课程设计09.docx
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课程设计09
《质量管理》课程设计报告
院:
应用技术学院
专业:
工商管理班级:
1081学号:
学生姓名:
导师姓名:
刘振剑
完成日期:
2012-2013学年第二学期
(一)题目一:
某纺织梳理器材公司产品质量分析
某公司是一家专业制造纺织梳理器材的中外合资企业。
公司的产品有金属针布、弹性针布、固定盖板针布、分梳辊与分梳辊针布、整体锡林,其中主导产品金属针布和弹性盖板针布的产销售量,连续多年来在国内同行一直遥遥领先。
公司始终坚持“质量是企业的生存之本”,追求卓越的产品品质。
公司主导产品金属针布(占销售额的65%)的原材料是是¢5.5mm中高碳钢线材,线材拉拔成直径为¢1.0—¢2.0mm的钢丝后进行压扁,最后对压扁的坯条进行连续充齿,加工成形。
在钢丝每次拉拔后要进行球化退火,压扁后要进行再结晶退火,而退火硬度均匀中性、金相组织的好坏和表面成色直接影响后续品质量。
图1工艺流程图
金属针布成品质量的优劣,用户衡量指标主要有以下几个方面:
锋利度、平整度、耐磨度、粗糙度、色差。
一段时间以来,用户反映公司金属针布在耐磨度和色差方面存在较大的问题,色卷也存在一定的困难(影响平整度);坯条再结晶后产品质量指标(硬度、成色和金相组织)直接或间接影响到成品的质量;热处理工序利用井式炉,通过氮气保护坯条进行再结晶处理,属于特殊质量过程,有必要对其过程能力进行一次全面测量。
为此,决定成立质量控制小组(QC小组),利用质量管理的方法和工具进行分析和解决问题。
该公司一分厂成立QC小组,本小组成员7人(见表1),分别为公司研究所、分厂技术人员及相关管理人员,专门针对公司和坯条热处理过程中的质量波动而展开各项活动,活动定期进行。
现场调查:
QC小组对热处理工序井式炉再结晶退火目前存在的问题进行了统计分析,发现近两个月的井式炉坯条再结晶质量缺陷见表2。
表2QC小组成员情况
序号
姓名
年龄
性别
职务
文化程度
小组任务
组内分工
1
龚某
34
男
分厂厂长
硕士
组长
负责协调
2
朱某
34
男
工程师
本科
副组长
方案编制、落实
3
孙某
40
男
工程师
本科
成员
技术方案实施
4
周某
37
男
热处理工长
本科
成员
现场实施监督
5
徐某
39
男
工艺员
大专
成员
现场实施
6
顾某
42
女
操作员
大专
成员
现场记录
7
许某
29
女
核算员
大专
成员
统计
表3井炉式坯条再结晶质量缺陷分类表
序号
缺陷项目
频数
不合格百分比%
频数百分比%
累计频数百分比
1
硬度不高
185
2.98
50.8
50.8
2
硬度过高
95
1.53
26.1
76.9
3
花斑
36
0.58
9.9
86.8
4
发彩
28
0.45
7.7
94.5
5
成色差
15
0.24
4.1
98.6
6
组织不好
5
0.08
1.4
100
合计
364
5.86
100
近两个月该工序生产总数为6205件,不合格率为5.86%
分析:
1.试用Minitab软件,绘制缺陷项目排列图,确定主要问题是什么?
+15
-10
2.用表3给出的坯条硬度测定数据,利用Minitab软件对该工序的稳定性和工序能力进行分析。
该指标的技术要求为:
190
坯条硬度测定数据表
样本号
测定值
样本均值(0.0000)
样本标准差(0.000000)
1
200
200
195
198
190
192
2
185
175
182
180
190
195
3
185
190
205
198
195
193
4
195
190
192
195
190
190
5
180
185
195
186
192
194
6
185
185
182
185
198
195
7
190
175
185
183
180
192
8
205
190
205
198
200
198
9
165
182
182
165
180
190
10
195
192
205
188
185
193
11
196
185
185
180
182
190
12
176
196
192
200
195
194
13
195
185
192
185
198
195
14
195
198
193
192
195
190
15
195
198
193
192
195
190
16
195
185
172
195
198
185
17
186
185
180
192
185
183
18
185
190
215
198
200
198
19
190
195
195
190
183
192
20
198
192
200
188
185
195
分析如下:
1.绘制的缺陷项目排列图(图1)。
图1
由缺陷排列图可知,主要问题是硬度不高和硬度过高,在整个缺陷图中所占百分比分别是50.8%和26.1%,由此可见,主要解决这两个因素,可以以较好的改进,优化配置获得较大的收益,从而提高资源的利用率,使利益得到更大化。
2.用表3给出的坯条硬度测定数据,利用Minitab软件对该工序的稳定性和工序能力进行分析
表4坯条硬度测定数据表
样本号
测定值
样本均值(0.0000)
样本标准差(0.000000)
1
200
200
195
198
190
192
195.8333
4.215052
2
185
175
182
180
190
195
184.5000
7.17635
3
185
190
205
198
195
193
194.3333
6.860515
4
195
190
192
195
190
190
192.0000
2.449490
5
180
185
195
186
192
194
188.6667
5.921711
6
185
185
182
185
198
195
188.3333
6.501282
7
190
175
185
183
180
192
184.1667
6.306082
8
205
190
205
198
200
198
199.3333
5.573748
9
165
182
182
165
180
190
177.3333
10.152175
10
195
192
205
188
185
193
193.0000
6.899275
11
196
185
185
180
182
190
186.3333
5.819507
12
176
196
192
200
195
194
192.1667
8.352644
13
195
185
192
185
198
195
191.6667
5.501515
14
195
198
193
192
195
190
193.8333
2.786874
15
195
198
193
192
195
190
193.8333
2.786874
16
195
185
172
195
198
185
188.3333
9.709102
17
186
185
180
192
185
183
185.1667
3.970726
18
185
190
215
198
200
198
197.6667
10.250203
19
190
195
195
190
183
192
190.8333
4.445972
20
198
192
200
188
185
195
193.0000
5.796551
图2.X的单值控制图
图3.S的单值控制图
由X单值控制图可知,连续五点中有四个点在1ơ~2ơ和-1ơ~-2ơ区域之外,原因可能是过程偏移,量具需要调整或设备不稳定等。
S的单值控制图可知。
第9,10,11,12,13这连续五个点中也有四个在1ơ~2ơ和-1ơ~-2ơ区域之外原因也有可能是过程偏移,量具需要调整或设备不稳定等。
工序能力指数Cpk=0.54,Cp=0.64,这两个值都比较比较小,且相差不大说明过程能力严重不足,过程的这主要问题是ơ太大,改进的过程首先要着眼于降低过程的波动。
(二)题目四:
持续质量改进在空调热交换器生产车间的应用
空调制冷能力一年不如一年,原因有很多,排除安装和保养不当,制冷剂泄露为主要原因之一:
有数十个焊接点的热交换器存在漏点往往是制冷剂泄露的最主要原因。
从顾客的角度来说,热交换器的散热性能好当然是很重要的,但可靠性高,不能泄露制冷剂也非常关键。
制冷剂泄露导致空调制冷/热效果低于使用初期的效果,会大大降低顾客对企业的信心。
通过市场调查及维修记录分析,可以看出热交换器泄露的主因在于焊口缺陷;而从历史数据来看,在该企业空调产品的焊接质量缺陷中,自动焊接工序造成的缺陷约占70%左右。
经过粗略的质量成本核算,该企业每年由于热交换器泄露导致的直接经济损失就达到1000万元,如果将由此带来的外部损失成本记入在内,如顾客的流失、企业信誉的下降,企业损失势必更高。
因此,提高热交换器的产品可靠性对空调整机的“长效”至关重要。
找到了质量改进的方向后,生产部成立热交换器生产车间质量改进小组对热交换器的生产过程质量进行调查和研究。
首先确定热交换器生产过程质量改进的流程图,如图1所示
1.确定关键工序
生产过程中的各个工序,尤其是关键工序,对产品质量的影响重大,尤其对下道工序有较大影响的工序更是至关重要,因此,在查找主要泄漏问题之前,先要了解热交换器的生产流程。
图2为热交换器的生产流程示意图。
主要原材料为铜管和铝箔,一部分铜管经过弯长U管设备,与冲床冲过的铝箔组装在一起再经过涨管机使得长U管的外壁同铝箔充分接触以便提高热交换率;另一部分铜管经过弯半圆管设备成为半圆管,经过清洗,并套上焊环,然后将其按一定顺序插在涨管后的长U管管口,经过自动焊接设备,热交换器部件基本完成了。
随后将经过包括人工在内的多个检漏工序,最终作为合格品送往总装配车间进行整机装配。
2.定性分析
产品的质量有50%以上在产品设计阶段已经被决定了,因此在质量改进之前了解产品设计原理,对查找慢性质量缺陷的原因,改进过程的质量非常重要。
热交换器的基本构造是用半圆管连接多个长U管,形成曲折的回路,以便于制冷剂有充分的时间和面积与套在长U管上的铝箔进行热量交换。
半圆管与喇叭口的配合间隙是影响焊口质量的主要因素,如图3所示,长U管口被略微涨大形成喇叭口,在弯好的半圆管上套上焊环(熔点低于半圆管和长U管),再插入喇叭口,送入自动焊接机,焊环融化后可以均匀地分布在半圆管外壁和长U管内壁的间隙中。
因此在设计上要保证半圆管和长U管的间隙配合不能太松,也不能太紧。
太松会造成焊漏,
充制冷剂时必然会出现大量泄露,在批量生产情况下造成不小的经济损失;太紧则焊环融化
后堆积在喇叭口上,看似焊好了,实际没有将两管连接在一起,形成虚焊,在空调运行一段
图一热交换器生产过程质量改进流程图
图二热交换器生产流程图
时间后必然会出现问题。
目前,工艺上通过控制半圆管中心距和喇叭口中心距来控制配合间隙。
半圆管的中心距和喇叭口的中心距技术要求为(30.8±0.2)mm,但半圆管与喇叭口的配合间隙仅为0.2mm(9.72mm-9.52mm),那么在理论上,当半圆管的中心距为上限31mm,而喇叭口的中心距为下限30.6mm时半圆管刚好能插入喇叭口。
在实际加工时,半圆管的中心距和喇叭口中心距部分超出了公差上下限,使得半圆管不能顺利插人喇叭口而要依靠其他工具敲人。
此时,半圆管与喇叭口其中一边的配合间隙为0,另一边的配合间隙为0.2mm,容易导致焊堵、焊漏、虚焊等焊接缺陷,部分虚焊情况甚至经过一段时间使用后才产生泄漏,这就是空调不能保持“长效”的主要原因。
因此尽管热交换器焊接口的工艺设计是可行的,但也需要加工过程有足够的过程能力来保证,控制中心距以保证它不超出公差上下限。
热交换器车间的自动焊工序是反映焊接质量最客观的一环,因此在这个工序进行成品质量调查采样,对各类焊口质量缺陷及发生频率作出统计,如表11.
表11焊口缺陷统计表
缺陷类型
虚焊
夹渣
过烧
焊料不饱和
其他
样本数量
56
35
10
6
5
3.定量分析
应用统计过程控制查找出现不合格品较多的工序。
首先对各个关键工序进行过程能力分析,对过程能力严重不足的工序进行改进,对过程能力尚可的工序用控制图进行监控,以保证工序质量处于稳定状态。
首先确定关键工序,图2显示的生产流程中有阴影的6个工序都会不同程度地影响焊口质量:
半圆管的中心距是否符合标准决定半圆管与喇叭口间隙配合适当与否,缺陷类型以虚焊居多;焊口清洗不干净,喇叭口在胀管工序中破裂,以及自动焊接工序的火焰温度、焊枪距离配合都会造成各种焊口缺陷或影响焊接质量。
其中自动焊接工序是实现焊接的最关键的工序,但其焊接质量水平在很大程度上取决于半圆管与喇叭口间隙配合是否得当。
因此,在对自动焊接工序进行分析和改进之前,先要分析和改进半圆管弯制工序、套环工序及胀管工序的过程能力。
(注:
插半圆管工序为人工操作)鉴于弯管工序、套环工序和胀管工序对自动焊接工序的质量将产生十分关键的影响,因此质量小组决定先分别调查柜机厂热交换器车间及热交换器车间各半圆管弯管机、套环机及胀管机的工序过程能力。
在进行工序过程能力测算之前,质量小组首先绘制X–bar-R分析用控制图,并用去掉异常点的方法调整分析用控制图,根据分析用控制图得到控制用控制图。
确定工序处于稳定受控状态后,对各台机器的产品进
行随机抽样,并计算各机器的过程能力指数CP和CPK.以热交换器一车间2号弯管机为例,随机
抽取2号机生产的88个半圆管,测量其中心距,确定半圆管生产工序处于稳定受控状态,然后检验样本数据的正态性。
经过计算,该机的Cp=1.117,Cpk=0.581,这说明其过程能力尚可,但是过程分布中心与公差中心有偏差。
半圆管的中心距均值向公差中心右方偏移,即偏大,不能满足规格要求,潜在缺陷的比例非常大。
调查结果如表12和表13所示。
4.解决方案
热交换器出现大量潜在焊接质量缺陷,从表面上看似乎是自动焊接工序的原因,如果直接应用试验设计来调整焊接设备参数并不能达到理想目标。
因为如果生产过程不稳定,存在系统误差,则不能找到最优的参数组合,所以首先应使用基础质量工具鉴定热交换器的生产过程是否处于统计上的稳定状态,消除系统误差。
经过应用统计工具发现,该生产流程本身不必要进行大幅度改进,但个别工序的过程能力过于低下,导致最终的自动焊接工序产生大量潜在质量缺陷,因此需要首先提高这些工序的过程能力,待整个生产过程稳定后再对自动焊接工序作进一步改善。
具体改进方案:
…………….
表12热交换器一车间弯半圆管、套环、胀管工序过程能力情况
序号
工序
过程能力
备注
Cpl
Cpu
Cpk
Cp
1
弯半圆管
1号
-0.07
1.26
-0.07
0.6
对应1号弯半圆管工序
对应2号弯半圆管工序
2号
0.12
1.07
0.12
0.6
2
套环
1号
0.06
1.43
0.06
0.75
2号
0.06
1.41
0.06
0.74
3
胀管
1号
0.97
1.15
0.97
1.06
2号
1.01
1.10
1.01
1.06
3号
0.82
1.02
0.82
1.92
表13热交换器二车间弯半圆管、套环、胀管工序过程能力情况
序号
工序
过程能力
Cpl
Cpu
Cpk
Cp
1
弯半圆管
1号
1.459
0.882
0.882
1.17
2号
1.654
0.581
0.518
1.117
2
套环
1号
1.255
0.976
0.976
1.116
2号
3号
1.721
1.34
0.933
1.177
0.933
1.177
1.327
1.259
3
胀管
1号
0.514
0.496
0.97
1.06
2号
0.529
0.489
0.489
0.509
3号
0.58
0.655
0.58
0.617
5.换热器生产过程的进一步质量改进
在对自动焊接工序有重要影响的各个工序进行分析和改进后,质量小组已经完成了一个PDCA循环,但这并不代表造成热交换器焊接质量低的原因已经得到了彻底解决。
质量大师戴明提出PDCA概念的目的也是要强调质量改进是一个保持基本目标不变的、持续不断的过程。
因此在对弯管、套环和胀管工序进行质量改进后,除了需要不断运用统计质量控制工具,如控制图等来保持现有成果,及时发现问题,还要进一步对自动焊接工序立项,作单独的质量改进项目。
因为在降低了由配合间隙不当造成的虚焊可能性之后,焊口缺陷仍然存在较高比例的虚焊和过烧问题(参见图4),这主要由自动焊接工序决定。
作为完成焊接功能的关键工序,由于其工艺复杂,影响因素众多,因此对自动焊接工序的改进还需要使用更高一级、更加复杂的统计工具——试验设计J。
但是,值得注意的是,如果不对整个热交换器生产流程进行统计过程控制而直接进行自动焊接工序的试验设计,则会由于系统误差导致试验结果不尽如人意。
因此在进行试验设计之前,首先需要保证该工序质量稳定,工序波动范围尽可能地小;在建立自动焊接工序控制用控制图后,再对工艺参数进行优化。
这将是一个长期的过程,需要质量小组作长期的努力。
要求:
1.根据表11,对产品质量补充定性分析。
2.根据表12和表13的相关数据分别对弯管机工序、套环工序、胀管工序补充改进方案
分析如下:
1.对产品质量补充定性分析:
如图5是各类焊口质量缺陷及发生频率,可以看出,目前热交换器焊口质量缺陷最严重的问题为虚焊和夹渣,虚焊高达50%,夹渣31.3%,在目前过程控制没有完全实施之前,需要重点解决这两个问题。
从资料中分析,这其中的重要原因是半圆管和喇叭口的配合间隙不当,所以需要统计过程控制来解决。
2.根据表12和表13的相关数据分别对弯管机工序、套环工序、胀管工序补充改进方案。
1>弯管机工序。
从得到的数据来看,柜机厂热交换器车间半圆管弯管机的过程能力明显不足,同时弯制后的半圆管中心距普遍偏小,这说明半圆管弯模中心距的设计尺寸偏小,建议重新制作半圆骨弯模。
热交换器车间的弯管机过程能力也不足,且尺寸偏大,说明是由于弯模长期使用后磨损造成的,考虑到半圆管经套环机整形后能校止中心距偏差,暂不考虑重新制作半圆管弯模。
2>套环工序。
经由柜机厂弯管机生产的半圆管在对应的套环设备上经过清洗,套环后,其中心距仍然普遍偏小,即套环机整形后不足以彻底矫正半圆管中心距偏差,因此必须提高半圆管弯制工序的过程能力。
热交换器车间的套环机过程能力基木可以满足需求。
3>胀管工序。
两个车问的胀管过程能力都不理想,尤其热交换器车间更为不足,三台机器使用的年限已久,设备稳定性,应该进行维修,对不良涨球进行更换。
(三)题目五:
某手表厂质量控制
某手表厂为了提高手表质量,应用排列图分析造成手表不合格的原因,发现“停摆”占第一位。
为了解决停摆问题,再次应用排列图分析造成停摆的原因,结果发现主要是由于螺栓脱落造成的,而螺栓脱落则是由螺栓松动造成。
为此,厂方决定应用控制图对装配作业中的螺栓扭矩进行过程控制。
在生产线上收集到如下随机数据(公差为140-180),见表14.
表14手表的螺栓扭矩.
子组号
直径
平均值
极差
R
X1
X2
X3
X4
X5
1
154
174
164
166
162
2
166
170
162
166
164
3
168
166
160
162
160
4
168
164
170
164
166
5
153
165
162
165
167
6
164
158
162
172
168
7
167
169
159
175
165
8
158
160
162
164
166
9
156
162
164
152
164
10
174
162
162
156
174
11
168
174
166
160
166
12
148
160
162
164
170
13
165
159
147
153
151
14
164
166
164
170
164
15
162
158
154
168
172
16
158
162
156
164
152
17
151
158
154
181
168
18
166
166
172
164
162
19
170
170
166
160
160
20
168
160
162
154
160
21
162
164
165
169
153
22
166
160
170
172
158
23
172
164
159
165
160
24
174
164
166
157
162
25
151
160
164
158
170
注意:
设计时,每位同学根据自己的学号,对表内数据(包括观测值和公差)进行调整,学号为几则在原表格数据基础上每个数据都加零点几(如3号,则每个数据都加上0.3。
如学号是23,则每个数据都加2.3)
要求:
1.各子组的平均值
i和极差Ri;
2.所有观测值的总平均值
和平均极差
;
3.计算R图和
图的控制限;
4.用Minitab软件画
-R图
5.
-R图分析及改进处理;
6.计算改进后的过程能力指数并作简单分析。
表14手表的螺栓扭矩
子组号
直径
平均值
极差
X1
X2
X3
X4
X5
R
1
154.9
174.9
164.9
166.9
162.9
164.9
20
2
166.
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
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- 课程设计 09