基于DMAIC 模型的中小企业产品质量改进研究

江浩轩 JIANG Hao-xuan；欧淑 OU Shu；柏子尧 BO Zi-yao；谭丽 TAN Li；唐诗琳 TANG Shi-lin

（桂林电子科技大学，桂林 541004）

0 引言

经济全球化的现代，企业之间的竞争日趋激烈，各行各业在追求高质量发展方面已达成了共识。企业采取持续的质量改善措施，将会成为提升企业核心竞争力的重要手段之一。六西格玛管理就是一种系统改进的方法，它采用科学的方法论以及完整的工具，即DMAIC 模型。DMAIC模型通过对现有管理流程进行定义、测量、分析、改进和控制，依据大量数据进行统计分析和预测，使整个改进过程都基于数据统计分析的技术基础，帮助质量人员用科学的方式去理解和解决问题，以达到顾客要求的更高质量，企业要求的更高效率、更低成本的目标[1]。

DMAIC 模型在企业质量改进中的应用已经成为重要的研究课题。于明谦（2017）分析了将六西格玛管理方法引入到供应商质量管理中的可行性及优势[2]。赵承军（2019）利用六西格玛DMAIC 模型，找到影响减振器寿命的关键因子并实施改进[3]。蔡佳辰和丁淑芹（2016）指出，当前全球排在财富榜前面的企业中大多数公司都引进并推广六西格玛管理方法[4]。但是传统的DMAIC 模型，并不能完全适用于所有企业。对于系统管理意识薄弱、管理制度不健全、资金紧缺、融资困难、员工专业能力较弱、机器设备落后老旧的中小企业，DMAIC 模型在人力、物力、财力方面的代价过大，中小企业在实施DMAIC 模型进行质量改进时往往力不从心。本文选择适合中小企业使用的工具和方法，并将DMAIC 模型实施于T 企业，为中小企业产品质量改进提供参考。

1 T 公司案例分析

1.1 T 公司背景介绍

T 公司位于深圳，注册成立于2010 年，公司现有员工在600 人左右，是一家专业从事LED 器件生产和封装的企业，主要做背光LED、照明LED、灯条LED、车用LED、小间距显示LED 等全系列LED 器件的生产和封装。本文主要研究灯珠车间的LED 封装溢胶情况。

1.2 定义阶段

定义阶段的主要任务为明确现存的缺陷，识别出需要改进的问题。对于中小企业来说，“倾听顾客的声音”是一个最有效率的方法，直面用户的需求，高效地识别出现存的主要问题。

①目标一：将溢胶不良率即项目目标值Y 值从1.5%降低到0.5%及以下。

通过对本项目进行关键质量分析，外部客户需求为：客户投诉产品注胶出现的溢胶质量问题，客户希望产品质量能够提升，减少溢胶现象；内部业务需求为：溢胶质量不良导致产品报废，增加企业成本，不良品流出影响企业声誉。最终可以得到关键质量点CTQ 为：降低溢胶不良率。定义溢胶不良率为项目目标值Y 值：溢胶不良率Y=溢胶数/注胶总数×100%。

统计2020 年全年的溢胶数量，并计算溢胶不良率，得到月平均溢胶不良率为1.5%。因此制定项目资格线：合格值0.8%月平均溢胶不良率，目标值0.5%月平均溢胶不良率。

②目标二：将工序能力CPK 值从0.97 提升到1.33 及以上。

凹杯深度为灯珠上完封装胶后的中空部分的胶水深度，凹杯深度标准范围为15-50μm。在机器正常运营的情况下，对目前的凹杯深度进行统计分析。

工序能力分析需要数据处于受控状态下才能进行。首先使用Minitab 软件制作凹杯深度的均值-极差控制图，见图1。由图可知数据处于受控状态下。对数据进行正态性检验以及过程能力分析。正态性检验的结果可知P 值为0.277 大于0.05，说明数据呈正态分布，方可使用正态分布的过程能力分析。过程能力分析见图2。

图1 凹杯深度的均值—极差控制图

图2 凹杯深度的过程能力报告

通过对凹杯深度进行过程能力分析，目前的注胶工序过程能力CPK 只有0.97，工序能力处于三级，说明目前注胶程序能力不充分，应该寻找造成过程能力指数低的原因，对制造过程进行改善，可通过人员、机器、物料、方法、环境五个方面进行改善，改进目标为CPK 大于1.33，工序能力指数的分级判断见表1。

表1 工序能力指数的分级及判断

1.3 测量阶段

测量阶段需要收集数据，再次运用流程图、鱼骨图等方法找出Y 的影响因素，最后通过帕累托图和FMEA 分析筛选出主要因子。对于中小企业来说通过对流程的梳理，一步一步找出潜在的影响因素是行之有效的方法。

梳理注胶流程，对人员、机器、物料、方法、环境五个方面进行分析，最终确定影响溢胶数量的27 个因子，并绘制因果图。见图3。

图3 溢胶原因的因果图

随机选取5 个检验员，对影响溢胶数量的因子进行打分，最高分为10 分。根据评分结果使用Minitab 软件制作末端原因的帕累托图。

再次使用过程缺陷模式和影响分析进行打分，运用帕累托图筛选出出现溢胶原因的七个潜在关键因子，分别是支架变形，针头变形，排胶量多，开关门次数，点胶位置，气压不稳定，烘烤时间短，待后续分析阶段进行分析改善。过程缺陷模式及影响分析见表2。

1.4 分析阶段

测量阶段筛选出的关键因子，需要在分析阶段进行验证，包含数据分析、设计实验等方法，去除影响不显著的关键因子，从而避免不必要的改善投入[5]。

对上述七个潜在因素进行检验，检验结果如表3 所示。最终可以确定影响溢胶不良率即项目目标值Y 值的关键因子为：支架变形、针头变形、点胶位置，后续将通过改善关键因子而达到改善项目目标值Y 值的目的。见表3。

表3 关键因子检验结果

1.5 改进阶段

1.5.1 支架、针头变形改进

支架属于原材料，在进行注胶作业时，应在事前进行来料检验。如果是来料问题，应及时联系供应商，进行核对以及退货处理；如果是前端工序操作不当造成的，应该找出操作不当的原因，并且对人员进行培训，以杜绝事件的再发生。变形的支架可以进行维修，维修后可以继续使用的可继续进行生产作业，如果无法维修的应进行报废处理，提高全体员工的质量意识，不合格的材料坚决不能继续用于生产制造。

针头变形与支架变形一样，可以通过外观检测检测出来，应安排操作员在安装针筒时进行针头的检查，如果发现有变形的针头，就不能用在生产制造中。

1.5.2 点胶位置改进

点胶位置是机台进行点胶，操作员需要给机台输入参数，才能让机台在正确的位置进行点胶作业，根据之前的实验结果，点胶位置在正中间是最合适的，也是溢胶数量最少的，在其他位置将造成不同程度的溢胶，所以设备部应给机台设置正确的点胶位置，一旦发现点胶位置有偏移时，操作员应立马进行停机操作，上报质量部，由质量部检查原因并进行分析。

1.5.3 注胶流程改进

在原来的注胶工序中，有部分工序会间接影响到溢胶不良率，比如上料的方式，没有进行针头的清洗等过程都需要进行改善。根据ECRS 原则的合并，原来的工序包含了冲压与剥料两个程序，材料在两个工序之间搬运会造成溢胶风险，由于两个程序的流程一样，可以用一台机器将两个工序合并，将冲压与剥料同时进行，减少了搬运过程造成材料溢胶的风险。

注胶现场的改进是指针对注胶过程中出现的可能导致溢胶现象的行为或者原因进行改进。现场改进主要包括当发现胶水里面有杂物，导致针头堵塞造成拖胶/溢胶时，要及时更换针头，作业员在点胶过程中要多观察；当发现支架变形时，作业员应通知组长查看支架变形的严重程度，是否需要作业；当作业有不良时，可在支架上做标示；当发现材料白壳有缺口导致溢胶时，作业员要向组长反馈情况，看是否需要继续作业；材料有溢胶时，可在支架上面标示是材料本身有异常；组长观察不良是否在一片材料已超过一半，不良一半以上可以直接报废。

1.6 控制阶段

控制阶段是将改善的结果进行固化，并且是项目持续改进的一个重要的阶段，同时也是六西格玛的持续改进，

在控制阶段将输出控制计划，检验计划，培训记录表等。

1.6.1 控制管理

①对策标准化。建立严格的检验机制；制作注胶标准文件，形成完善的作业指导书和检验标准，供员工学习。

②事后管理实施。注胶、配胶组长不定期巡检，并作相应培训；将注胶产品质量列入员工月度考核；关注员工作业差异，寻找“满意解”；当班作业员工作经验、问题点交流，统一作业方式，按作业优异者方式进行；建立作业过程异常及时反馈机制，及时发现、及时处理；组长每天查看溢胶不良统计表，针对不良项目数量突变，及时查找分析处理。要求组长必须明确每天作业情况。

1.6.2 改进效果确认

①溢胶不良率。改善前的溢胶不良率为1.5%，改善的目标为降低溢胶不良率至0.5%，通过收集2021 年4-6 月份溢胶数据，统计分发现，经过改善后的溢胶不良率为0.48%，可以达到目标值且优于目标值。

②工序能力评价。改善前的注胶工序能力为CPK 只有0.97，实施上述对策以及改进流程后，对溢胶数据进行跟踪。对改进后注胶过程的凹杯深度进行数据统计，使用Minitab 软件制作均值—极差控制图，见图6。数据均在控制范围内，可对样本进行正态性检验，数据结果显示P 值为0.511 大于0.05，符合正态分布，故可对改进后的样本进行过程能力分析。

结果可知样本工序能力指数Cpk=1.67＞1.33，改善前的工序能力指数为0.97，较之之前提高了0.7，将工序能力从三级提升到了一级，能力充分，说明产品合格率都能满足公司和客户的要求，即达到可接受水平。

2 结论

质量问题一直是企业放在首要位置的问题，消费者对质量的诉求越高，意味着企业应对质量更加关注，质量管理已经成为企业的当务之急，而质量管理中，很多时候会使用到六西格玛管理。本文将DMAIC 模型与中小企业的发展现状相结合，对DMAIC 模型进行了改进，并针对T 公司在LED 封装的注胶流程上进行了深入的分析和研究。通过改善方案的实施，实现了降低溢胶不良率的目的，将溢胶不良率由最初的1.5%降低至0.48%，降幅1.02%。同时还提高了T 公司注胶工序能力，工序能力指数CPK 从最初的0.97 提升至1.67，工序能力等级也从三级成功提升到了一级，对T 公司而言是一个巨大的突破。同时，本文也说明了六西格玛方法在LED 封装领域降低溢胶不良率的重要作用，为后续相似领域的质量改进提供了思路。