1 绪论
1.1 研究背景与研究目标
S 公司是一家以机器人独有技术为核心,致力于数字化智能高端装备制造的高科技上市企业,为国际上机器人产品线最全厂商之一,笔者所在的智慧工厂 BG 事业部负责开发智能化生产系统及生产流程,以由网格分布特点的工作站组成智慧型生产工厂,2017 年公司签订了一份来自印度尼西亚龙目岛的大额合同,内容是帮助客户建立完整且节约产能,减少人工的车锁智慧工厂、DCT 智慧工厂与 MGU 智慧工厂,保证高效产能以及节省人力降低成本,进而帮助客户争取外资品牌在国内下设生产型工厂所需大量汽车配件的采购订单。
风景秀丽的龙目岛 Lombok 坐落于印度尼西亚 Nusa Tenggara Barat 省,西隔龙目海峡面对巴厘岛,来往仅有两小时船程,东隔 Alas 海峡面对 Sumbawa 岛,北濒爪哇海,南临印度洋,面积 5435 平方千米。有两条山脉几乎贯穿全岛;南方的石灰岩丘陵,海拔 716 米,北方的 Rinjani 火山海拔 3726 米。旅游风光媲美巴厘岛,湛蓝的天空,清澈的海水,雄壮的火山,巍峨的悬崖峭壁,尤其是当地独特的萨萨克族传统文化的一脉相传,成为当地亮丽的风景线。
公司隶属于中国科学院,是一家以机器人独有技术为核心,致力于数字化智能高端设备制造的高科技上市企业。公司在机器人行业起步很早,而且注重客户需求和产品技术开发,所以占有了很大的中国市场,成为了中国第一家上市的机器人企业,产品囊括工业机器人、真空机器人、移动机器人、特种机器人、智能服务机器人五大种类,出口到世界各地。随着产品不久前在某国际型运动会闭幕式上的惊艳亮相,实现了很多功能从无到有的开发,成果被世界瞩目。笔者此篇论文所涉及到的产品研究属于工业机器人分支中的一种,在 S 公司事业部被命名为“智慧工厂”,所生产的产品主要是根据客户需求,开发出生产某种应客户需求的产品自动化生产线,由一个个独立的工作站穿线组装而成,每个站根据自动化程度可以分为三大类,即自动化工作站、半自动化工作站及手工工作站,自动化工作站不需要人来完成,后两类需要人的参与来完成相对简单的动作或工作流程,因为自动化程度很高,所以可以大幅度减少人力劳动,节约生产成本,进而增加客户的收益同时又能保证产品的一致性,很多知名的企业都采购过我司产品,其中涵盖汽车行业最多,客户遍布国内外,需求产品种类繁杂,且都是非标设计。
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1.2 案例研究设计
本章针对智慧工厂项目质量管理的特点,根据实际情况阐述针对实际研究内容应用的研究方法与研究思路
1.2.1 研究内容 整体研究主干分为 4 部分:
第 1 部分为绪论部分,扼要地介绍研究背景与研究目标,针对 S 公司智慧工厂事业部的龙目岛项目的质量管理进行案例研究设计。
第 2 部分为描述部分,描述了此次项目中包含的三个智慧工厂子项目的背景与客户发现的问题。
第 3 部分为分析部分,分析了客户提出的项目质量问题,得出整改方法,在今后的相似项目中可以得到应用,也为此次整改提供引导性帮助,第一部分的质量管理方法体系与应用为此章的基础部分,为了第二部分的问题描述提供了管理学方面的解决途径,第二部分则是针对具体事件作出叙述,连同第一部分初步得出该怎么做的结论。
第 4 部分为落实部分,根据之前的铺垫提炼出管理学案例,针对性地作出方案设计并且制定可行性实施计划。
1.2.2 研究思路本文的研究思路主要建立之前已存的研究思路体系,以 S 公司智慧工厂事业部作为项目模型,分析实际中遇到的质量问题,基于现代项目质量管理理论,运用质量先期策划规范,旨在实现预防为主的“零缺陷”目标,在项目方案实施保证方面,重新定义项目质量管理阶段的任务及状况,通过过程分析保证项目质量管理的可行性与稳定性。
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2 龙目岛项目背景与质量问题相关描述
2.1 项目背景
客户就总体设备进行了如下要求:装配线要具有完备的质量控制措施,满足“零缺陷”生产的要求;装配线具备在线检测、数据采集和存储功能,以适应汽车产品“召回”制度的要求。在控制上采用防错技术,质量控制的目的是排除由于错装、漏装、缺陷等产品失效模式导致的装配质量问题,装配线需配置完整的硬件及软件控制措施,设计遵循“不接收,不制造,不传递缺陷”的原则以保证产品的质量。当操作结果为不合格时,除非人工干预,否则停在工位上;输送线按钮盒需设置放行、有效/无效,其它根据需要设置。
此次项目要求通过制定方案评审自检表来保证项目质量:机械部分分为设计组成部分及三维图纸表达部分,其中设计组成部分包括:总装图、部装图、选型计算、设计风格规划说明及其完成情况; 三维图纸表达部分包括:元器件、节流阀等。电气部分分为设计组成部分及原理图内容部分,电气设计组成部分包括:控制系统配置、原理图等; 原理图内容部分包括:网络结构图、系统互连图等。两部分需要分别进行节拍分析,满足客户要求,最终汇总填写项目编号、项目名称、姓名、计划节点与申请时间备份存档。
工程设计报告内容包括:各组成部分的设计、工作环境与环保设计、产品安全的设计实现、产品失效风险及控制的具体设计、工程设计阶段总结。各组成部分的设计包括机械设计、电控设计与其他附件设计,分别明确图纸与技术要求。
工作环境与环保设计具体设计内容,应与《风险和环境安全因素控制措施报告》对应的具体设计。包括如下元素:元器件选用;产品生产、制造产生的环境影响的控制;包装产生的废料的回收处置;使用过程中产生的废气、废料处理,噪声的影响;电子元器件的报废、回收处置;注意电磁兼容的环境影响。
产品安全的设计实现分为机械安全性设计、电气安全性设计、产品软件安全性设计、产品安全性标识设计与其它安全性设计。
其中机械安全性设计包括关键部位的机械材料选用,强度和刚度确保产品可靠、稳定保证产品工作时不至于倾斜或翻倒。
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2.2 项目质量管理存在的问题
2.2.1 外购件厂家的质量管理问题
在此条生产线中应用了大量外购件厂家的产品,如气缸,夹爪,型材结构等,但是在客户进行来厂评审的过程中发现了一些产品质量问题,包括外购件产品寿命的不达标,在车锁生产线中型材未能满足客户实际需求,框架所连接的地脚与型材配合不牢固造成容易受力摇晃的现象,客户按照协议内容对我公司做出了整改的要求。此部分管理问题主要出现在外购件质量控制方面,因为未采取贴近项目的质量控制计划导致外购件采购出现问题。
外购件因为其标准性、不可替代性、高精度性、难以复制性而必须采取外买的方式获取,但是厂家的选择还是具备多样性的,如德国 F 厂家的气缸、夹爪、节流阀、减压阀质量是要优于日本 S 公司的,但是日本 S 公司相同或是相似规格能达到用户要求的零部件价格却比 F 公司便宜 30%左右,这个问题也严重地影响着公司收益,因为不得不考虑智慧生产线在运行阶段零部件的备品备件与替换问题,也是成本的一部分,客户都是希望尽量在日后维护费用方面有优势,这样才能为其节约成本,S 公司的零部件虽然比F 公司的零部件价格低,但是实用寿命也更短,因为其通常采用塑质结构,而 F 公司同型号或同类型产品则采用不锈钢与硬质塑料结合制作的方式提高零部件的硬度与抗冲击性。
相同型号的导轨滑块,比如 HXX 与 AXX,一个是台湾生产,一个是国外制造,精度方面都有相对应的产品型号,但是价格方面差了很多,精度影响产品质量和日后的使用寿命,也就是说在客户未做明确要求的情况下,可以考虑采用 HXX 的满足客户要求的导轨滑块而不是 AXX 的,这种理念也会为之后客户更换部件时产生的消费成本做长远考虑。在车锁项目中由于采购 AXX 导轨滑块,使项目整体经费有一定的提升幅度,造成了总体收益的缩减。
而外协加工件厂家的加工方法与规模影响了加工件的质量,如今比较常用的外协加工厂家包括如下:SYZS、SYMJ、SHFL、SYSXH、TLYC,其中 SHFL 加工中心由于其特殊的地理位置,对于南方的客户或者国外的客户,以其便利的地理条件作为优先选择,
价格稍高于其他厂家;其他的厂家都在省内,但是加工效率有很大差别,而效率影响了造价及质量,所有的这些条件,最合适的确认方式是进行事前的风险防范,即在设计过程中设计机加件时,保证其最优性,这种要求无法靠一个人的力量达成,所以需要制定通用性计划,很多加工厂家由于批量投标积压任务繁重而自身加工能力有限导致托期或者机加件质量不达标,在 DCT 智慧工厂生产线中出现了表面处理工艺错误的现象,将原本应镀硬铬的部件做成了发黑处理部件,在调试人员进行工作中发现此情况,联系厂家后返厂处理,导致工期的延长,调试期的缩短。
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3 龙目岛项目质量管理问题分析 ............................... 22
3.1.1 质量管理的理论依据 ......................... 22
3.1.2 项目质量管理工具运用 ...................... 22
4 管理解决方案的设计与实施 ............................ 27
4.1 设计管理解决方案 ....................... 27
4.2 质量管理方案的实施 ............................. 29
4 管理解决方案的设计与实施
4.1 设计管理解决方案
针对生产汽车零部件的智慧工厂生产线质量管理过程,大体可总结为如下改进措施:应用 APQP 管理流程,创建针对过程的质量风险管理过程模型,推行 QFD(质量功能展开)、RB(稳健设计法),实施 FMEA(风险控制工具)控制在设计与建立过程中的风险控制。
首要任务是建立基于客户满意和面向过程的 APQP 流程。APQP 为汽车零部件生产行业项目开发提供了规范化的企业内部、企业之间、卖家与客户间共同遵守的过程控制手册,该手册作为指导性文件的宗旨并不是为了所有企业都去照搬,而是根据企业自身特点制定适合自身及客户的 APQP 文件,并严格执行,项目质量管理措施主要措施大概分为如下方面。在项目确认与策划阶段是分析客户需求和项目专家小组进行可行性分析的关键性阶段,它往往决定了后续工作错误的繁杂程度,直接关系到企业经济利润。在项目开始的时候,客户的需求分析是重要内容之一,项目小组应该分析并总结客户需求细节,按照客户的输入信息以及客户代表在企业阶段获得的客户关注点建立客户需求清单。就指挥工厂的自动化生产设备而言,客户的关注重点集中在以下几个方面:首先,是功能能否实现。如 MGU 生产线在壳体焊接工作时不但要保证焊接质量,还要保证焊接精度满足客户规范,生产线生产的产品差异性需要在客户规定的可控制范围内。其次是试验与装配要求,在 DCT 智慧工厂中的抽油与补油站中涉及到接油盘的密封性测试,需要在外协加工阶段就进行 30MIN 的密封试验,客户的装配要求最基本的包括生产线的美观一致性,在手工工位的感应光栅应用,以及符合操作员自身安全稳定的相关要求等。
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结论
参考文献(略)