量的參數(shù)來說是否合適，并確定測量系統(tǒng)誤差的主要組成的方法。SPC（統(tǒng)計過程控制）：SPC體現(xiàn)了預防和減少變差的思想，是指應用統(tǒng)計分析技術(shù)對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控，科學地區(qū)分出生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量的隨機波動與異常波動，對生產(chǎn)過程的異常趨勢提出預警，以便生產(chǎn)管理人員及時采取措施，消除異常，恢復過程的穩(wěn)定，從而達到提高和控制質(zhì)量的目的。PPAP（生產(chǎn)件批準程序）：PPAP是指在產(chǎn)品批量生產(chǎn)前，提供樣品及必要的資料給客戶承認和批準，來確定是否已經(jīng)正確理解了顧客的設計要求和規(guī)范。在生產(chǎn)過程中，一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，必須充分運用“PDCA”循環(huán)這一有效的質(zhì)量管理工作程序，對每一項工作或活動都按照事前策劃（P計劃）、事中控制（D執(zhí)行和C檢查）、事后改進（A處置）的模式進行周而復始的循環(huán)，持續(xù)提升項目活動過程及其產(chǎn)品的質(zhì)量，也保證了項目最終產(chǎn)品的質(zhì)量和目標的達成。當問題發(fā)生的時候，貫徹豐田的“三現(xiàn)”主義，即現(xiàn)場、現(xiàn)物、現(xiàn)實，就是說，當發(fā)生問題的時候，管理者要快速到“現(xiàn)場”去，親眼確認“現(xiàn)物”，認真探究“現(xiàn)實”，并據(jù)此提出和落實符合實際的解決辦法，然后用4W1H，即什么人（Who）在什么地方（Where）什么時候（When）做了什么事（What），影響程度如何（Howmuch/Howmany）的方法描述現(xiàn)狀與標準，并將現(xiàn)狀與標準進行對比，從而界定出具體問題。當具體問題被界定后，需要分析造成該問題的根本原因，5Why分