光纖快速連接器質(zhì)量改進(jìn)過(guò)程
1、定義階段
在DMAIC定義階段，需定義項(xiàng)目的選題依據(jù)、改進(jìn)機(jī)會(huì)、改進(jìn)目標(biāo)、項(xiàng)目計(jì)劃和項(xiàng)目組成員等。
項(xiàng)目依據(jù)：該公司在光纖快速連接器的兩周試生產(chǎn)中，總共生產(chǎn)了10689個(gè)產(chǎn)品，其中有1702件產(chǎn)品報(bào)廢，報(bào)廢率為15.9%，一次通過(guò)率只有49.8%。
改進(jìn)機(jī)會(huì)：當(dāng)前的生產(chǎn)一次通過(guò)率太低，報(bào)廢率太高，浪費(fèi)了大量的人力物力。
項(xiàng)目組成員：由生產(chǎn)部、研發(fā)部、工藝部、質(zhì)量部、設(shè)備部以及財(cái)務(wù)部共派出成員組成。
改進(jìn)目標(biāo)：通過(guò)六西格瑪DMAIC改進(jìn)方法的實(shí)施，改進(jìn)缺陷，使產(chǎn)品報(bào)廢率降低到7%以下，一次通過(guò)率提升至80%以上。
2、測(cè)量階段
將兩周的試生產(chǎn)缺陷記錄進(jìn)行柏拉圖分析，得出端面不良、干涉儀測(cè)試不過(guò)、光學(xué)測(cè)試不過(guò)為主要缺陷，占了不合格總數(shù)的90.3%，這三個(gè)流程都是測(cè)試和檢測(cè)環(huán)節(jié)。因此先進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析，正確的測(cè)量永遠(yuǎn)是質(zhì)量改進(jìn)的第一步。
干涉儀是干涉儀測(cè)試中會(huì)用到的主要設(shè)備，需要測(cè)試光纖快速連接器的光纖高度、頂點(diǎn)偏移、曲率半徑和APC角度，這些測(cè)試項(xiàng)都需要進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析。工程技術(shù)人員選取10個(gè)樣本，3名檢驗(yàn)員進(jìn)行檢驗(yàn)，每位檢驗(yàn)員對(duì)每個(gè)樣本重復(fù)檢驗(yàn)3次，并將測(cè)試數(shù)據(jù)輸入Minitab軟件，進(jìn)行Gage R&R分析，得出了干涉儀測(cè)量系統(tǒng)的曲率半徑、頂點(diǎn)偏移、光纖高度以及APC角度的測(cè)量系統(tǒng)能力分別為8.29%、5.14%、6.89%和3.04%，這些值均小于10%，因此干涉儀測(cè)量系統(tǒng)滿足測(cè)量系統(tǒng)要求。
端面檢測(cè)是檢測(cè)員用400倍的顯微鏡觀察研磨后的光纖快速連接器的端面，根據(jù)看到的端面的劃痕、凹點(diǎn)及凹陷和裂紋的多少和大小來(lái)判斷端面質(zhì)量是否符合要求。由于端面質(zhì)量主要由檢測(cè)員通過(guò)目視進(jìn)行檢測(cè)，該測(cè)量系統(tǒng)屬于屬性值測(cè)量系統(tǒng)。工程技術(shù)人員選取55個(gè)樣本，由2名檢測(cè)人員進(jìn)行檢測(cè)，每名檢測(cè)人員對(duì)4個(gè)樣本重復(fù)檢測(cè)2次。樣本既包括合格品，不合格品；既包括明顯不合格品或合格品，又包括介于合格與不合格之間的產(chǎn)品，即樣本涵蓋了整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的產(chǎn)品范圍。將測(cè)試數(shù)據(jù)輸入Minitab軟件，進(jìn)行屬性值Gage R&R分析，分析結(jié)果如表1所示。
從表1可以看出，測(cè)量系統(tǒng)的匹配百分比為81.82%，達(dá)到了測(cè)量要求。
光學(xué)測(cè)試是測(cè)試員將成品光纖快速連接器插入光學(xué)測(cè)試儀，然后讀取測(cè)試儀輸出的插入損耗和回波損耗，測(cè)試結(jié)果完全取決于光學(xué)測(cè)試儀，而光學(xué)測(cè)試儀在每次使用前都會(huì)進(jìn)行校準(zhǔn)的，因此是可信的。
3、分析階段
結(jié)合前面階段得知的造成成品率不高的3個(gè)主要缺陷，通過(guò)仔細(xì)研究光纖連接器的生產(chǎn)流程和操作手冊(cè)，發(fā)現(xiàn)干涉儀檢測(cè)和端面檢測(cè)都是對(duì)研磨工序的檢測(cè)，而測(cè)量系統(tǒng)是可信的，因此，研磨工位的質(zhì)量缺陷應(yīng)該是造成整個(gè)光纖連接器成品率不高的最主要原因。
研磨是指使用端面研磨機(jī)對(duì)光纖快速連接器端面進(jìn)行打磨和拋光的一道工序，用端面研磨機(jī)對(duì)光纖端面打磨和拋光的過(guò)程有4個(gè)步驟，涉及D30um、D9um、D1um和SONG4種型號(hào)的研磨片。研磨出的端面的質(zhì)量幾乎決定了光纖連接器的性能，因此研磨環(huán)節(jié)是光纖快速連接器生產(chǎn)過(guò)程中最精密也是最核心的步驟。但是在實(shí)際生產(chǎn)中研磨工位影響因素眾多，而且各因素并不完全獨(dú)立，因此項(xiàng)目組決定采用頭腦風(fēng)暴法，并繪制因果圖對(duì)人、機(jī)、料、法、環(huán)各因素進(jìn)行逐一分析，如圖1所示。
根據(jù)因果圖，并利用FMEA方法(Failure Mode and Effect Analysis)，對(duì)各種影響因素進(jìn)行評(píng)估，項(xiàng)目組最終確定了兩個(gè)影響光纖快速連接器報(bào)廢率高的主要因素，作為改進(jìn)的重點(diǎn)：
①光纖連接器半成品尺寸偏小。
所謂光纖鏈接器的半成品，是將固化好了預(yù)埋光纖的陶瓷插芯和插芯基座壓接在一起所形成的半成品。經(jīng)過(guò)隨機(jī)抽樣測(cè)量，發(fā)現(xiàn)有41%的光纖連接器半成品尺寸比正常的尺寸小，這個(gè)尺寸偏小會(huì)導(dǎo)致研磨的時(shí)候研磨壓力不夠，形成APC角度偏小、曲率半徑過(guò)大和端面劃痕、裂紋。
②研磨片使用次數(shù)過(guò)多。
研磨片使用次數(shù)超限后，會(huì)導(dǎo)致研磨片的性能發(fā)生變化，可能引起各種不可預(yù)知的問(wèn)題，包括端面的劃痕、凹點(diǎn)及凹陷和裂紋，干涉儀測(cè)試中的不規(guī)則曲率、APC角度偏小、頂點(diǎn)偏移。
4、改進(jìn)階段
在經(jīng)過(guò)分析階段確定了關(guān)鍵的少數(shù)影響因素之后，需要針對(duì)這些因素來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證和改進(jìn)。
①光纖連接器半成品尺寸偏小的改進(jìn)。
光纖連接器半成品是由陶瓷插芯和插芯基座壓接而成，現(xiàn)分別對(duì)陶瓷插芯外徑尺寸和插芯基座內(nèi)徑尺寸做假設(shè)檢驗(yàn)(假設(shè)檢驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)表2)。 
a、陶瓷插芯外徑尺寸的假設(shè)檢驗(yàn)(標(biāo)準(zhǔn)尺寸為2.499±0.0005mm)；
H0：這批陶瓷插芯的外徑尺寸為2.499mm ；
H1：陶瓷插芯的外徑尺寸不是2.499mm；
b、插芯基座內(nèi)徑尺寸的假設(shè)檢驗(yàn)(標(biāo)準(zhǔn)尺寸為2.49±0.01mm)；
H0：這批插芯基座的內(nèi)徑尺寸為2.49mm；
H1：插芯基座的內(nèi)徑尺寸不是2.49mm。
從表2可以看出，陶瓷插芯外徑尺寸的P=0.797>0.05，所以接受Ho假設(shè)，認(rèn)定這批來(lái)料的陶瓷插芯的外徑尺寸是2.499mm；插芯基座接口內(nèi)徑尺寸的P=0.000<0.05，所以拒絕H0假設(shè)，認(rèn)定這批來(lái)料的插芯基座接口的內(nèi)徑尺寸不是2.49mm。
由此看來(lái)。插芯基座接口的內(nèi)徑尺寸偏大是根本原因，其內(nèi)徑尺寸95%的置信區(qū)間是(2.496，2.499)，這個(gè)區(qū)間雖然在正常的尺寸范圍內(nèi)，但是偏離了中心。在壓接過(guò)程中，壓接的壓力是根據(jù)陶瓷插芯2.499mm和插芯基座接口內(nèi)徑2.49mm的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，如果插芯基座接口的內(nèi)徑全部偏大，而遇上陶瓷插芯外徑偏小的情況，在同樣的壓力情況下，就有可能將陶瓷插芯壓力更深，導(dǎo)致光纖連接器半成品前部突出尺寸過(guò)小，最終的結(jié)果可能會(huì)導(dǎo)致在研磨的時(shí)候壓力過(guò)小，研磨成品不合格。
對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，最終解決辦法是：
a、通知供應(yīng)商，要求供應(yīng)商改進(jìn)尺寸，重新供貨；
b、在產(chǎn)品線增加一個(gè)測(cè)量環(huán)節(jié)，測(cè)量光纖半成品的突出尺寸，根據(jù)研磨治具的尺寸，這個(gè)光纖連接器半成品的前端尺寸定為9.5±0.05mm。
②研磨片使用次數(shù)過(guò)多的改進(jìn)。
在研磨過(guò)程中有4種型號(hào)研磨片，只有4個(gè)步驟都結(jié)束后才能對(duì)光纖連接器進(jìn)行參數(shù)測(cè)量，因此采用交叉排除驗(yàn)證法。交叉排除驗(yàn)證法的基本思想是，在保證其他3種型號(hào)研磨片不會(huì)超限使用的前提下，對(duì)剩下的這種型號(hào)的研磨片進(jìn)行極限測(cè)量，通過(guò)采集的參數(shù)畫(huà)出圖表就可以直觀的看出所針對(duì)的這種研磨片的最佳使用次數(shù)。以SOHG研磨片作為第一個(gè)改進(jìn)實(shí)例，在保證其他3種型號(hào)的研磨片不會(huì)超限使用的前提下，對(duì)SOHG研磨片進(jìn)行極限測(cè)量，圖2是經(jīng)過(guò)5次測(cè)量實(shí)驗(yàn)后得到的數(shù)據(jù)圖。
經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，大部分SOHG研磨片都可以使用10次而不會(huì)影響成品質(zhì)量，但有些SOHG研磨片在第9次出現(xiàn)了不合格品上升的拐點(diǎn)，考慮到批量生產(chǎn)，實(shí)驗(yàn)實(shí)際上將SOHG研磨片使用次數(shù)定為8次。
基于同樣的方法，可以依次得到所有4種研磨片的最大使用次數(shù)，通過(guò)多次排除檢驗(yàn)，最終得到4種研磨片的最大使用次數(shù)，即D30um為50次，D9um為30次，D1um為50次，SOHG為8次。
5、控制階段
控制階段需要有效控制影響響應(yīng)輸出的關(guān)鍵影響因子，實(shí)現(xiàn)預(yù)防性控制。項(xiàng)目組將改進(jìn)階段得到的措施用于實(shí)踐生產(chǎn)，然后監(jiān)控一些關(guān)鍵參數(shù)，具體測(cè)量方法：
①每半小時(shí)測(cè)量5件光纖連接器半成品的前端尺寸，連續(xù)測(cè)量25組數(shù)據(jù)。將采集得到的數(shù)據(jù)繪成Xbar-R控制圖，光纖連接器半成品的控制目標(biāo)為尺寸范圍9.5±0.05mm。
②每小時(shí)抽檢100件研磨成品，分別記錄不合格品數(shù)量，計(jì)算不合格率，連續(xù)記錄24小時(shí)，繪制計(jì)數(shù)型控制圖，其中研磨成品不合格率控制目標(biāo)為7%。
從圖3和圖4可以看出：所有點(diǎn)都在控制限內(nèi)，這些點(diǎn)隨機(jī)分布在中心線周?chē)⑶覜](méi)有鏈、趨勢(shì)或者其他模式。
因此，當(dāng)前過(guò)程是穩(wěn)定可控的，影響光纖快速連接器質(zhì)量的兩項(xiàng)主要缺陷在改進(jìn)后得到了很好的控制。
