摘要：从A公司某型产品出现不良出发，基于六西格玛DMAIC流程，采用Pareto分析、因果分析法、PFMEA等方法，对某型号注塑轮片在制造生产流程进行了全面的分析，确定了影响生产良率的主要因素，包括注塑温度，注塑压力以及保压时间。再结合原材料物性表和实际生产经验，运用Minitab设计DOE试验计划，对影响良率的生产工艺参数的不同组合进行生产试验。获取实际的试验数据，通过Minitab软件对试验数据的运算，逐步找出了影响良率的关键因素以及它们之间的相互关系，从而确定了注塑生产工艺的最佳生产工艺参数组合，提高了注塑件的产品良率。

关键词：注塑；质量改善；六西格玛；DOE；试验设计

中图分类号：TP39文献标志码：A文章编号：1009-9492 （ 2022 ） S1-0042-04

Improvement of the Qualified Rate of a Type of Product in a Company by Six Sigma

Luo Xinke

（Atotech （China） Chemicals Ltd.， Guangzhou 511356 ， China）

Abstract： Starting from the defect of a certain type of product of Company A， based on the Six Sigma DMAIC process， Pareto analysis， causal analysis， PFMEA and other methods were used to conduct a comprehensive analysis of the manufacturing process of a certain type of injection wheel， and determine the main factors affecting the production yield， including injection temperature， injection pressure and holding time. Combined with the physical property table of raw materials and actual production experience， Minitab was used to design DOE test plan， conduct production tests on different combinations of production process parameters that affect the yield， obtain actual test data， and gradually find out the key factors that affect the yield and their interrelationships through the calculation of test data by Minitab software， so as to determine the best combination of production process parameters for injection molding production process， the yield of injection molded parts was improved.

Key words： injection molding； quality improvement； Six Sigma； DOE； experimental design

0引言

A公司從事电镀设备的研发与制造，设备基于模块化设计和制造，其中的驱动模块使用的某型注塑轮片不良率一直居高不下，为此本文采用数据统计方法和六西格玛进行精益改善，提高良品率。

1界定

六西格玛的第一步工作为界定，这个阶段需要明确问题以确认项目的输出Y及其测量，决定改进项目所需要进行的测量、分析、改进和控制等活动。A公司某型轮片是自行设计开模的产品，如图1所示。注塑生产过程中需要经过加温、射胶、保温以及冷却，煮水以及穿轴装配等工序，且采用的材料为ETFE特氟龙，收缩变形量大，涉及的变量多，容易在制程中出现不良，2022年度某生产批次检验数据如表1所示。

由表可知，2022年度某型轮片某批次的良率为84.43%，统计各不良项进行Pareto分析，外径D尺寸超差占比最大，该不良严重影响产品质量，因此此次六西格玛改善项目的Y定义为：某型轮片外径D不良占产量的百分数（图2）。

2测量

DMAIC第二个阶段为测量，该阶段项目组将通过数据收集以及对数据的评估，评估的方法可以多种多样，从而对问题产生的原因获得深层次的理解，在此阶段可以发现并且排除部分干扰项。本案例中的关键测量量为轮片的外径D，外协生产厂根据经验定义的注塑件公差范围为31.90～31.98，轮片煮水装配后尺寸为31.95～32.05（组件的要求）。测量的过程如下：按当前制程参数制作一批试样，按腔号对产品进行编号，分别测量外径D，由指定的测量操作员采用相同的量具和手法进行测量。测量统计如表2所示，统计发现1号和3号腔产品的不良率很高，为了减少不确定因素，项目组决定在后续生产排除1号和3号腔，只生产2号和4号腔。

3分析

六西格玛的第三步工作为分析，项目组详细研究制程中可能产生不良的原因。首先，从影响外径D公差的因素，从人机料法环测6个方面，找出产生外径D不良的因素，完成因果图分析，如图3所示。

其次，通过因果图，进一步对影响外径D的因子进行PFMEA分析，如表3所示。最终得出结论，影响Y即外径D公差不良的主要因子为加热温度、压力和保压时间。

4改进

DMAIC第4个阶段为改进。由上个阶段分析得出了产生问题的主要因子，但是其组合理论上有无穷多种，项目组借助Minitab软件进行实验设计DOE，安排一批实验，按照在设定的条件下进行实验，获得数据并进行软件运算，从而获得因子的最佳搭配。由PFMEA分析可知影响轮片外径D的显著因子为：加热温度，压力和保压时间，结合ETFE塑胶粒子的物性表以及根据过往的生产记录设定三因子的水平，如表4所示。使用Minitab设计全因子实验，安排4个中心点（即2^3+4）的实验，生成的实验计划如表5所示，一共做12组实验，记录各组实验条件下外徑D的合格率。响应为“外径D的合格率”，分别考察3个因子以及它们之间交互作用对输出的影响。

Minitab运行拟合结果显示模型总的效果显著有效。从显著性看来，因子A（温度）、B（压力）以及AB（温度X压力）对应的P值都小于显著水平0.05，因此可以判断，这3项效应是显著的，其余的因子或者交互作用项并不显著，舍去后再次进行拟合，如图4、5所示。从第二次拟合的结果可以看出R-Sq（调整）为90.07%，回归效果良好。Minitab软件输出的回归方程为：

合格率Y = 87.0 - 2.75*温度+ 6.50 *压力

实现最优化，研究目标是达到最高的合格率；容易得到：当因子A（温度）取最小值-1（即335℃），B（压力）取最大值1（即90Psi），合格率获得最大值96.25%。

5控制

控制是六西格玛DMAIC实施流程中的最后一个阶段，需要通过流程管理，对生产管理人员以及技术人员的工作方式形成长期影响并加以保持，避免回到改善前的操作习惯。项目组将改进中找到的最佳生产工艺参数组合更新到作业指导书和生产台账表格中，完善了过程控制。

6结束语

六西格玛管理作为当前质量管理的研究热点之一，已逐渐被广大企业界认同为取得效益的有效途径，并发展为战略改进、业务变革和解决问题的最佳实践。本文通过应用六西格玛DMAIC改进模式以及相关六西格玛管理工具的应用，对A公司某型产品出现高不良率的原因进行分析，利用多种方法如Pareto法、因果分析法、PFMEA以及借助Minitab进行DOE试验设计和运算，结合原材料特性和实际生产经验，针对主要因子温度、压力和保压时间进行研究，找到了最优配置的因子组合，提高了A公司该型产品的合格率，提升了公司效益。

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作者简介：罗新科（1981-），男，助理工程师，硕士，研究领域为机械制造、新产品开发和质量改善，已发表论文1篇。

（编辑：王智圣）