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去年度黑龙江省企业管理创新成果二等奖东风汽车有限公司东风日产牡丹江分公司
2021-03-09 09:17:43   来源:   点击:

车体焊接零不良保证体系的建立和实施


单位:东风汽车有限公司东风日产牡丹江分公司


时间:2020-03-02


目   录

一、企业简介

二、项目背景

(一)焊装车间工艺介绍

(二)内外部背景

三、详细技术与管理创新内容

(一)基于Weld Master的焊接管理模型

1、项目管理目标

2、理论依据

3、模型思路

(二)具体做法

1、制造保证体系

2、流防保证体系

3、监察保证体系

4、人才培养体系

5、改善保证体系

6、文化支撑体系

(三)创新点

四、实施成果

(一)经济效益

(二)无形效益

(三)应用及推广情况  

 

    一、企业简介

    东风日产乘用车公司(简称东风日产)成立于2003年6月16日,是东风汽车公司与日本日产汽车(株)各出资50%成立的中外合资企业,现有花都、温州、南京、牡丹江、焦作五大基地,员工18000人。东风日产成立十二年来,年销量从2003年6.5万台到去年117万台,累计增长近18倍,创造了汽车行业高速增长的传奇。

    东风汽车有限公司东风日产牡丹江分公司(以下简称牡丹江工厂)位于黑龙江省牡丹江市保税区,是东风日产在中国的第四个生产基地,担负着“卓越200”计划的重任,构成东风日产“南北纵横”的全新战略布局。牡丹江工厂车型定位为中高端SUV生产基地,于2012年6月25日奠基,2014年10月18日正式投产。基地总面积为132万平方米,总投资额高达50亿元。目前年产能15万辆,去年突破20万产量,产值超270亿,纳税超过19亿。工厂拥有冲压、焊装、涂装、树脂和总装五大工艺,全面导入先进技术和设备,具备全系车型的生产能力。目前在产车型有尼桑新逍客和英菲尼迪QX50。

    牡丹江工厂建立初期至今,先后经历了艰苦创业、聚能成长、厚积薄发三个阶段,正在经历寻求发展突破的新阶段。牡丹江工厂定位为魅力工厂,由魅力员工、魅力品质、魅力现场、魅力服务四个方面共同诠释魅力工厂。

    二、项目背景

    (一)焊装车间工艺介绍

    牡丹江工厂焊装车间设计能力为30JPH,年产量规划15万台,但通过不断的改善,当前的能力为35JPH,当前具备17.5万台的生产能力。当前的双班人力为211人,自动化程度89%(按照焊点计算)。焊装工艺主要分为机舱区、地板区、侧围区、顶盖区、主拼区、包边区、调整线七大工艺,以下就是车间整体的布局图,最后通过调整线的WBS输送给涂装车间。

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    (二)内外部背景

    在全球经济放缓,全国一线城市限购的背景下,经历了黄金10年的汽车产业终于放缓了脚步,行业迈入了一个全新的发展阶段——微增长时代。汽车行业步入微增长时代,客户消费逐渐理性,汽车的质量对于客户选择来说成为首要考虑因素。因此,决定企业生存和发展的不仅依靠企业对市场变化的敏锐决策,更需要对于卓越质量管理的不懈提升。

    国内外德系、日系车辆的焊接保证大多数是制造保证和流防保证两方面构成保证方式。这里看下日系本田某紧凑型SUV与德系大众某紧凑型SUV两个车型流防保证方式。从保证方式上看,假如每天产量500台,那么保证率最多只有3.2%。那么其他车辆的焊接品质如何保证,其实这是一个比较大的课题,也是该管理创新解决的问题。

    车型 本田某紧凑型SUV 大众某紧凑型SUV

    工程检查 4次/天 可凿击点 分拼2次/天,主线4次/天

    全点检查 1台/天 兼职人员 40台一循环 兼职人员

    QA检查 —— ——

    解体检查 1台/4月 1台/4月

    三、详细技术与管理创新内容

    (一)基于Weld Master 的焊接管理模型

    车体焊接工艺主要有电阻焊、钎焊、螺柱焊、螺母焊等。其中电阻焊占99%以上,本管理创新对象是电阻焊,后续简称点焊。对于点焊常发生的焊点不良有虚焊(融合不足)、边缘焊、偏移、压痕深、穿孔、毛刺等类型。

    1、项目管理目标

    目标:实现焊接不良零流出到后工程,避免后工序返修浪费或者更严重是问题流到客户手里,造成重大客户投诉,影响品牌形象。

    理想姿态:通过前置管理实现无焊接不良产生。

    2、理论依据

    MECE分析法:全称 Mutually Exclusive Collectively Exhaustive,中文意思是“相互独立,完全穷尽”, 也就是对于一个重大的议题,能够做到不重叠、不遗漏的分类,而且能够借此有效把握问题的核心,并成为有效解决问题的方法。

    PDCA戴明环:PDCA循环是美国质量管理专家休哈特博士首先提出的,由戴明采纳、宣传,获得普及,所以又称戴明环。PDCA循环的含义是将质量管理分为四个阶段,即计划(Plan)、执行(Do)、检查(Check)、处理(Act)。这一工作方法是质量管理的基本方法,也是企业管理各项工作的一般规律。

    焊接的基本原理:电阻点焊是一种形成永久结合的金属连接方式。在焊接时,焊件通过焊接电流处局部发热而发生塑性变形,同时在焊件加热接触处施加压力,形成熔核。点焊过程可分为彼此相连的三个阶段: 预加压力、通电加热和锻压。

    Weld Master——焊接大师:由NML(Nissan Motor company,Ltd,日产汽车公司的简称)统一选拔、统一培养、统一认证出来的焊接领域的专家。主要负责焊接领域现场监察业务。其业务领域覆盖焊接相关所有要素,其中包含文件、现场和实车。“焊接大师”不仅仅是一种焊接专家的身份,而且还代表了焊接管理的知识体系。

    3、模型思路

    基于Weld Master的车身焊接不良零流出模型基于Master的知识体系,从制造、流防、监察、持续改善、人才培养、文化支撑五体系保证车身焊接的零不良流出。制造、流防是基础,监察、改善是强化,人才培养、文化是支撑。下图是焊接管理模型思维导。 

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    (二)具体做法

    1、制造保证体系

    “1•1•4” 一个基础,一个核心,四个手段构成制造保证体系。通过影响焊接主要因素的前置管理,确保不产生焊接不良。一个基础是“标准作业”,一个核心是以Weld Master为核心,四个手段有始业自主设备点检、焊接品质始业点检、4M变更管理、参数的过程控制。Weld Master通过不断的PDCA循环诊断识别四个手段中的漏洞和问题,不断完善其管理手段,提升制造的焊接品质保证度。从而保证“不制造不良”。下图是基于Weld Master制造保证体系结构。

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    标准作业是将遵守目标设定的品质、成本、交期,且能确保安全的最优的作业方法。标准作业书(SOS)是其基准文件。标准作业书在使用过程中也是一个不断PDCA完善的过程,在被执行过程中,若作业员或者班长发现问题或者隐患,均可修订完善标准作业书。从而能够不断提升标准作业的品质、成本、交期的保证度。

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    始业点检,即作业开始前或者首件的检查作业,包含设备点检和品质点检。其实始业点检还包含其他部分,比如安全点检,在此不做说明。设备始业点检主要是确认设备的生产准备状态,品质始业点检是首台品质及来件的品质。焊接是一种几乎全靠设备保证的作业,而且设备相对稳定性强于人工作业。所以始业点检对于品质保证至关重要。设备和品质始业点检主要包含以下部分:

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    4M是人员、设备、零件、方法或基准。4M变更的快速有效的管理,现场品质才能防止不良发生。制定4M变更的管理管理流程,严格执行变更前的试装,变更后的确认和作业观察。以确保不会因4M变更导致的不良发生。

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    参数的过程管理就是对于焊机的设定值、实际值和差异的管理。日常维护及监控,确保焊接的参数稳定性,从而保证焊接质量。影响焊装质量的关键要素有四个:电流、通电时间、焊接压力、电极形状。然而,属于参数管理的内容:电流、通电时间、焊接压力、修磨频次、换电极阈值、焊接报警阈值、修磨时间、修磨压力等等。其中每一个参数都应该选择最佳值,任何一个要素过大或者过小都带来焊接强度的不足。参数管理采用以下PDCA形式:

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    2、流防保证体系

    流防保证体系即当产生焊接不良后的防止流到后工程的管理。其主要分为日常检查和强化检查。日常检查分为岗位工程检查、线外全焊点检查,均为制造部分实施。其中岗位工程检查就是采用凿子剥离形式按照日产全球剥离标准进行非破坏性检查,线外全焊点检查是线外抽车全检焊点,采用剥离检查和超声波检查。因超声波检查的有时可能存在误差,所有为弥补其缺点针对特殊焊点采用试片剥离检查方式。强化检查为QA专职人员负责的检查,包含全焊点检查的玻璃检查焊点部分和破坏性解体检查部分。其中破坏性解体检查覆盖所有焊点,并确认其熔核直径、强度等。

    按照管理工程图B表 要求,工程内焊点100%品质保证、巡检检查对机器人焊点200%品质保证、全检检查每天每车型1台的全检非破坏检查300%品质保证、品保每天每车型1台的全检非破坏检查的400%的品质保证。从能确保出现不良100%检出。如下图是保证方式树状图。

 

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    根据工艺流程图,确认车间内部每个焊接岗位后的总成/车辆的在制数量,见下图。在制数量最小岗位52台。流防保证的几种检查频次分别:

    岗位工程检查——4台/天

    线外全点检查——1台/天

    品保强化全焊点检查——1台/天

    品保强化解体检查——1台/4月(3万台)

    按照工厂产量极限300台/天。那么按照车辆来算的最小平均检查频次:

    检查间隔最小台数 = 300 /( 4 + 1 + 1 )= 50台 < 52台

    *不考虑解体检查,此频次就可以保证车间最小在制岗位能有效流防在焊装车间*

 

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    建立车身焊点不良围堵处置预案:牡丹江工厂焊点保证方式从机舱→地板→侧围→主拼→四门两盖→WBS ,实施蛛网式进行流防管理,提前设定预案。任何岗位出现焊接不良,都可以追踪到上次工程检查车辆,锁定范围,对发生不良车身追溯并实施不良返修。在运行过程中实行QRQC机制对品情快速反馈及时对策,及时围堵保证车身焊点不良不流出焊装车间(包含WBS)。对策完成后,还要按照PDCA的方式做好恒久对策和再发防止。如下图。

 

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 图 不良处理流程

    3、监察保证体系

    监察保证体系是基于Weld Master知识体系的监察体系,其中包含现场、文件和实车三个方面内容。

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    “多级焊接监察”:为确保整车产品制造过程中被定义为焊点品质保证的部分(包括生产工艺帐票、制造作业、设备点检、整车记录等),是否正确无误地遵守了基准文件要求而进行的专项工程监察活动。其中包含: NML-TCSX 、DFN-TCS、Plant-QA 、车间专职参数组四个监察级别,如下表。监察覆盖焊接相关的人、机、料、法全方位要素及检查和管理项目的实施情况。其中“工艺纪律监察”则是技术部门从技术角度进行的现场遵受情况的监查保证。

 

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    图 多级焊接监察机制

 

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    图 焊接检查项目

 

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    图 监察承接及处置

    QMS体系审查是对于焊接保证体系的整体系统的审视和检查。每年分别由内外部单位实施,通过对质量方针、目标以及质量策划、质量控制、质量保证和质量改进等活动审查,能有效的识别出质量管理体系的漏洞和软肋,不断促进提升质量管理体系体系力。

    DMD 诊断则是从提升现场管理水平的角度,提升班组管理者的管理能力。

    4、人才培养体系

    对于焊接品质保证离不开人才的培养。知识需要储备与积累,人才更需要延续性和继承性,才能保证焊接的品质管理能逐步改善,稳步提升。

    (1)人才培养路径

    车间人才培养专业通道:I(可以自主作业,初级技能)  L(可以改善作业,中级技能)  U(可以教育别人,高级技能)  匠。每级的培养和晋级均采用严格的技能鉴定制或者择优选拔制。晋升路径及鉴定选拔机制,如下图。

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    如下是焊接人才培训课程内容设置。

 

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    (2)Weld Master培训

    Weld Master在现有的管理模式以及人才培养模式的基础上必须进行创新,突破传统思维,培养综合型高端人才。因此,对于焊接监察领域除了基础培养,还需日产总部的理论和实践培养,经过系列认证后,方可正式从事焊接监察Weld Master业务。为了人才培养和业务工作的同步开展,特成立参数专项管理组,负责焊接参数管理、焊接监察、焊点全检和专项课题管理等业务,并以此为基础借助工厂人才培养发展的策略为契机培养专业领域Weld Master,达成对行业内作业者进行领域内专业指导传承并能对新工艺、新技术等标准化输出创新的高端人才。日产总部理论和实践培训周期3周,第1周讲座,第2周实习,第3周实习讲座。课程设置如下表。

 

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    (3)Master认证

    Weld Master认证,包含选拔、培训、实践、任期见习和鉴定四个步骤。

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    5、改善保证体系

    改善保证体系内容包含Master焊接改善、精度管理、火花飞溅管理等方面,其中车体精度及火花飞溅等直接影响焊接的质量。

 

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    (1)Master焊接改善

    建立基于Weld Master的QRQC(品质快速对策管理会议)为平台的焊接改善机制。以Weld Master培训知识体系为基础,改善课题来源检查、监察、点检等问题点,以QRQC形式作为运行管理平台,形成完整PDCA的改善体系。

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    焊接不良解析发生时,首先由班长和参数人员调查,如找出原因对策有效,则完成解析对策。如果无法找出原因或者对策无效,那么需Weld Master主责不良解析,根据Master所掌握焊接因素逐项调查,实施对策,对策OK后记录完成。如果无法找出原因或者对策无效,求助技术部门。如若对策排查出原因或者对策有效,告知技术部门对策结果修订调查对策基准书,记录完成。下图,不良改善对策流程。

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    改善案例——“试片检查应用”: Weld Master在使用超声波做检查过程中,偶尔会有判定错误的情况。因此,对于难以判定的焊点采用试片方法判定。试片方法,选择同种材质、同种厚度的板组,用同种参数系列、统一焊机焊接后,用破坏性检查的方法确认焊接质量。试片检查能有效的检查该焊机的焊机质量,还能对于超声波检查进行验证。还可以解决如果整个零件解体确认带来的成本浪费。

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    改善案例——“绝缘胶带防分流应用”:焊机的结构包含两个级,其中间采用树脂绝缘层分割,防止两电极分流影响焊接质量。但是,因为焊接的火花飞溅长时间会导致贴在贴附其上,甚至会导致铁渣连接两级导致分流,现场焊接不良经常由此引发。为了简洁快速解决此问题,采用增加多层绝缘胶带遮蔽绝缘层,每两周当绝缘胶带上附着铁渣严重时,揭下一层胶带就将绝缘层附近的焊渣全部带走了,就这样每两周揭下一层,确保绝缘层永远的绝缘性。该方法能有效防止焊渣产生的分流引起焊接不良。绝缘胶带防分流应用示意图。

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    (2)精度管理

    车体精度管理是焊接品质的保证手段之一,关系到焊点的位置真确性。车体精度管理体系如下图。从要因系和结果系两个维度采用MECE的方法梳理管理项目总共13个。通过这13个项目的日常、周度或者月度的循环管理确保车体精度稳定的提升,保证焊接精度。

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    精度管理创新应用案例:

    1、#290在线精度监测,其在线全数实时监控200个点的精度,实现车体精度数据趋势化管理。

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    2、建付在线测量,通过在线的激光扫描仪测量全数测量,监控匹配的精度。从而反馈到分总成的定位精度。

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    (3)火花飞溅管理

    点焊飞溅是电阻点焊生产中一种常见和难以完全避免的焊接缺陷,在降低焊点强度,对员工身体健康及环境的影响也较大。因此要对飞溅进行控制。飞溅产生因素有电极头的修磨、焊接姿态和位置、焊接条件等。通过重要度和难易度优先级制定焊接飞溅检查确认方法和递减流程。

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    6、文化支撑体系

    “激情 • 阳光 • 实干”的焊魂文化,则是集车间集体智慧的文化提炼。汉子“焊”,焊装的“焊”,由“火”、“日”、“干”三部分组成。其中“火”代表激情,对卓越的不懈追求,是车间不断前进的内驱动力;“日”代表阳光,无论面对困难与挑战,车间员工都将积极向上、乐观开朗,是员工们面对工作、生活的态度;“干”代表实干,对认准的目标不妥协不放弃,脚踏实地、快速行动,是车间员工们的处事方法。

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    “国无魂不强,人无魂不立”,那么车间来说如果没有文化,那么,车间的运行管理则没有方向和动力。车间文化要保证人的灵魂,指的就是精神层。文化铸造,铸造文化的过程就是提炼出车间的使命、愿景、核心价值观等理念体系。焊魂文化形成了车间的文化体系。在焊接领域,车间的愿景是对于焊接卓越品质的不懈追求,保证零不良流程,提供给客户完美焊点的车身;使命,对于焊接课题的显现化与改革的不懈追求,不断解决焊接课题,确保焊接质量;价值观,积极阳光的做事心态,对工作的不懈追求,脚踏实地、快速行动的执行力,是员工们工作中坚持践行的。

    (三)创新点

    1、基于Weld Master的焊接零不良流程保证体系是一个能够有效保证焊接零不良流入后工程的质量管理体系。其管理要素几乎都来源于Weld Master知识体系,Weld Master具有焊接领域权威性。该系统化的焊接保证体系,融合了技术工作、人才培养和文化建设等方面,形成体系化的焊接品质保证构架。制造、流防是基础,监察、改善是强化,人才培养、文化是支撑。可以真正实现零不良流出焊装工程。

    3、焊接品质保证度相对管工图要求提升至300%保证,增加QA全检和制造线外人员全检,提升不良检出率。足够细的检查颗粒度,明确各区域焊点不良流防和返修节点,确保无不良流出焊装车间。

    4、试片检查与超声波检查相结合的检查方法,既能无损伤的确认外观焊点焊接品质,又能确保其超声波检查的准确性。

    5、“激情•阳光•实干”的焊魂文化,是集体智慧对焊装工艺特点及团队文化精神的准确凝练,它支撑着焊装车间的精气神,是确保焊接品质管理不断完善的动力源泉。

    四、实施成果

    对比集团、行业内的一些做法,构建基于Weld Master的车体焊接不良零流出的保证体系属于首创,其先进性主要体现在以下方面:

    1、梳理了焊接管理的保证体系及每个体系的重点管理项目。

    2、有效构建了焊接“不流出不良”的保证方式。

    3、制定Master的能力评价流程与方法,保证人才能力培养的效果。

    4、提炼了焊装的“激情•阳光•实干”的焊魂文化。

    (一)经济效益

    市场案例“2015年雷诺因焊接不良导致车身强度不够,召回国内451台车,国外更多,不良率1%”,免费给客户维修。

    去年DL工厂共生产车辆200,000台,如发生类似雷诺召回,1%焊接不良,将导致2000台召回,更换备件费用预计1千/台(备件、物流、工时等费用),共发生2,000,000元的市场索赔。若发生此焊接不良召回,节约市场索赔支出¥2,000,000元。(本成果在判定基准量化过程中尚无法涵盖所有的品质问题,特殊案例的评估基准有待完善)

    (二)无形效益

    1、保证至今焊装车间焊接不良流出问题为0,流入市场问题为0,保证了市场对生产车型的品牌认可度。

    2、构建了先进的焊接品质管理体系,为其他品质管理提供思路。

    (三)应用及推广情况

    从应用层次来看:目前该管理系统可以广泛应用于东风汽车有限公司旗下各子公司,包括东风日产南京工厂、温州工厂、花都工厂、焦作工厂、南京日产等等。


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