张继刚陆志强
(同济大学机械与能源工程学院上海201804)
摘要本文主要阐述了应用几种主要质量改善工具，对产线实际问题展开研究活动。主要利用8D方法指导改善，5M1E法及鱼骨图法排查问题，DOE法验证原因，并结合统计学常用原理分析数据。将改善结果应用于实际产线，使自动线因光学薄膜静电吸附导致的抛料及停线问题得以有效改善。
关键词工业工程（IE）工作研究8D 鱼骨图DOE
近年来提出工业4.0，智能制造2025规划，且随着人口红利衰退，自动设备不断改善以及计算机网络技术的飞速发展，制造业由传统手工作业模式向自动化生产线转化的时机已成熟，但对于制造企业，尤其是劳动力密集型企业，产线设备的特性与产品设计匹配成为企业转型的一个关键问题，且需企业自行摸索，无前车可鉴[1]。
本文从Q公司自动线实际现状出发，对自动线光学薄膜组装过程中出现的静电吸附问题进行研究，利用工业工程所学知识进行分析改善，最后将结果应用于实际产线及产品。
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1 分析解决问题的8D方法
8D方法来源于二战的“军事标准1520”用以寻解决问题，并为美国福特汽车公司所借鉴，应用于汽车制造中，通过此法解决生产制作过程中出现的各种ISSUE [2] ，实施步骤如图1所示。
、
图1 8D实施步骤2 Q公司现状
Q公司目前已拥有全自动流水线10条，每条线体月产约100K PCS模组，线体以流水形式呈直线型排列，各站点各自进行本站点装配工作，可实现从单一原材输入直至成品模组产出。
各站点均设有报警装置，一旦某一环节出现问题，即会闪红灯报警，该站点即会停止运作，需人员排除故障后方可继续运行。流水线工位详见图2 Q公司自动线工位示意图。
图2 Q公司自动线工位示意图
本文的光学模组组装主要位于流水背光（BLU）组装部分，膜片静电吸附问题主要机种在棱镜片及反射片，模组常用扩散类薄膜因其本身表面含有粗糙颗粒，膜片不易形成吸附。而其中棱镜片（LENS）的吸附问题尤为严重，因此即以LENS作为主要研究改善对象。
在膜片组装环节，自动线使用机械臂结合真空吸附方式，直接将膜片从料盘吸出后进行组装。详见附图3 自动线FILM吸附方式。
图3 自动线FILM 吸附方式
在此工位中，膜片以100PCS 为一摞被置于一方形料盘中。机械臂每次吸取一张进行下一阶段组装，
但因膜片表面存在静电，导致同时吸取2张膜片的情况，且随着静电量变大，严重时可同时吸附3PCS ，导致几台卡料及抛料，严重影响线体TT ，造成不必要的物料浪费。机械臂夹取FILM 方式和多张吸附问题示意图，如图4所示。
图4 机械臂夹取FILM 方式和多张吸附问题示意图 针对以上制程中的问题，工厂不断HL 提请相关单位改善。引起上层领导的高度重视，竭力推动此问题的改善。 3 吸附问题现状 将2017年5月问题爆发期膜片抛料数量及对线体的影响状况汇成表格，2017年5月上半月抛料数及线体状况如表1所示。 目前一条线体一天产能约为3-4K 片模块，其
中1片模块使用2张棱镜片，抛料率为一日内实际
抛料数与投入总棱镜片数量比值，并将抛料率制作
成折线图，如图5所示。
多张表示在同一片模块中因吸附而多组一张膜
片的模块数量，宕机数表示因膜片吸附卡料造成线
体膜片组装单元宕机的次数。
从图5可见半月中Q 公司膜片抛料率居高不下，
最高达4.17%，最低也有2.19%，半月平均不良率
3.08%，单张膜片以1.7元计算，多组膜片模块需要rework 取走一张多组装膜片，加上四周贴附Tape 及人工成本按2.5元/张计算。则该条线损失计算公式为：
单线半月：1.7×3084片+87片×2.5=5460.3元 10线一年：5460.3×10×24=1310472元
一年预计损失超131万，且其中并未计入因宕机造成整条线TT 时间拉长，影响线体产出总量，因此此引起公司高度重视，成立改善小组，期望能有效改善吸附抛料问题。
图5 2017年5月上半月膜片抛料率折线图
4 问题分析
为了避免在分析过程中造成系统性遗漏，无法
到问题的根本原因，此专案采用8D 方法，并结合5M1E 分析法，从人、机、料、法、环、测等方
面进行原因排查，对根因采用DOE 法进行逐项验证，到最佳参数及方案，最终将改善按统合应用于产线实际生产，达到改善的目的。 建立临时小组：PD 、INT 、SQE 、供应商、ENG 临时措施：FILM 上线前增加临时消静电措施。
原因分析：采用鱼骨图（如图6所示）进行可能原因筛查。 表1所示为问题根因排查项目展开。
图6 鱼骨图问题根因排查
表1 问题根因排查项目展开
通过图6鱼骨图及表1根因展开可以发现，产线存在诸多问题，经排查后，将部分低级问题先行改善，余下几项为造成静电吸附的主要原因，将逐一对其进行专项改善。
根因1：传送带速度，通过DOE 实验结合静电棒厂家的产品说明，将膜片清洁传送带速度设置成不同档位（0.2 m/s~1.0 m/s ），测试膜片通过静电棒后残留静电值表3，可见随着速率增加其除电效果将明显下降，结合产线TT 要求，最终0.4 m/s 档位，同时缩小静电棒与膜片间距离≤20 mm 以内。
表2 传送带速率静电值关系
根因2：离子风扇角度及数量，排查离子风扇角度，使其切实对准膜片入料位置，同时由原1台离
子风扇增加至左右各一台。
根因3：机械臂行程，因通过实际观察发现，机械臂下探吸取一张后膜片后会进行上下抖动动作，目的是使第一张已被吸取膜片与料盒中其他膜片分离，但因下抖行程设置过长，使第一张膜片被吸取后又在下探后与料盒中第二章膜片完全贴合，容易将第二张膜片带起后抛料。因此通过DOE 实验计算，行程/抛料率=最佳参数，将图7中原1行程缩短至2行程，并由实验确定2最佳行程，也即最不易带料的距离，同时将抖动数由3次变为2次。
根因4：保护膜材质，经过量测发现问题保护膜表面粗糙度Ra 0.1低于正常品一半，对材质进行变更，增加其Ra 值至正常水平Ra 0.235。
从图8可以看出变更后因保膜粗糙度增加，膜片间空气层增加，使机械臂下探导致的真空静电吸附状况可有所缓解。
平面音响图7 机械臂料盒夹取膜片示意图
表3 现行保护膜表面粗糙度量测
*膜片正反面均贴付保护膜（粗糙度R a值：μm）
图8 保膜表面粗糙度改善示意图
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(上接第25页)
6 结语
本文对搅拌叶片螺旋角和对数螺旋线进行选择
设计，通过软件实现了参数化建模，同时利用尺寸
驱动技术，实现对各叶片截面形状的实时修改。本
文的设计方法能够准确地有效地指导搅拌叶片的设
计与制造，通过UG软件的参数化设计很好地解决
了叶片的光顺问题，能够提高焊接后的叶片质量。
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南昌：南昌大学,2005.
从图9可以看出，综合应用以上各条改善后，
实际平均抛料率已从3.08%下降至0.42%，抛料问
题已大大改善。
图9 改善前后抛料率对比折线图
5 结语
运用工业工程及QC基本工具解决工厂实际生
产问题，便捷有效，能给企业带来较好的实际效益。
对相关知识也非常值得进一步学习研究。
参考文献
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