制造成熟度与精益六西格玛的结合.docVIP

制造成熟度与精益六西格玛的结合—F-22案例研究 刘亚威 摘 要：制造成熟度与精益六西格玛的结合是提升项目管理和产品质量的必然要求。在F-22制造过程的控制方面，洛·马运用了若干属于精益六西格玛范畴工具，提升了项目和过程质量以及制造成熟度。 关键词：制造成熟度，精益六西格玛，过程控制 制造成熟度（MRL）管理与精益六西格玛管理密切相关。首先，制造成熟度等级（分为10级）的终极目标就是实现精益生产和六西格玛。达到最高制造成熟度等级的状态，与达到精益生产和六西格玛的状态，都是制造企业寻求的制造能力的最高目标，即在满足性能/质量、进度、成本要求的前提下将制造技术应用于最终的产品生产中。其次，制造成熟度管理处处体现着过程改进的思想。在制造成熟度评价标准中，持续过程改进的思想以及精益六西格玛的手段融入了几乎每个要素中，提高制造成熟度，必然要按照持续过程改进的思想以及精益六西格玛的手段来实施制造活动的管理。可以说，制造成熟度与精益六西格玛的结合是提升项目管理和产品质量的必然要求。 1 F-22前机身自动化钻孔工艺开发过程中制造成熟度与精益六西格玛的结合 美国国防部开展的旨在提升制造成熟度的一些研究中，充分利用了精益六西格玛思想和手段，实现了制造成熟度与精益六西格玛的结合。比如F-22制造技术的持续过程改进，仅在制造过程的控制方面，就运用了若干属于精益六西格玛范畴工具。本文以F-22前机身自动化钻孔工艺开发的典型案例来分析在制造成熟度管理中，如何运用精益六西格玛工具，提升项目和过程质量以及制造成熟度。在F-22前机身左上部的钻孔由手工向自动化转变的研制过程中，针对制造成熟度的要求，使用了过程流程图、价值流程图、过程变量、试验设计、失效模式与影响分析等精益六西格玛工具，验证了自动化钻孔的制造过程。图1展现的是，通过掌握更深层次的过程、资料以及定制的工具，项目实现了制造成熟度等级的提升。 图1 制造成熟度等级提升与精益六西格玛工具 2 使用绘图类精益六西格玛工具 绘图类精益六西格玛工具涉及简单过程流程图、详细过程流程图、当前价值流程图、未来价值流程图这4个工具。在制造成熟度达到3级之前，就要按照生产成本建模子要素的要求建立过程流程图，初始是简单的、高层级的。达到4级之前需要形成详细的、由过程变量驱动的过程流程图，以便在此基础上扩展成本模型；另外，按照设计完备性子要素的要求，设计的关键特性（KC）也要通过详细过程流程图进行评估，以符合质量策略。5级之前，要运用更加复杂的价值流程图，建立由生产相关环境下的原型件或仿真结果驱动的成本模型，并以价值流程图开展价值流分析（VSA），在设计、材料、过程能力、设施等方面寻找改进机会和约束；6级之前及以后，基于VSA发现的机会和约束，开始开发未来状态的价值流程图，并通过持续的VSA进行更新，在此基础上，成本模型也将进行更新，并依次开展各种逼真度环境下的制造过程验证活动。 2.1 过程流程图 在MRL达到3级之前，制造成熟度管理要求通过试验或模型确认制造技术的概念和关键制造过程。过程流程图验证的是对制造技术概念的理解和制造过程的掌握，通过简单的过程流程图，可以确认主要制造步骤，查找重复的步骤、特殊的步骤、不确定或未知的步骤、材料或设计问题、潜在的设备/供应问题，以及沟通不佳和误解。简单的过程流程图如图2所示。基于简单的过程流程图，可以进行制造成熟度评价细则中3级之前要求的众多工作，这些工作包含在制造技术开发、可生产性、生产成本建模、建模与仿真、制造过程、成品率和生产速度、制造人员、设施等子要素中。 图2 简单的过程流程图 在MRL达到4级之前，制造成熟度管理要求确认先进制造技术的需求，调查关键制造过程的当前状态。通过详细的过程流程图，可以确认过程步骤、培训需求、设备需求、技术需求，查找重复的步骤、未定义的步骤、不必要的工作、材料或设计问题，以及沟通不佳和误解。基本上，基于详细的过程流程图，可以进行制造成熟度评价细则中4级之前要求的众多工作，这些工作包含在工业基础、制造技术开发、可生产性、生产成本建模、建模与仿真、制造过程、成品率和生产速度、制造人员、工装等子要素中。 2.2 价值流程图与价值流分析 价值流程图是更详细的制造过程示意图，为衡量过程改进确立基线，并且定量化地描述技术、周期和成本驱动因素。价值流程图为评估未来增产提供基线，通过它可以确定达到预期生产速度所需的产能，并且定量化描述产能和资源约束。此外，价值流程图通常包括供应链上的过程，通过价值流程图还可以定义所需的设施和设备。总之，价值流程图为评估制造方案创造了条件，使得设计改进过程成为可能。如图3所示为当前状态的价值流程图，一般基于其进行价值流分析（VSA）。 图3 当前状态的价值流程图 在MRL达到5级之前，制造成熟度管理要求建立初始模型/仿真方法，