常州精密钢管博客

探讨制造业的工序过程管理!

工序过程管制已然成为制造业确保产品品质的重要管理手段和技术手段,在这里跟大家探讨下过程管制的执行理论依据,即质量管理上的依据和制造技术上的依据,前者是现代质量管理的基本要求,也是核心要求和重要要求;后者则是各行业各领域执行技术路线的具体要求,本文以探讨玻璃热压成型工艺过程为实例进行描述。


个人有个不太正确的理解:工序过程管制的本质就是找准工序关键控制点,把“点”找准,实施有效控制即可。这个“点”就有点儿像人体经络上的“穴位”,医生要治病,必须了解“穴位”、找准“穴位”并针对不同的“穴位”施行不同的、有效的治疗方案,方能实现治愈病疾的目的。 


1.质量管理的要求(管理要求)

  现代质量管理要求贯彻以预防为主的原则,且提出的原则、方针、目标和要求必须要有科学的方法和有效的措施来确保其实现。由此,统计过程控制构成了质量管理体系的重要组成部分。

  统计过程控制是一项系统工程,这一套系统的理论、策划要求及实施方法是需要每一位质量工作者、工序人员及过程管理人员认真学习和践行的。过程控制要取得实效,必须要进行精心的策划和认真的实施。

1.1工序管理的含义

  工序过程管理包含了两个方面的内容,一是工艺管理,二是工序管理,前者就是传统形态的工艺管理过程,工作重点是对方法的管理,如工艺性审查、工艺方案的定订与执行等;后者是对制造过程的管理,它的核心理念是管“因素”保“结果”,不但要管工艺,还要通过工序分析找出支配性要素,采用统计手段实施过程品质控制,保持工序状态长期稳定受控。

  工序管理可以认为是传统工艺管理的拓展、深化和细化,在一定程度上讲,可以认为它是一种有别于传统工艺管理的新型工艺管理模式,管理的核心是应用以概率论为理论基础的数里统计方法,来评估过程能力是否处于稳定受控状态。

1.2工序管理的意义

  工序过程管理是工序过程控制的实施,是通过管理产品制造过程中的各要素,以期实现制造过程持续处于稳定受控状态的目标。是企业达到长期稳定地生产优质产品的关键,也是质量管理工作的核心要素之一。

  工序是企业生产的基础,做好工序管理工作,不仅能保证产品质量,也是生产活动顺利进行的重要条件,也是企业完成生产任务的关键。同时,保持工序过程稳定也是降低生产成本的重要因素,因此工序过程管理成了ISO9000质量管理的核心要素。

1.3工序管理的理论

1.3.1品质与统计理念

  1)不一致性:即产品质量具有变异性;

  2)分布规律:即产品质量的变异性具有统计规律性,以“分布”的形式呈现出来;

1.3.2理论基础-概率论

  从产品质量的统计概念可知,产品、半成品、工序要素的特性都是随机变量,与产品质量有关的事件都是随机事件;各类质量特性都是通过质量数据表达的,按其数据性质的不同,各自服从不同的分布。而分布则反映了随机变量变异的规律性。由此,质量特性的变化复合一定的数学规律,即概率分布函数。

  过程控制就是对生产过程抽取“样本”进行监测,并按不同的数据性质分别用不同的概率分布公式进行计算和判断来认识过程质量特性变化规律的性质和特点,采取相应的措施,实现对过程的统计控制。

1.4工序管理的控制点

  1)管理目标要明确:没有目标就失去了方向,自然也就没有了实现的方法,最后也就没有结果了。

  2)工序分析有方法:如原始的数据收集文件、统计分析的工具等;

  3)作业执行有标准:有“法”可依,工序作业的执行不能胡来,按规矩来;

  4)硬件配置要到位:必要的硬件监测、检测设备必须到位,否则部分原始数据无法提取,统计分析也就无法进行,分析结果也就没了,反馈工序过程管制的依据没了;

  2.工艺执行的要求(技术要求)

  前面是站在管理角度描述了工序过程管制的依据,即因为质量的变异特性和统计规律特性必须对过程进行统计分析,针对分析结果反馈过程,实施预防控制,形成闭合循环。

  这里要描述的是技术层面的过程控制,即传统工艺管理理念上的工艺技术措施制定依据,要回答的技术层面上的问题是:

  1) 管制什么?即目标问题,包括目标种类和目标指标的提出及科学性、可执行性的评估;

  2) 如何管制?即方法问题、指标量化问题;

  这里以玻璃热压成型工艺为例进行表述,望能对大家有所参考:

2.1热压的含义

  玻璃热压是玻璃制品压制成型模式之一,是将玻璃原片或已成型玻璃自室温升温至指定温度进行二次压制成型的工艺模式。被广泛应用于各类精密光、电器件的制造及琉璃类工艺品、装饰材料的生产中。

2.2找“穴位”

  下面我们就来探讨工序过程概况,即实现找“穴位”的过程;根据2.1中热压的含义,可以大致将此过程划分为四个阶段 (图1):

  1) 升温阶段:以指定升温速率升温到压型温度;

  2) 恒温阶段:压型温度下恒温均热;

  3) 压型阶段:机械动作,二次压型;

  4) 降温阶段:以指定的降温速率自压型温度降温至室温;


 1 玻璃热压工序过程炉温曲线图示

 

上述四个阶段中会分别产生哪些不同的管制要素呢?我们又将如何来制定这些管制要素的管制指标呢?现列于表1供了解。这里需要注意的是:我们制定的任何管制指标是需要通过理论得到诠释的,千万千万别拍脑袋确定指标,否则会酿成大祸,甚至是灾难性的,严重时。


表格 1 工序过程管制要素

序号

工序过程

管制要素

要素管制依据

1

升温阶段

升温速率、升温时间

快速升温时玻璃张应力的迅速扩张不能损坏工件、设备和玻璃自身,通过玻璃抗张强度和热稳定性进行核算

2

恒温阶段

恒温时间

根据玻璃的粘滞状态进行评估

3

压型阶段

压力大小、压型时间

根据玻璃粘滞状态与温度及压力的关系进行评估和制定

4

降温阶段

降温速率、降温时间

降温过程将执行一个重要的工艺过程,即残余应力的消除过程,它将依据玻璃的化学组成、尺寸大小、热处理设备情况、对残余应力的要求等情况进行确定;

 

   在玻璃热压过程中,我们透过表1中的“要素管制依据”和图1中的“穴位”点,就要进一步为指标的制定进行理论上的计算并评估这些指标的适宜性了。在这里我们拟出几个模块是参数制定必须要了解的:
   * 玻璃在高温下粘度-温度特征点(图1中的“穴位”),即这些“穴位”对应的温度和粘度是多少;
   * 玻璃表面张力与温度的关系;
   * 玻璃在高温下施加压力时的形变情况,如线热膨胀系数随温度的变化情况、膨胀量与形变量情况等;
   * 玻璃残余应力消除的粘度-温度特征点的温度情况,比如退火点、转变点、退火点;

   随着计算技术的发展,许多的理论研究都可以借助计算机软件得到快速而准确的计算,这就为工艺工程师们制定工艺参数提供了方便,下面我们针对上述确定的内容,进行一些理论上的计算如下:


 2根据玻璃设计组成核算玻璃退火相关温度点和粘滞状态对应的温度


 3 根据玻璃设计组成核算粘度-温度特征点及相邻粘度值对应的温度差


 4 探讨玻璃转化点与升温速率的关系(转化点玻璃性质会发生突变)


 5 核算表面张力随温度和粘度变化趋势



 6核算不同成型方式下玻璃的成型相关温度特征点及粘滞特性


 7 玻璃在施加压力情况下的形变与膨胀量变化(X轴为实际,Y轴为温度)



通过上述大量数据的计算和当前正在执行的工艺参数及执行过程中的产品缺陷进行综合评估,即可制定出合理的工艺参数中待执行指标,并根据实际情况不断地进行修正或纠正,最终确保工序过程持续处于稳定受控状态。



以上为个人拙见,望大家多多指正!最后,希望大家能以自己所了解的工艺过程为实例,聊聊其工序过程管理!工序过程管制的本质就是找准工序关键点,以实施有效的控制、改进!就像是“找穴治病”,你是怎样找准“穴位”(工序关键点)的?

本文引用至:http://bbs.xianjichina.com/forum/details_88026 欢迎厉害一起参加讨论。





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