1、集團(tuán)內(nèi)部成立處理技術(shù)委員會，成立多部門合作的改善小組專門進(jìn)行表面處理專業(yè)技術(shù)的開發(fā)及傳承，以及相關(guān)疑難問題的探討
2、應(yīng)用六西格瑪DMAIC解決該公司鋁合金參數(shù)的設(shè)計問題
3、避免拋光時材料雜質(zhì)脫落，降低不良品、降低廢品率
4、制訂合理的制程參數(shù)，在一個月左右提升良率到95%以上
5、提高化學(xué)拋光制程中工藝質(zhì)量，提高公司全年經(jīng)濟(jì)效益
全面品質(zhì)管理的觀點(diǎn)現(xiàn)已逐漸在全球范圍內(nèi)獲得認(rèn)可和傳播，六西格瑪可以看作是全面質(zhì)量管理的一種繼承性新發(fā)展，隨著管理體制的日益成熟，六西格瑪開始跨越國界和行業(yè)領(lǐng)域，在全世界展現(xiàn)其巨大的魅力。
該公司采用的是陽極自動線，制程時間及槽液溫度只需程式設(shè)定。鋁的陽極氧化是通過化學(xué)及電化學(xué)的方法在鋁合金表面形成陽極氧化膜從而達(dá)到耐蝕、增加硬度和耐磨性、裝飾、提高有機(jī)涂層和電鍍層附著性、絕緣、增加透明度和其他功能效果的特性。
為了讓表面有均勻的顆粒感，故在前工段加入了噴砂的工藝，而化學(xué)拋光使得砂面紋路鈍化，光澤柔和?；瘜W(xué)拋光法是借助于金屬微觀表面在化學(xué)溶劑中的選擇性溶解作用，即微觀粗糙表面凸起部分的溶解速度高于凹陷部分的溶解速度，從而達(dá)到光潔度要求的一種表面處理方祛，化學(xué)拋光的機(jī)理模型如下圖所示。
圖 化學(xué)拋光的機(jī)理模型
一、該公司目前存在的問題
是表面處理良品及不良品的對比照片，可以明顯看到在產(chǎn)品表面有一條或多條異色的線條。實(shí)際是一連串的形狀不規(guī)則的小凹坑組成，天行健管理顧問公司從不良現(xiàn)象來分析，認(rèn)為有可能是在化學(xué)拋光制程中工藝不當(dāng)，造成過拋光或拋光時材料雜質(zhì)脫落造成。
二、問題的定義與分析
六西格瑪DMIAC這一體系是由五部分組成的閉環(huán)系統(tǒng)，它是為了提高和改進(jìn)己有產(chǎn)品和過程且以數(shù)據(jù)驅(qū)動的質(zhì)量方法。主要包括以下幾個階段:定義(DEFINE),測量(MEASURE)，分析(analyze)，改進(jìn)(IMPROE-MENT),控制(CONTROL)。
三、應(yīng)用六西格瑪DMAIC解決該公司的問題步驟
首先成立多部門合作的改善小組，由品工主導(dǎo)、制程工程師、工藝工程師、品管等成員共同設(shè)計制程參數(shù)。天行健管理顧問公司提出的目標(biāo)是制訂合理的制程參數(shù)，在一個月左右提升良率到95%以上。
D階段:問題的定義
正常情況下陽極表面處理良率可以穩(wěn)定在95%-98%之間，但是參考原定的表面處理工藝，基本上都有10%-30%的不良品。
M階段，問題的測試:
產(chǎn)品經(jīng)過整個表面處理工藝后，通過目視檢驗外觀。檢驗條件:在800lux-11OOlux(勒克司)的照明下，翻轉(zhuǎn)180度，眼睛和產(chǎn)品距離30cm。為了避免人工錯判，我們設(shè)計了透明比對板，凡有25%灰度無法遮蔽且長大于12mm，寬大于0.1 mm的黑線則判定為不良品。我們分別讓3名品管檢驗同一批100pcs產(chǎn)品，其中5件不良品，對判定的重復(fù)性和再現(xiàn)性進(jìn)行了計算，AR&R=95.2%，因為此數(shù)值大于95%，可以接受此測量方法的可靠性。
A階段，分析階段:
我們經(jīng)過對加工過程中的各種不同變量、參數(shù)的整理，進(jìn)行魚骨綜合分析了化學(xué)拋光工站的輸入變量的影響，于是我們設(shè)計了多種對比試驗和正交試驗，對比調(diào)整后的結(jié)果，通過排查法，發(fā)現(xiàn)此不良現(xiàn)象產(chǎn)生的原因有以下三點(diǎn):
第一，與陽極處理設(shè)備有較大關(guān)聯(lián)。該產(chǎn)品在試做線(小槽)試樣時良率較高，但是十月份一轉(zhuǎn)入正式量產(chǎn)后在量產(chǎn)線生產(chǎn)時(大槽)黑線不良有提升趨勢。
第二，與槽液的配比有所關(guān)聯(lián)。重新更換槽液或者加槽液調(diào)整化學(xué)拋光槽中的mp/s值(磷硫酸比值),良率有所變化。
第三，與制程參數(shù)有較大關(guān)聯(lián)，通過調(diào)整化拋時間和槽液的溫度，良率有較大的變化。
基于以上現(xiàn)象天行健管理顧問公司分析原因主要有幾點(diǎn):
第一、因為槽液主要配比是磷硫混合酸，陽極槽是不銹鋼制作，對于表面有防腐蝕需要的幾個槽，表面做了鐵氟龍?zhí)幚?。而大槽使用壽命?年，可能部分表面鐵氟龍脫落，槽液與設(shè)備發(fā)生反應(yīng)，從而在槽內(nèi)引入了鐵離子，影響良率。
第二、化學(xué)拋光槽液中的磷酸和硫酸的比值、A13+含量以及化拋的時間和槽液的溫度對黑線異常的影響有較大的影響。
事實(shí)上，鋁合金表面腐蝕坑的形成具有必然性鋁合金中微量元素的存在，當(dāng)材料中微量元素分布不均并富集表面(或作為強(qiáng)化相析出)時，由于金屬活性存在的差異，與槽液反應(yīng)有快有慢，從而形成腐蝕坑。腐蝕坑的大小與微量元素富集程度有關(guān)。合金材料必然存在不均勻腐蝕形成的腐蝕坑。關(guān)鍵是腐蝕坑是否大到陽極后能目視看得到。
化學(xué)拋光過程可以歸納為:鋁的酸性侵蝕過程→鈍化過程→黏滯性擴(kuò)散層的擴(kuò)散過程。
由于陽極槽液中不活潑金屬離子的存在會加速活潑金屬的溶解；而溶解過程的快慢也會產(chǎn)生腐蝕坑，同時被置換上去的不活潑金屬與周圍發(fā)生原電池反應(yīng)加速鋁的溶解腐蝕坑被擴(kuò)大化。因此通過上面的天行健管理顧問公司專家分析認(rèn)為需在減少雜質(zhì)以及制程條件調(diào)節(jié)上來控制。
I階段，改進(jìn)階段
針對分析階段發(fā)現(xiàn)的兩個問題，用DOE的辦法，對化拋工序進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化。在DOE中選擇了四個變量因子，每個變量兩個水平。
輸入是槽液磷酸/硫酸比mp/s、槽液溫度、反應(yīng)時間是4因子2水平的部分因子正交試驗。輸出變量是陽極產(chǎn)品良率。
從結(jié)果中找到了2個對黑線產(chǎn)生有顯著影響的變量，并使用MINITAB的優(yōu)化器功能對參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。最終，磷硫比mp/s控制在3.5-4.2, Al3+控制在15%到30%，進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn)溫度控制在80-88℃，時間控制在60到90秒較合理。通過最終試驗我們得到了最穩(wěn)定的數(shù)值，把溫度控制在85度，時間控制在70s。在新的設(shè)置數(shù)值下，又進(jìn)行了兩次重復(fù)試驗，結(jié)果都較理想。
C階段，效果控制和跟蹤
最后，新制了化學(xué)拋光槽并對鍍鐵氟龍的所有工序:前處理-除塵-噴涂-烘烤-冷卻-下料進(jìn)行跟蹤檢驗，確認(rèn)無誤后進(jìn)行了小批量生產(chǎn)。對比發(fā)現(xiàn)，不良狀況有所改善。
在其他條件不變的情況下，采用兩個槽進(jìn)行生產(chǎn)。發(fā)現(xiàn)表明兩個槽是有區(qū)別的，在重復(fù)驗證后，對原化學(xué)拋光槽進(jìn)行更換，并制定化學(xué)拋光槽鐵氟龍覆蓋狀況的內(nèi)容記錄到設(shè)備月度保養(yǎng)和正常點(diǎn)檢的項目中。這樣就保證了在點(diǎn)檢時能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，避免不良的化拋產(chǎn)品到最后道工序時才發(fā)現(xiàn)。
通過天行健管理顧問公司的研究，運(yùn)用對比試驗(BVs .C)和正交試驗(DOE)，共計運(yùn)行64組試驗，從大量的試驗結(jié)果和數(shù)據(jù)中，得到了有效的改進(jìn)方法得到顯著的效果。
1、成立了多部門合作的改善小組，由品工主導(dǎo)、制程工程師、工藝工程師、品管等成員共同設(shè)計制程參數(shù)。
2、制訂合理的制程參數(shù)，得到了有效的改進(jìn)，在一個月內(nèi)廢品率從1O%，下降到了5%。
3、經(jīng)過三個月的工作，最終廢品率在陽極工段下降到2%以下的水平。
4、大力提高了經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)濟(jì)效益在每年900萬元以上。
