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    2019年度遼寧省企業管理創新成果二等獎東風汽車有限公司東風日產大連分公司
    2021-03-09 09:17:43   來源:   點擊:

    車體焊接零不良保證體系的建立和實施


    單位:東風汽車有限公司東風日產大連分公司


    時間:2020-03-02


    目   錄

    一、企業簡介

    二、項目背景

    (一)焊裝車間工藝介紹

    (二)內外部背景

    三、詳細技術與管理創新內容

    (一)基于Weld Master的焊接管理模型

    1、項目管理目標

    2、理論依據

    3、模型思路

    (二)具體做法

    1、制造保證體系

    2、流防保證體系

    3、監察保證體系

    4、人才培養體系

    5、改善保證體系

    6、文化支撐體系

    (三)創新點

    四、實施成果

    (一)經濟效益

    (二)無形效益

    (三)應用及推廣情況  

     

        一、企業簡介

        東風日產乘用車公司(簡稱東風日產)成立于2003年6月16日,是東風汽車公司與日本日產汽車(株)各出資50%成立的中外合資企業,現有花都、襄陽、鄭州、大連、常州五大基地,員工18000人。東風日產成立十二年來,年銷量從2003年6.5萬臺到2019年117萬臺,累計增長近18倍,創造了汽車行業高速增長的傳奇。

        東風汽車有限公司東風日產大連分公司(以下簡稱大連工廠)位于遼寧省大連市保稅區,是東風日產在中國的第四個生產基地,擔負著“卓越200”計劃的重任,構成東風日產“南北縱橫”的全新戰略布局。大連工廠車型定位為中高端SUV生產基地,于2012年6月25日奠基,2014年10月18日正式投產?;乜偯娣e為132萬平方米,總投資額高達50億元。目前年產能15萬輛,2019年突破20萬產量,產值超270億,納稅超過19億。工廠擁有沖壓、焊裝、涂裝、樹脂和總裝五大工藝,全面導入先進技術和設備,具備全系車型的生產能力。目前在產車型有尼桑新逍客和英菲尼迪QX50。

        大連工廠建立初期至今,先后經歷了艱苦創業、聚能成長、厚積薄發三個階段,正在經歷尋求發展突破的新階段。大連工廠定位為魅力工廠,由魅力員工、魅力品質、魅力現場、魅力服務四個方面共同詮釋魅力工廠。

        二、項目背景

        (一)焊裝車間工藝介紹

        大連工廠焊裝車間設計能力為30JPH,年產量規劃15萬臺,但通過不斷的改善,當前的能力為35JPH,當前具備17.5萬臺的生產能力。當前的雙班人力為211人,自動化程度89%(按照焊點計算)。焊裝工藝主要分為機艙區、地板區、側圍區、頂蓋區、主拼區、包邊區、調整線七大工藝,以下就是車間整體的布局圖,最后通過調整線的WBS輸送給涂裝車間。

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        (二)內外部背景

        在全球經濟放緩,全國一線城市限購的背景下,經歷了黃金10年的汽車產業終于放緩了腳步,行業邁入了一個全新的發展階段——微增長時代。汽車行業步入微增長時代,客戶消費逐漸理性,汽車的質量對于客戶選擇來說成為首要考慮因素。因此,決定企業生存和發展的不僅依靠企業對市場變化的敏銳決策,更需要對于卓越質量管理的不懈提升。

        國內外德系、日系車輛的焊接保證大多數是制造保證和流防保證兩方面構成保證方式。這里看下日系本田某緊湊型SUV與德系大眾某緊湊型SUV兩個車型流防保證方式。從保證方式上看,假如每天產量500臺,那么保證率最多只有3.2%。那么其他車輛的焊接品質如何保證,其實這是一個比較大的課題,也是該管理創新解決的問題。

        車型 本田某緊湊型SUV 大眾某緊湊型SUV

        工程檢查 4次/天 可鑿擊點 分拼2次/天,主線4次/天

        全點檢查 1臺/天 兼職人員 40臺一循環 兼職人員

        QA檢查 —— ——

        解體檢查 1臺/4月 1臺/4月

        三、詳細技術與管理創新內容

        (一)基于Weld Master 的焊接管理模型

        車體焊接工藝主要有電阻焊、釬焊、螺柱焊、螺母焊等。其中電阻焊占99%以上,本管理創新對象是電阻焊,后續簡稱點焊。對于點焊常發生的焊點不良有虛焊(融合不足)、邊緣焊、偏移、壓痕深、穿孔、毛刺等類型。

        1、項目管理目標

        目標:實現焊接不良零流出到后工程,避免后工序返修浪費或者更嚴重是問題流到客戶手里,造成重大客戶投訴,影響品牌形象。

        理想姿態:通過前置管理實現無焊接不良產生。

        2、理論依據

        MECE分析法:全稱 Mutually Exclusive Collectively Exhaustive,中文意思是“相互獨立,完全窮盡”, 也就是對于一個重大的議題,能夠做到不重疊、不遺漏的分類,而且能夠借此有效把握問題的核心,并成為有效解決問題的方法。

        PDCA戴明環:PDCA循環是美國質量管理專家休哈特博士首先提出的,由戴明采納、宣傳,獲得普及,所以又稱戴明環。PDCA循環的含義是將質量管理分為四個階段,即計劃(Plan)、執行(Do)、檢查(Check)、處理(Act)。這一工作方法是質量管理的基本方法,也是企業管理各項工作的一般規律。

        焊接的基本原理:電阻點焊是一種形成永久結合的金屬連接方式。在焊接時,焊件通過焊接電流處局部發熱而發生塑性變形,同時在焊件加熱接觸處施加壓力,形成熔核。點焊過程可分為彼此相連的三個階段: 預加壓力、通電加熱和鍛壓。

        Weld Master——焊接大師:由NML(Nissan Motor company,Ltd,日產汽車公司的簡稱)統一選拔、統一培養、統一認證出來的焊接領域的專家。主要負責焊接領域現場監察業務。其業務領域覆蓋焊接相關所有要素,其中包含文件、現場和實車?!昂附哟髱煛辈粌H僅是一種焊接專家的身份,而且還代表了焊接管理的知識體系。

        3、模型思路

        基于Weld Master的車身焊接不良零流出模型基于Master的知識體系,從制造、流防、監察、持續改善、人才培養、文化支撐五體系保證車身焊接的零不良流出。制造、流防是基礎,監察、改善是強化,人才培養、文化是支撐。下圖是焊接管理模型思維導。 

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        (二)具體做法

        1、制造保證體系

        “1?1?4” 一個基礎,一個核心,四個手段構成制造保證體系。通過影響焊接主要因素的前置管理,確保不產生焊接不良。一個基礎是“標準作業”,一個核心是以Weld Master為核心,四個手段有始業自主設備點檢、焊接品質始業點檢、4M變更管理、參數的過程控制。Weld Master通過不斷的PDCA循環診斷識別四個手段中的漏洞和問題,不斷完善其管理手段,提升制造的焊接品質保證度。從而保證“不制造不良”。下圖是基于Weld Master制造保證體系結構。

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        標準作業是將遵守目標設定的品質、成本、交期,且能確保安全的最優的作業方法。標準作業書(SOS)是其基準文件。標準作業書在使用過程中也是一個不斷PDCA完善的過程,在被執行過程中,若作業員或者班長發現問題或者隱患,均可修訂完善標準作業書。從而能夠不斷提升標準作業的品質、成本、交期的保證度。

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        始業點檢,即作業開始前或者首件的檢查作業,包含設備點檢和品質點檢。其實始業點檢還包含其他部分,比如安全點檢,在此不做說明。設備始業點檢主要是確認設備的生產準備狀態,品質始業點檢是首臺品質及來件的品質。焊接是一種幾乎全靠設備保證的作業,而且設備相對穩定性強于人工作業。所以始業點檢對于品質保證至關重要。設備和品質始業點檢主要包含以下部分:

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        4M是人員、設備、零件、方法或基準。4M變更的快速有效的管理,現場品質才能防止不良發生。制定4M變更的管理管理流程,嚴格執行變更前的試裝,變更后的確認和作業觀察。以確保不會因4M變更導致的不良發生。

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        參數的過程管理就是對于焊機的設定值、實際值和差異的管理。日常維護及監控,確保焊接的參數穩定性,從而保證焊接質量。影響焊裝質量的關鍵要素有四個:電流、通電時間、焊接壓力、電極形狀。然而,屬于參數管理的內容:電流、通電時間、焊接壓力、修磨頻次、換電極閾值、焊接報警閾值、修磨時間、修磨壓力等等。其中每一個參數都應該選擇最佳值,任何一個要素過大或者過小都帶來焊接強度的不足。參數管理采用以下PDCA形式:

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        2、流防保證體系

        流防保證體系即當產生焊接不良后的防止流到后工程的管理。其主要分為日常檢查和強化檢查。日常檢查分為崗位工程檢查、線外全焊點檢查,均為制造部分實施。其中崗位工程檢查就是采用鑿子剝離形式按照日產全球剝離標準進行非破壞性檢查,線外全焊點檢查是線外抽車全檢焊點,采用剝離檢查和超聲波檢查。因超聲波檢查的有時可能存在誤差,所有為彌補其缺點針對特殊焊點采用試片剝離檢查方式。強化檢查為QA專職人員負責的檢查,包含全焊點檢查的玻璃檢查焊點部分和破壞性解體檢查部分。其中破壞性解體檢查覆蓋所有焊點,并確認其熔核直徑、強度等。

        按照管理工程圖B表 要求,工程內焊點100%品質保證、巡檢檢查對機器人焊點200%品質保證、全檢檢查每天每車型1臺的全檢非破壞檢查300%品質保證、品保每天每車型1臺的全檢非破壞檢查的400%的品質保證。從能確保出現不良100%檢出。如下圖是保證方式樹狀圖。

     

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        根據工藝流程圖,確認車間內部每個焊接崗位后的總成/車輛的在制數量,見下圖。在制數量最小崗位52臺。流防保證的幾種檢查頻次分別:

        崗位工程檢查——4臺/天

        線外全點檢查——1臺/天

        品保強化全焊點檢查——1臺/天

        品保強化解體檢查——1臺/4月(3萬臺)

        按照工廠產量極限300臺/天。那么按照車輛來算的最小平均檢查頻次:

        檢查間隔最小臺數 = 300 /( 4 + 1 + 1 )= 50臺 < 52臺

        *不考慮解體檢查,此頻次就可以保證車間最小在制崗位能有效流防在焊裝車間*

     

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        建立車身焊點不良圍堵處置預案:大連工廠焊點保證方式從機艙→地板→側圍→主拼→四門兩蓋→WBS ,實施蛛網式進行流防管理,提前設定預案。任何崗位出現焊接不良,都可以追蹤到上次工程檢查車輛,鎖定范圍,對發生不良車身追溯并實施不良返修。在運行過程中實行QRQC機制對品情快速反饋及時對策,及時圍堵保證車身焊點不良不流出焊裝車間(包含WBS)。對策完成后,還要按照PDCA的方式做好恒久對策和再發防止。如下圖。

     

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     圖 不良處理流程

        3、監察保證體系

        監察保證體系是基于Weld Master知識體系的監察體系,其中包含現場、文件和實車三個方面內容。

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        “多級焊接監察”:為確保整車產品制造過程中被定義為焊點品質保證的部分(包括生產工藝帳票、制造作業、設備點檢、整車記錄等),是否正確無誤地遵守了基準文件要求而進行的專項工程監察活動。其中包含: NML-TCSX 、DFN-TCS、Plant-QA 、車間專職參數組四個監察級別,如下表。監察覆蓋焊接相關的人、機、料、法全方位要素及檢查和管理項目的實施情況。其中“工藝紀律監察”則是技術部門從技術角度進行的現場遵受情況的監查保證。

     

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        圖 多級焊接監察機制

     

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        圖 焊接檢查項目

     

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        圖 監察承接及處置

        QMS體系審查是對于焊接保證體系的整體系統的審視和檢查。每年分別由內外部單位實施,通過對質量方針、目標以及質量策劃、質量控制、質量保證和質量改進等活動審查,能有效的識別出質量管理體系的漏洞和軟肋,不斷促進提升質量管理體系體系力。

        DMD 診斷則是從提升現場管理水平的角度,提升班組管理者的管理能力。

        4、人才培養體系

        對于焊接品質保證離不開人才的培養。知識需要儲備與積累,人才更需要延續性和繼承性,才能保證焊接的品質管理能逐步改善,穩步提升。

        (1)人才培養路徑

        車間人才培養專業通道:I(可以自主作業,初級技能) ? L(可以改善作業,中級技能) ? U(可以教育別人,高級技能) ? 匠。每級的培養和晉級均采用嚴格的技能鑒定制或者擇優選拔制。晉升路徑及鑒定選拔機制,如下圖。

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        如下是焊接人才培訓課程內容設置。

     

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        (2)Weld Master培訓

        Weld Master在現有的管理模式以及人才培養模式的基礎上必須進行創新,突破傳統思維,培養綜合型高端人才。因此,對于焊接監察領域除了基礎培養,還需日產總部的理論和實踐培養,經過系列認證后,方可正式從事焊接監察Weld Master業務。為了人才培養和業務工作的同步開展,特成立參數專項管理組,負責焊接參數管理、焊接監察、焊點全檢和專項課題管理等業務,并以此為基礎借助工廠人才培養發展的策略為契機培養專業領域Weld Master,達成對行業內作業者進行領域內專業指導傳承并能對新工藝、新技術等標準化輸出創新的高端人才。日產總部理論和實踐培訓周期3周,第1周講座,第2周實習,第3周實習講座。課程設置如下表。

     

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        (3)Master認證

        Weld Master認證,包含選拔、培訓、實踐、任期見習和鑒定四個步驟。

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        5、改善保證體系

        改善保證體系內容包含Master焊接改善、精度管理、火花飛濺管理等方面,其中車體精度及火花飛濺等直接影響焊接的質量。

     

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        (1)Master焊接改善

        建立基于Weld Master的QRQC(品質快速對策管理會議)為平臺的焊接改善機制。以Weld Master培訓知識體系為基礎,改善課題來源檢查、監察、點檢等問題點,以QRQC形式作為運行管理平臺,形成完整PDCA的改善體系。

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        焊接不良解析發生時,首先由班長和參數人員調查,如找出原因對策有效,則完成解析對策。如果無法找出原因或者對策無效,那么需Weld Master主責不良解析,根據Master所掌握焊接因素逐項調查,實施對策,對策OK后記錄完成。如果無法找出原因或者對策無效,求助技術部門。如若對策排查出原因或者對策有效,告知技術部門對策結果修訂調查對策基準書,記錄完成。下圖,不良改善對策流程。

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        改善案例——“試片檢查應用”: Weld Master在使用超聲波做檢查過程中,偶爾會有判定錯誤的情況。因此,對于難以判定的焊點采用試片方法判定。試片方法,選擇同種材質、同種厚度的板組,用同種參數系列、統一焊機焊接后,用破壞性檢查的方法確認焊接質量。試片檢查能有效的檢查該焊機的焊機質量,還能對于超聲波檢查進行驗證。還可以解決如果整個零件解體確認帶來的成本浪費。

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        改善案例——“絕緣膠帶防分流應用”:焊機的結構包含兩個級,其中間采用樹脂絕緣層分割,防止兩電極分流影響焊接質量。但是,因為焊接的火花飛濺長時間會導致貼在貼附其上,甚至會導致鐵渣連接兩級導致分流,現場焊接不良經常由此引發。為了簡潔快速解決此問題,采用增加多層絕緣膠帶遮蔽絕緣層,每兩周當絕緣膠帶上附著鐵渣嚴重時,揭下一層膠帶就將絕緣層附近的焊渣全部帶走了,就這樣每兩周揭下一層,確保絕緣層永遠的絕緣性。該方法能有效防止焊渣產生的分流引起焊接不良。絕緣膠帶防分流應用示意圖。

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        (2)精度管理

        車體精度管理是焊接品質的保證手段之一,關系到焊點的位置真確性。車體精度管理體系如下圖。從要因系和結果系兩個維度采用MECE的方法梳理管理項目總共13個。通過這13個項目的日常、周度或者月度的循環管理確保車體精度穩定的提升,保證焊接精度。

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        精度管理創新應用案例:

        1、#290在線精度監測,其在線全數實時監控200個點的精度,實現車體精度數據趨勢化管理。

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        2、建付在線測量,通過在線的激光掃描儀測量全數測量,監控匹配的精度。從而反饋到分總成的定位精度。

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        (3)火花飛濺管理

        點焊飛濺是電阻點焊生產中一種常見和難以完全避免的焊接缺陷,在降低焊點強度,對員工身體健康及環境的影響也較大。因此要對飛濺進行控制。飛濺產生因素有電極頭的修磨、焊接姿態和位置、焊接條件等。通過重要度和難易度優先級制定焊接飛濺檢查確認方法和遞減流程。

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        6、文化支撐體系

        “激情 ? 陽光 ? 實干”的焊魂文化,則是集車間集體智慧的文化提煉。漢子“焊”,焊裝的“焊”,由“火”、“日”、“干”三部分組成。其中“火”代表激情,對卓越的不懈追求,是車間不斷前進的內驅動力;“日”代表陽光,無論面對困難與挑戰,車間員工都將積極向上、樂觀開朗,是員工們面對工作、生活的態度;“干”代表實干,對認準的目標不妥協不放棄,腳踏實地、快速行動,是車間員工們的處事方法。

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        “國無魂不強,人無魂不立”,那么車間來說如果沒有文化,那么,車間的運行管理則沒有方向和動力。車間文化要保證人的靈魂,指的就是精神層。文化鑄造,鑄造文化的過程就是提煉出車間的使命、愿景、核心價值觀等理念體系。焊魂文化形成了車間的文化體系。在焊接領域,車間的愿景是對于焊接卓越品質的不懈追求,保證零不良流程,提供給客戶完美焊點的車身;使命,對于焊接課題的顯現化與改革的不懈追求,不斷解決焊接課題,確保焊接質量;價值觀,積極陽光的做事心態,對工作的不懈追求,腳踏實地、快速行動的執行力,是員工們工作中堅持踐行的。

        (三)創新點

        1、基于Weld Master的焊接零不良流程保證體系是一個能夠有效保證焊接零不良流入后工程的質量管理體系。其管理要素幾乎都來源于Weld Master知識體系,Weld Master具有焊接領域權威性。該系統化的焊接保證體系,融合了技術工作、人才培養和文化建設等方面,形成體系化的焊接品質保證構架。制造、流防是基礎,監察、改善是強化,人才培養、文化是支撐??梢哉嬲龑崿F零不良流出焊裝工程。

        3、焊接品質保證度相對管工圖要求提升至300%保證,增加QA全檢和制造線外人員全檢,提升不良檢出率。足夠細的檢查顆粒度,明確各區域焊點不良流防和返修節點,確保無不良流出焊裝車間。

        4、試片檢查與超聲波檢查相結合的檢查方法,既能無損傷的確認外觀焊點焊接品質,又能確保其超聲波檢查的準確性。

        5、“激情?陽光?實干”的焊魂文化,是集體智慧對焊裝工藝特點及團隊文化精神的準確凝練,它支撐著焊裝車間的精氣神,是確保焊接品質管理不斷完善的動力源泉。

        四、實施成果

        對比集團、行業內的一些做法,構建基于Weld Master的車體焊接不良零流出的保證體系屬于首創,其先進性主要體現在以下方面:

        1、梳理了焊接管理的保證體系及每個體系的重點管理項目。

        2、有效構建了焊接“不流出不良”的保證方式。

        3、制定Master的能力評價流程與方法,保證人才能力培養的效果。

        4、提煉了焊裝的“激情?陽光?實干”的焊魂文化。

        (一)經濟效益

        市場案例“2015年雷諾因焊接不良導致車身強度不夠,召回國內451臺車,國外更多,不良率1%”,免費給客戶維修。

        2019年DL工廠共生產車輛200,000臺,如發生類似雷諾召回,1%焊接不良,將導致2000臺召回,更換備件費用預計1千/臺(備件、物流、工時等費用),共發生2,000,000元的市場索賠。若發生此焊接不良召回,節約市場索賠支出¥2,000,000元。(本成果在判定基準量化過程中尚無法涵蓋所有的品質問題,特殊案例的評估基準有待完善)

        (二)無形效益

        1、保證至今焊裝車間焊接不良流出問題為0,流入市場問題為0,保證了市場對生產車型的品牌認可度。

        2、構建了先進的焊接品質管理體系,為其他品質管理提供思路。

        (三)應用及推廣情況

        從應用層次來看:目前該管理系統可以廣泛應用于東風汽車有限公司旗下各子公司,包括東風日產鄭州工廠、襄陽工廠、花都工廠、常州工廠、鄭州日產等等。


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