定義階段
(1)項目背景
稱重傳感器是將重量轉化為電信號的敏感元件,主要由彈性體、應變片、PCB板和電纜組成。傳感器的精度直接決定了稱重系統的精度。GD傳感器(一種搖柱稱重傳感器)是一種新產品,主要用于汽車衡、軌道衡等產品。
GD傳感器已投產半年,但生產線平均合格率一直不高,剛開始只有93%。其中24個傳感器因焊后不能返工只能報廢,直接損失6.72萬元。按照這個生產水平,預計一年后報廢造成的直接損失將達到16.6萬元。
產品合格率低導致生產效率下降。
生產訂單無法按照正常的生產周期完成,影響按時交貨。
反復返工造成產品性能不穩定,即使通過測試檢驗,仍然存在質量隱患。
部分CD傳感器內部分發給大恒事業部,質量問題會降低大型衡器首合格率,增加內部故障成本。
大恒產品的質量問題導致維護過度,耗費了太多的人力、物力和財力。
部分GD傳感器銷往集團其他國外分公司,質量不穩定影響公司聲譽。
(2)劣質成本分析
以GD傳感器六西格瑪項目的銷售和內部使用為例(表1-1)。



(3)項目目標
提高GD傳感器整個生產過程的適馬水平。
電流:2.91σ。
改進:3.6σ。
降低GD傳感器的報廢率。
當前:1.67%。
改善后:0.3%。
預計經濟效益(按年產量預測計算)。
減少直接報廢。
降低內部返工和維修以及客戶服務維護的成本。
項目完成時間為一年。
(4)項目組的組成。
項目負責人:1人。
小組成員:8人。
測量階段
GD傳感器匯總生產過程分析(圖1-1)。
當前生產過程的西格瑪水平:2.91σ。


分析階段
(1)主要缺陷類型分析(圖1-2)

導致傳感器返工的缺陷類型主要有:靈敏度超差、線性超差、半導體芯片歪斜、絕緣超差等原因。其中靈敏度超差和線性超差占92%,是返工的主要原因。半導體晶圓歪斜和絕緣性能超差占6%,是操作人員違反操作規程造成的,可以通過加強工藝和規程的培訓來避免。靈敏度和線性是傳感器的主要質量特征。在制造過程中,不同的檢驗員使用特殊的儀器進行測量,因此人員和操作的一致性對于質量特性的控制非常重要。(天行健咨詢一家專門從事精益生產管理的管理咨詢公司,六西格瑪管理培訓咨詢和項目咨詢)
(2)用Minitab軟件對靈敏度測量系統進行R&R分析(圖1-3)



靈敏度測量系統的分析結果表明,重復性和再現性的容差百分比(%R&R)高達67.1%,因此測量系統誤差導致結果不真實,這是質量特性不穩定的主要原因。進一步分析還發現,測量系統的人為因素影響明顯:被測傳感器的放置方式和位置因人而異,嚴重影響測量結果的重復性和再現性,測量系統有待改進。
(3)用因果圖分析線性超差的原因(圖1-4)

(4)為了確定線性超差的主要原因,進行了DOE試驗分析(表1-2、表1-3)。



按范圍大小排序,A因子對非線性影響最大,其次是B因子,C和D因子影響不大。由此可見,膜片是否退火是導致傳感器非線性的最重要原因,而膜片退火主要是為了消除應力,因此我們可以得出以下結論:膜片的應力是導致非線性返工的主要原因。
改進階段
(1)為了減小靈敏度測量系統的誤差,制作了專用的測試夾具(圖1-5)。

使用該夾具,可以防止側面測試時傳感器位置I的旋轉;
消除測試校準過程中的人為因素;
防止傳感器前后左右晃動,影響測試精度;
實踐證明,改進后的系統R&R誤差明顯低于改進前:容差百分比由67.1%降至26.51%,效果顯著。
(2)隔膜的改進
膜片沖壓后增加退火工序,工藝條件為:600℃低溫退火5小時;
隔膜的厚度從0.38毫米變為0.40毫米;;
經過上述改進,焊接后的應力大大降低。
(3)改進后的效果(適馬水平計算,表1-4)




整個GD傳感器生產過程:DPMO II 877+4582+871=6330,適馬水平:3.96σ,廢品率為0,均超過項目原預期目標。
控制階段
更改測試過程文件和操作程序;
更改隔膜設計圖;
培訓測試過程人員和隔膜檢驗員。
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