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六西格玛(6sigma)提升新型火箭发动机喷嘴合格率

张驰专栏  |      2017-09-28 09:06:42
引言:六西格玛(6sigma)管理以顾客为中心、以质量经济性为原则,以数据为基础,追求几乎完美无瑕为目标的管理理念。

六西格玛(6sigma)管理以顾客为中心、以质量经济性为原则,以数据为基础,追求几乎完美无瑕为目标的管理理念,其核心实施步骤为:确定问题、测量现状、分析问题、改进优化和保持效果五个阶段,是一门科学研究的理论指导。产品质量稳定性对于航空航天产品,至关重要,引入六西格玛(6sigma)的管理方式,对于航天制造业的质量控制意义重大。

氢喷嘴是火箭发动机关键零件,材料为难加工的高温合金。该产品精确控制燃料与助燃剂的比例、流量,且在高温高压下工作,设计部门对于产品尺寸精度提出了极高的要求。实际制造过程中,产品合格率及过程能力水平低,无法满足使用要求,带来了损失。六西格玛(6sigma)管理方法解决氢喷嘴零件合格率低的问题。

根据产品实际情况,将产品合格率由38%提升至90%以上,最终目标为100%,即零缺陷。在产品工艺稳定性方面,选取产品关键尺寸——喷嘴直径,作为检测对象研究产品过程能力(Cpk)。

1.六西格玛(6sigma)测量系统分析(MSA)

表1  测量系统MSA分析(部分数据)

测量工具为内径千分尺,随机抽取10个产品进行试验。重复检验2次,共60个数据,对测量系统进行了MSA分析,分析结果如表1所示。

将表格中的数据导入Minitab软件中,执行量具研究,方差分析。测量系统分析如表2所示。可区分的类别数=15。通过Minitab计算出:a. 方差/研究变异9.03%;b. 重复性检验为8.42;c. 可辨别范围为15。

表2  量具运行图

2.过程能力分析

表3  现状数据(部分数据)

收集工艺改进前产品数据,如表3所示,分析过程能力。经过验证,正态概率大于95%,且所有数据都在控制线以内,利用这一组数据研究产品的过程能力。结果如图1所示:Cpk为0.19,与标准值1.33差距大。目标Cpk设为0.8,且产品合格率95%以上。

图1  过程能力分析

3.六西格玛(6sigma)因果矩阵分析(C&E)

影响产品质量所有因子共计21项,对这些因子重要程度打分,筛选出80%的重要因子。

4.六西格玛(6sigma)失效模式分析(FMEA)

对因果矩阵分析后获得9个潜在的缺陷模式进行FMEA分析。刀具使用情况、装夹系统、机床精度、人员技能、切削参数这5项占失效因素的80%以上。


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