工艺设计与管理


一、工艺设计;二、工艺管理;三、工艺与品质;四、工艺在对生产及产品质量中的作用

一、工艺设计

工艺:工艺是劳动者利用生产工具对各种原材料、半成品进行加工和处理,改变它们的几何形状、外形尺寸、表面状态、内部组织、物理和化学性能以及相互关系,最后使之成为预期产品的方法及过程。一般来说,工艺要求采用合理的方法、较低的成本完成产品制作,同时必须达到设计规定的性能和质量,其中成本包括加工时间、加工人员数量、工装设备投入、质量损失等多个方面。
工艺方法包括工艺流程的安排、工艺之间的衔接、工序加工手段的选择(加工环境条件的选择、工艺装备配置的选择、工艺参数的选择)和工序加工的指导文件的编制(如工艺卡、操作规程、作业指导书、工序质量分析表等)。
工艺流程一般按工艺路线进行排序,工艺路线是描述物料加工、零部件装配的操作顺序的技术文件,是多个工序的序列。它是指导制造单位按照规定的作业流程完成生产任务的一种手段。工序是生产作业人员或机器设备为了完成指定的任务而做的一个动作或一连串动作,是加工物料、装配产品的最基本的加工作业方式,是与工作中心、外协供应商等位置信息直接关联的数据,是组成工艺路线的基本单位。划分工序的依据是工作地是否变化和工作是否连续。简单的说要完成某个工艺过程要分成几步做,每个步骤就是一道工序。
工艺方法对工序质量的影响,主要来自两个方面:一是指定的加工方法,选择的工艺参数和工艺装备等正确性和合理性,二是贯彻、执行工艺方法的严肃性。

工艺设计的步骤一般是:1、确定原材料、毛坯;基于产品设计资料,查阅企业库存材料标准目录;2、依据工艺要求确定原材料、毛坯的规格和型号;3、根据产品原材料性质能、产品的质量要求确定加工工序;4、根据企业现有的条件和将来可能有的条件、类似的工件、标准的工艺路线和类似的工艺路线以及经验,确定加工和装配的顺序;5、根据企业现有的能力和将来可能有的条件,基于尺寸和精度的要求,确定完成各个作业所需的人员要求、机械设备、操作方法与步骤、检验要求、质量控制等;6、以相关的文件格式将上述要求清晰美观的表达出来。

工艺路线和工序不是一成不变的,而是随着生产类型、技术进步、产品发展和员工素质的不断提高而变化的。所以,工艺设计与工艺管理人员应随时进行工艺验证与工序质量控制。不断完善和改进加工工艺。从而提高产品质量。

工序质量控制是现场质量控制的重要内容。在产质量量的形成过程中包括多个工序过程,其定义分为三类: 
     (1)一般工序:对产品形成质量起一般作用的工序; 
     (2)关键工序:对产品形成质量,特别是可靠性质量起重要、关键作用的工序; 
     (3)特殊工序:其结果不能通过后面的检验和试验,而只能通过使用后才能完全验证的工序。 
  建立工序质量控制点,即在加强一般工序质量控制的同时,采取有效的控制方法,对关键工序和特殊工序进行重点控制,保证工序经常处于受控状态。主要工作包括如下几个方面:
     (1)根据有关原则确立工序质量控制点,在工艺文件注明关键工序控制点,列出重要的控制参数和控制内容,并用专用章将关键工序和特殊工序标识清楚; 
     (2)在生产现场设立标识牌,车间负责控制点的日常工作,技术部门监督抽查; 
     (3)编制工艺规程和作业指导书,对人员、工装、设备、操作方法、生产环境、过程参数等提出具体的技术要求; 
     (4)工艺文件重要的过程参数和特性值必须经过工艺评定或工艺验证; 
     (5)操作人员必须严格遵守工艺纪律,及时进行首检和自检,坚持做好生产原始记录,由控制点负责人检查确认; 
     (6)检验人员必须严格按工艺规程和检验指导书进行检验,做好检验原始记录,每周报质量管理部; 
     (7)质量控制点必须坚持进行日常检查和收集原始记录数据,运用调查表、控制图、因果图等统计技术进行统计分析与监控;

当发现工序质量控制点的控制方法不能满足工序能力要求时,控制点负责人应立即向技术部门报告,技术部门应组织有关人员进行分析、改进和提高,保证工序处于受控状态,使工序能够长期稳定地生产合格产品。

二、工艺管理

技术开发部负责工艺文件的编制及对生产车间的技术工艺实施指导,进行工艺纪律的检查。生产部负责会同技术开发部监督、检查、考核工艺纪律的执行情况。

技术开发部根据产品的技术质量要求,确定所需原材料、工艺流程、加工方法、产品质量标准、设备条件、接受准则等进行工艺文件(工艺卡、作业指导书等)的编制。工艺文件应做到:1、正确——生产中使用的工艺文件要做到正确、清晰、符合有关标准规定,能正确指导生产,保证生产稳定进行,工艺流程安排合理,工艺规程切实可行,能指导操作,保证加工质量;2、完整——产品技术标准、图纸、工艺文件必须完整,主要产品的完整要求达到100%;3、统一——各种技术文件之间不能发生矛盾,要统一。4、有效——能满足确保产品质量、降低生产成本;5、实用——工艺文件规定的工艺方法要与公司现有的生产设备、工装、检测手段、工艺技术水平和生产组织情况相结合。

工艺文件一经批准,就成为公司的技术法规,有关单位必须严格执行,不得擅自更改或降低要求。

工艺文件下发后,技术开发部应及时到车间进行技术指导。指导内容一般包括:1、设备、工装夹具是否需要增添和调整;2、生产组织和生产流程调整意见;3、产品试制时,能够指导操作者操作、调整、直到生产出合格产品;4、产品的关键部件及其技术保证措施;5、采用新的工艺方法应注意的事项;6、估计在制造过程中容易出现的问题及其预防措施。

工艺设计随着设计更改、工艺方法的改进、某个工艺文件的差错和新标准的实施等原因会发生工艺更改等问题,工艺更改由公司技术人员(不分岗位和职务)根据实际情况提出更改意见后,技术开发部认为有必要对工艺文件进行改更时出台更改方案并组织人员进行评审,经评审后的更改方案报主管领导批准,然后对工艺文件进行更改或下发《工艺更改通知单》,各部门遵照执行。

质量管理部组织相关人员对更改工艺后的产品质量进行评审,即验证产品质量是否达到预期的效果。

现场具备完善的工艺文件后;相关部门应准备符合工艺文件要求的原材料、半成品、设备后。再组织人员按工艺定人、定机、定工种进行操作,同时操作者必须对工艺要求有全面、正确的理解。按技术标准、按图纸/样品、按工艺文件进行生产。坚持首件必检制程检验。对不合格的原材料不投产;不合格的半成品不转序;不合格的成品不出厂。切实从工艺管理的角度提高产品质量。三、工艺与品质

造成产品质量的波动的原因主要有6个因素: 即:人、机、料、法、环、测。为方便记忆,我们把这6个因素归纳为5M1E。因为这五个因素的英文名称的第一个字母是M和E,所以常简称为5M1E。

1) 人(Man/Manpower): 操作者对质量的认识、技术熟练程度、身体状况等;

2) 机器(Machine): 机器设备、工夹具的精度和维护保养状况等;

3) 材料(Material): 材料的成分、物理性能和化学性能等;

4) 方法(Method): 包括加工工艺、工装选择、操作规程等;

5) 测量(Measurement):测量时采取的方法是否标准、正确;

6) 环境(Environment) 工作地的温度、湿度、照明和清洁条件等;

6要素只要有一个发生改变就会影响到其他几个因素的不稳定,由此可见工艺与品质是紧密联系的。

除了方法(即工艺)外,我们来分析一下其他各因素产生的原因及控制措施

1、操作人员因素

凡是操作人员起主导作用的工序所生产的缺陷,一般可以由操作人员控制造成操作误差的主要原因有:质量意识差;操作时粗心大意;不遵守操作规程;操作不熟练,以及由于工作简单重复而产生厌烦情绪等。可采取以下措施:(1)加强“质量第一、用户第一、下道工序是用户”的质量意识教育,建立健全质量责任制;(2)编写明确详细的操作流程,加强工序专业培训,颁发操作合格证;(3)加强检验工作,适当增加检验的频次;

 2、机器设备因素

主要控制措施有:(1)加强设备维护和保养,定期检测机器设备的关键精度和性能项目,并建立设备关键部位日点检制度,对工序质量控制点的设备进行重点控;(2)采用首件检验,核实定位或定量装置的调整量;(3)尽可能培植定位数据的自动显示和自动记录装置,经减少对工人调整工作可靠性的依赖。

3、材料因素

主要控制措施有(1)在原材料采购合同中明确规定质量要求;(2)加强原材料的进厂检验和厂内自制零部件的工序和成品检验;(3)合理选择供应商(包括“外协厂”);(4)搞好协作厂间的协作关系,督促、帮助供应商做好质量控制和质量保证工作。

4、测量的因素

主要控制措施包括:(1)确定测量任务及所要求的准确度,选择使用的、具有所需准确度和精密度能力的测试设备。(2)定期对所有测量和试验设备进行确认、校准和调整。(3)规定必要的校准规程。其内容包括设备类型、编号、地点、校验周期、校验方法、验收方法、验收标准,以及发生问题时应采取的措施。(4)保存校准记录。(5)发现测量和试验设备未处于校准状态时,立即评定以前的测量和试验结果的有效性,并记入有关文件。

6、环境的因素

  所谓环境,一般指生产现场的温度、湿度、噪音干扰、振动、照明、室内净化和现场污染程度等。

在确保产品对环境条件的特殊要求外,还要做好现场的6S工作。

四、工艺在对生产及产品质量中的作用

毫无疑问,正确、完善的工艺对生产和产品质量都起到积极的作用

PDCA循环又叫戴明环,是美国质量管理专家戴明博士首先提出的,它是全面质量管理所应遵循的科学程序。全面质量管理活动的全部过程,就是质量计划的制订和组织实现的过程,这个过程就是按照PDCA循环,不停顿地周而复始地运转的。

PDCA是英语单词Plan(计划)、Do(执行)、Check(检查)和Action(行动)的第一个字母,PDCA循环就是按照这样的顺序进行质量管理,并且循环不止地进行下去的科学程序。

  全面质量管理活动的运转,离不开管理循环的转动,这就是说,改进与解决质量问题,赶超先进水平的各项工作,都要运用PDCA循环的科学程序。不论提高产品质量,还是减少不合格品,都要先提出目标,即质量提高到什么程度,不合格品率降低多少?就要有个计划;这个计划不仅包括目标,而且也包括实现这个目标需要采取的措施;计划制定之后,就要按照计划进行检查,看是否达实现了预期效果,有没有达到预期的目标;通过检查找出问题和原因;最后就要进行处理,将经验和教训制订成标准、形成制度。

PDCA循环作为全面质量管理体系运转的基本方法,其实施需要搜集大量数据资料,并综合运用各种管理技术和方法。

PDCA循环的特点有三个:

  ①各级质量管理都有一个PDCA循环,形成一个大环套小环,一环扣一环,互相制约,互为补充的有机整体,如图8-5所示。在PDCA循环中,一般说,上一级的循环是下一级循环的依据,下一级的循环是上一级循环的落实和具体化。

  ②每个PDCA循环,都不是在原地周而复始运转,而是象爬楼梯那样,每一循环都有新的目标和内容,这意味着质量管理,经过一次循环,解决了一批问题,质量水平有了新的提高,如图8-5所示。

  ③在PDCA循环中,A是一个循环的关键。

  【P(策划)】:

工作计划、策划(职责目标 人、机、料、法、环、测 5W1H)

—5W1H原则
Where:在哪里加工;

When:什么时候加工;
Who:什么样的人加工;
What:工作内容是什么;
Why:目的是干什么;
How:如何按步骤完成。

  【D(执行)】:

  --明确职责(部门/岗位的工艺质量目标)

-- 资源保证(能力、意识,特种作业人员上岗资格,安全消防)  

--编写各类文件

  --信息交流和沟通(对内、对外)

  --执行:符合性 痕迹管理

   【C(检查)、A(行动)】:检查和持续改进

  --日常工作(工艺质量)检查、安全检查

  --目标、指标完成情况的定期验证

  --安全管理绩效的检查

--法律法规符合性评价