delalyze方法在解決制造業(yè)技術(shù)問題中的應(yīng)用

delalyze方法在解決制造業(yè)技術(shù)問題中的應(yīng)用

1基于深度學(xué)習(xí)的制造業(yè)技術(shù)問題的解決問題策略該車生產(chǎn)模式為生產(chǎn)線，大面積生產(chǎn)，工藝精湛，復(fù)雜。在這種生產(chǎn)模式下，解決問題的思路通常是：問題出現(xiàn)后，立即采取臨時措施，解決問題，確保車輛以低價離開。同樣的問題很快就會發(fā)生，而且是交錯的。因為沒有采用系統(tǒng)性的問題解決策略,沒有深入研究問題尋找根本原因,沒有驗證改進措施是否長期有效,所以問題反復(fù)出現(xiàn)。創(chuàng)建一種解決制造業(yè)技術(shù)問題的新方法,深入研究問題,快速有效地解決問題,顯得尤為迫切、重要。本文介紹的Deltalyze方法能夠系統(tǒng)性地幫助工程技術(shù)人員研究問題、找到問題根本原因并有效地解決問題。戴姆勒公司創(chuàng)建的Deltalyze方法將統(tǒng)計方法和工程技術(shù)結(jié)合起來解決工程問題,從失效模式到根本原因逆向思維、科學(xué)分割策略、失效模式類型的選擇等解題思路,運用對比圖、3階段圖、集中圖、過程流程圖、操作過程搜索等多種線索生成技術(shù),真正地實現(xiàn)“與部件對話”和“與過程對話2車輛研發(fā)階段問題解決方法汽車從無到有主要經(jīng)歷三個階段,概念階段、車輛研發(fā)階段及量產(chǎn)階段。車輛研發(fā)階段細分為數(shù)字化階段和實物化階段。本文介紹的Deltalyze方法適用于車輛研發(fā)階段和量產(chǎn)階段。戴姆勒公司將系統(tǒng)性方法分為兩大類,一類是反應(yīng)性問題解決方法,另一類是預(yù)防性問題解決方法。反應(yīng)性問題解決方法包括Deltalyze和SixSigma兩種系統(tǒng)性方法,適用于車輛研發(fā)階段的實物化階段和量產(chǎn)階段;預(yù)防性問題解決方法是DFSS系統(tǒng)性方法,它適用于概念階段和車輛研發(fā)階段的數(shù)字化階段。系統(tǒng)性方法如圖1所示。2.1dfakil簡介反應(yīng)性問題解決方法包括Deltalyze和SixSigma兩種系統(tǒng)性方法,Deltalyze方法主要分為六大步驟:定義(Define)、失效描述(Failuredescription)、分析(Analyze)、驗證(Prove)、改進(Improve)、經(jīng)驗總結(jié)(LessonsLearned),即DFAPIL。SixSigma分主要分為五大步:定義(Define)、測量(Measure)、分析(Analyze)、改進(Improve)、控制(Control),即DMAIC。反應(yīng)性問題解決方法強調(diào)運用分析工具,找到根本原因,基于根本原因采取最合適的改進措施,完全執(zhí)行改進措施,控制、監(jiān)測根本原因。本文詳細介紹反應(yīng)性問題解決方法中的Deltalyze方法。2.2車輛研發(fā)階段的仿真預(yù)防性問題解決方法是DFSS系統(tǒng)性方法,它適用于概念階段和車輛研發(fā)階段的數(shù)字化階段。預(yù)防性問題解決方法強調(diào)基于客戶的需求開發(fā)產(chǎn)品,穩(wěn)健的設(shè)計理念,穩(wěn)健的結(jié)構(gòu)和容差,運用系統(tǒng)性的方法論開發(fā)零件、系統(tǒng)和模塊。3分散方法3.1羽毛方法的背景和解決問題的想法3.1.1eltalyze方法,即相關(guān)概念2009年德國辛德芬根,戴姆勒公司創(chuàng)建Deltalyze方法,MarcoWoetzel是Deltalyze方法之父。Deltalyze由Delta和Analyze兩個英文單詞合并而成,意為分析變量。美國著名質(zhì)量管理大師多里安·謝寧(DorianShainin)創(chuàng)立謝寧方法3.1.2控制再生成中.Deltalyze是一種適用于解決制造業(yè)技術(shù)問題的系統(tǒng)性方法,結(jié)合了統(tǒng)計學(xué)、工程學(xué)和邏輯學(xué)的原理和方法,專門用來解決復(fù)雜綜合性問題。Deltalyze方法是基于物理現(xiàn)象和柏拉圖原則,解決問題的重要策略是由MainY(后果)推導(dǎo)出MainX(原因)。使用約登圖、3階段圖、集中圖、過程流程圖、操作過程搜索等工具,評估、對比△L(好件)和△H(壞件)的MainY差異,基于這些統(tǒng)計出來的真實的MainY差異,推導(dǎo)出MainX根本原因,最終確定影響MainY的MainX根本原因,通過控制MainX根本原因達到控制MainY的目的。MainX根本原因需要通過實驗再次確認。3.1.3v-模型求解Deltalyze方法的中心主旨是V-模型-DFAP-IL®,如圖2所示,V-模型的指導(dǎo)路線是從問題到項目,再從項目到物理原因。V-模型描述了基于物理原因從問題到方案的過程。V-模型左側(cè)過程步驟包括:a.關(guān)鍵思維:通過分割過程(排除法)、選擇MainY類型以及對MainY的變差提出正確方向的問題;b.零部件:使用集中圖、3階段圖等線索生成技術(shù)確定引起失效的MainX零部件;c.特性:使用多變量分析、特性對比圖等線索生成技術(shù),確定引起失效的MainX特性;d.物理現(xiàn)象:驗證根本原因。V-模型左側(cè)各步驟目的,如圖3所示。具體操作:關(guān)鍵思維階段,運用“項目定義樹”將模糊、籠統(tǒng)的問題轉(zhuǎn)化為具體項目,運用“失效描述樹”并基于四種不同的策略類型,將具體項目定義為一種合適MainY類型,如圖4所示。零部件階段,收集3個△L(好件)和3個△H(壞件)產(chǎn)品,運用3階段圖(即交叉實驗)確定MainX子零部件;特性階段,收集大量的失效產(chǎn)品,運用對比圖、集中圖、多變量分析、特性對比圖等線索生成技術(shù)確定MainX特性。物理現(xiàn)象階段,詳細說明MainX特性是如何影響MainY,兩者之間的物理原因是什么,并驗證MainX直接影響MainY。V-模型右側(cè)過程步驟包括:改進措施的驗證,根本原因與問題的深度解析,改進措施的執(zhí)行,經(jīng)驗總結(jié)。具體操作:通過△LOWvs.△High實驗、Tukey實驗、5Penny實驗驗證改進措施的有效性。MainX存在,MainY出現(xiàn);MainX不存在,MainY不出現(xiàn)。3.1.4優(yōu)化項目描述如表1所示,V-模型左側(cè)的思路圍繞“三棵樹”展開,第一棵樹:通過項目定義樹,將宏觀的問題聚焦到具體項目;第二棵樹:通過失效描述樹,將具體項目轉(zhuǎn)化為的MainY;第三棵樹:通過分析樹,將MainY推導(dǎo)出MainX。3.1.5運行平臺4.2MainY:代表績效分布或特性、屬性、缺陷、事件描述。MainY起著洞悉失效物理現(xiàn)象的作用。MainX:是問題的根本原因,影響問題的最關(guān)鍵因素,是引起MainY變量最大的因素。每個問題總是存在MainX。找到MainX最快的路徑是定義好MainY和先進的搜索。△H(WOW)和△L(BOB):△H定義為最差的不合格件,對應(yīng)謝寧方法WOW(WorstoftheWorst);△L定義為最好的合格件,對應(yīng)謝寧方法BOB(BestoftheBest)?！鱄(WOW)和△L(BOB)是正態(tài)分布圖上的兩個極端值,不一定是按照客戶需要定義的壞的產(chǎn)品與好的產(chǎn)品策略類型:根據(jù)不同類型的失效模式,選擇不同類型的MainY,如:缺陷(劃傷、異物等);特性(半徑、長度等);屬性(密度、硬度、強度等);事件細分為功能故障(噪聲、泄露等)和破壞性缺陷(開裂、熔化等)。MainY的類型決定了其數(shù)據(jù)類型,是連續(xù)性數(shù)據(jù),還是非連續(xù)性數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)類型不同,使用的測量系統(tǒng)和工具則不同。策略類型的選擇如圖4所示。3.1.6失效模式的測量Deltalyze方法主要分為六大步驟:定義、失效描述、分析、驗證、改進、經(jīng)驗總結(jié),各大步驟包含若干小步,共15個小步,如圖5所示。a.定義(Define):完成項目任務(wù)書,編制項目時間進度表,完成詳細的項目定義樹圖。b.失效描述(Failuredescription):詳細描述失效模式,定義失效模式的測量系統(tǒng),掌握現(xiàn)在失效比率,確認最大差異,初步選擇MainY的策略類型。c.分析(Analyze):確定問題的根本原因,確認測量系統(tǒng),運用線索生成技術(shù)發(fā)現(xiàn)引導(dǎo)失效的零部件或特性,充分理解引起失效的物理現(xiàn)象,根本原因引起失效的機理。d.驗證(Prove):說明驗證實驗的適當風(fēng)險,確定根本原因,解析失效模式與根本原因之間的關(guān)系,驗證改進措施。e.改進(Improve):把改進措施落實到系統(tǒng)化生產(chǎn),執(zhí)行改進措施。f.經(jīng)驗總結(jié)(LessonsLearnad):把項目的經(jīng)驗推廣到其他產(chǎn)品和過程,關(guān)閉項目任務(wù)書,完成項目總結(jié)。3.2羽毛鳥主要解決問題的工具3.2.1建立xy標記系約登圖是一種圖示工具,以描點畫圖的形式區(qū)分開產(chǎn)品或過程(ΔP)偏差與測量誤差(ΔM),利用約登圖評估測量系統(tǒng)。如果ΔP/ΔM≥6,則測量系統(tǒng)通過測試。繪制約登圖的步驟如如圖6所示,建立XY座標系,橫軸與縱軸范圍一樣。a.在XY座標系畫出30對數(shù)值,每對數(shù)據(jù)(x數(shù)值:第一次測量結(jié)果,y數(shù)值:第二次測量結(jié)果);b.畫一條二等分線;c.畫邊界線。第一條邊界線通過第二遠的點并與二等分線平行。第二條邊界線是以二等分線為中心線,鏡像第一條邊界線;d.兩條邊界線的距離稱為ΔM,代表著測量誤差。兩條邊界線包含了95%的測量誤差因素;e.在二等分線上找到最大值和最小值的這兩個點的垂直相交點,這兩個點在X軸上的最大值和最小值;f.零件測量數(shù)值分散度稱為ΔP,ΔP是第一次測量(X軸上)最大值和最小值之間的距離;g.評估ΔP/ΔM3.2.2線束斷裂對比對比圖從不同的族群和對比開始,描述和創(chuàng)建補充說明的示意圖,以實際數(shù)據(jù)評估對比差異大小,從而確定對MainY的影響程度。每個對比設(shè)置“不知道”,“大差異”,“小差異或無差異”或“不適用”四檔,當出現(xiàn)大差異時,此差異就是問題解決的線索和方向?；谑ь愋?選擇適當?shù)膶Ρ仁疽鈭D;從最小的特性開始創(chuàng)建對比族群,標識對比等級,確定對比方向、特性等,識別出最大差異。迎賓踏板線束斷裂對比圖如圖7所示。對比斷裂線束的點到點、位置到位置、線束到線束;對比前迎賓踏板到后迎賓踏板;對比白班與夜班;線束的點到點、位置到位置、線束到線束的對比差異明顯,提供了問題解決的線索和方向。3.2.3斷裂模式及缺陷位置信息的收集集中圖其作用是協(xié)助研究非隨機的失效模式,非隨機失效模式位置信息提供了可用于識別根本原因MainX的關(guān)鍵線索,通常用于缺陷類問題的分析。集中圖分析步驟:收集足夠數(shù)量的失效零件,拍照或畫零件草圖,將零件分成若干部分,觀察失效模式及缺陷位置信息,把這些信息匯總起來,畫到零件圖上,分析失效模式及缺陷位置信息是隨機還是非隨機的,找出明顯差異,沿著這個線索尋找根本原因MainX。對比圖和集中圖常常結(jié)合使用。集中圖顯示的缺陷位置與對比圖里的對比族群能對應(yīng)上?！芭c零件對話”,非隨機分布的缺陷位置,往往會告訴你根本原因MainX與問題MainY之間的物理現(xiàn)象。迎賓踏板線束斷裂集中圖如圖8所示,收集足夠斷裂線束,將斷裂模式及斷裂位置信息匯總起來,用紅點標注在線束上,斷裂位置是非隨機分布,確定斷裂位置是關(guān)鍵線索。通過集中圖分析發(fā)現(xiàn):a.迎賓踏板線束被完全或部分切斷,切斷截面是斜著的,80%切斷點距離線束根部40毫米;b.迎賓踏板線束被部分切斷,切斷截面不規(guī)則,20%切斷點距離插頭36毫米。3.2.4串聯(lián)工藝下的操作過程操作過程搜索的目的是找出造成問題的操作步驟,該方法適用于串聯(lián)和并聯(lián)工藝。汽車總裝車間為串聯(lián)工藝,為了驗證根本原因,需創(chuàng)建備用工藝。下面詳細介紹串聯(lián)工藝環(huán)境下如何運用操作過程搜索。確定造成不合格產(chǎn)品的關(guān)鍵操作步驟,考慮是否可以取消這步操作。如果可以,以備用工藝制造產(chǎn)品,對比原工藝與備用工藝制造出來的產(chǎn)品不合格率,如果備用工藝制造出來的產(chǎn)品不合格率遠低于原工藝,說明原工藝是根本原因。如果備用工藝制造出來的產(chǎn)品不合格率等于原工藝,說明備用工藝是根本原因。繼續(xù)搜索直到發(fā)現(xiàn)根本原因。操作過程搜索案例分析,詳見4.2.3.4引起失效的可能因素的確定。3.2.5ow產(chǎn)品的質(zhì)量問題模型強度:當給產(chǎn)品施加能量時,產(chǎn)品所能承受失效的能力;施加能量:施加給產(chǎn)品使其產(chǎn)生失效的能量;安全界限:從施加最高的能量到最差的產(chǎn)品之間的距離(WOW能量到WOW產(chǎn)品);衰減:隨著時間流逝,環(huán)境和能量共同作用在產(chǎn)品上,使產(chǎn)品抵抗失效的能力不斷減弱。質(zhì)量和可靠性模型,質(zhì)量問題模型如圖10所示,可靠性問題模型如圖11所示。強度分布移向左側(cè),在tn占據(jù)了能量供給區(qū)域,兩者重疊,tn是低于產(chǎn)品設(shè)計壽命。環(huán)境是非常重要的因素,在規(guī)劃分析策略時必須經(jīng)常考慮。疲勞、腐蝕、塑料變脆、氫脆等問題適用于事件到能量的轉(zhuǎn)換。事件到能量的轉(zhuǎn)換案例分析,詳見4.2.3.3引起失效的物理現(xiàn)象4案例分析：采用德爾菲法解決箱鎖拉環(huán)斷裂問題4.1案例背景和現(xiàn)狀進入冬季,溫度降低影響塑料件強度,塑料件易斷裂。某車型后備箱鎖拉環(huán)材質(zhì)PA66,自12月份以來,拉斷數(shù)量猛增。4.2采用多元方法論分析問題4.2.1項目定義后備箱鎖拉環(huán)斷裂問題持續(xù)3個月,后續(xù)完成了項目任務(wù)書。項目定義樹如圖12所示。4.2.2不同類型的故障點分析后備箱鎖拉環(huán)拉斷為失效模式,在“拉力”的作用下拉環(huán)斷裂。定義開啟后備箱的拉力為MainY,MainY類型選擇功能故障。失效描述樹如圖13所示。對比圖對比分析失效后備箱鎖拉環(huán),發(fā)現(xiàn)拉環(huán)斷裂位置非隨時分布,總是拉環(huán)“上面的一根腿”斷裂,“下面的腿”不斷裂。因為黃繩與后備箱鎖拉環(huán)水平方向角度變大,拉環(huán)“上面的一根腿”承擔(dān)整個拉力,易拉斷。對比圖如圖14所示4.2.3分析4.2.3.測量系統(tǒng)可靠IS-Test檢測儀100%檢測后備箱鎖功能,為了驗證IS-Test檢測儀測量系統(tǒng)可靠,拆裝IS-Test檢測儀發(fā)現(xiàn)的故障車輛,檢查后備箱鎖拉環(huán)是否斷裂。拆裝6輛相同故障車輛,后備箱鎖拉環(huán)均斷裂,IS-Test檢測儀功能穩(wěn)定、可靠。4.2.3.不同工況下的準備力加工人通過拉黃繩打開后備箱。查閱拉環(huán)設(shè)計圖紙,水平方向手動拉力最大50N,開啟后備箱的拉力應(yīng)小于50N,否則,拉環(huán)存在拉斷的風(fēng)險。抽取5個關(guān)鍵工位測量開啟后備箱拉力結(jié)果如表2所示。測量結(jié)果顯示,T1-18/T2-32工位拉力小于50N,T3-32/T4-27/CH3-4工位拉力大于50N,不同的工位拉力值差別明顯。找出拉力值差異的主要貢獻因素是下一步工作方向。從257個有效工位篩選出8個關(guān)鍵工位,分別是T1-18/T2-26/T2-27/T2-32/T3-7/T3-30/T4-19/CH3-4工位。4.2.3.拉黃繩可靠性差運用過程流程圖分析發(fā)現(xiàn),T3-07工位安裝后備箱內(nèi)板,加工人將黃繩從孔1移至孔2(靠近鎖)。當黃繩移到孔2時,黃繩與后備箱鎖拉環(huán)水平方向夾角變大,拉黃繩分配到水平方向的力非常小,如圖15所示,水平方向拉力開啟后備箱。黃繩孔1移至孔2導(dǎo)致T3-07工位下游T3-30/T4-27/CH3-4工位開啟后備箱的拉力大于50N,拉環(huán)存在拉斷的風(fēng)險。后備箱鎖拉環(huán)可靠性問題模型如圖16所示。進入冬季以來后備箱鎖拉環(huán)拉斷數(shù)量猛增,拉環(huán)材質(zhì)PA66,冬季強度衰減,在較大拉力作用下(大于50N拉力),拉環(huán)可能斷裂。4.2.3.其他備用工藝改進運用操作過程搜索方法找到存在根本原因的“操作過程”。T3-30工位原工藝:將連接桿工裝下端勾住鎖柱,上端卡進后備箱鎖固定后備箱蓋。安裝后風(fēng)擋玻璃,拉黃繩釋放后備箱鎖,取下連接桿工裝。T3-30工位備用工藝變化點:將連接桿工裝上端勾住后備箱蓋孔2固定后備箱蓋。這種操作方式不用再拉黃繩打開后備箱,直接取下工裝。采用備用工藝后,拉環(huán)斷裂數(shù)量為零,遠遠低于原工藝拉環(huán)斷裂數(shù)量,原工藝是MainX根本原因。T4-19工位原工藝:關(guān)閉后備箱、安裝尾翼、拉黃繩打開后備箱。T4-19工位備用工藝變化點:將整車連接外接電源,整車通電后,按壓后備箱電子開關(guān)打開后備箱。采用備用工藝后,拉環(huán)斷裂數(shù)量為零。CH3-4工位采用相同的改進措施,使用后備箱鎖電子開關(guān)替代拉環(huán)機械開鎖,拉環(huán)斷裂數(shù)量降至零。MainX根本原因的分析樹圖如圖17所示。4.2.4鎖拉環(huán)斷裂數(shù)量測定測量T3-30/T4-19/CH3-4工位開啟后備箱的拉力均大于50N,拉環(huán)斷裂的根本原因是開啟后備箱的拉力大于50N。為了驗證根本原因,我們要求加工人執(zhí)行老工藝,記錄后備箱鎖拉環(huán)斷裂數(shù)量。經(jīng)過一周的實驗,發(fā)現(xiàn)3個工位分別出現(xiàn)5次、2次、4次。進一步確定T3-30/T4-19/CH3-4操作過程步驟是引起失效的根本原因。4.2.5拉環(huán)斷裂現(xiàn)場操作以T3-07工位為分界點,T3-07工位的上游T1-18/T2-32工位開啟后備箱時,要求拉繩與水平方向夾角小于45°。T3-07工位的下游T3-30/T4-19/CH3-4工位分別采取以下改進措施。a.T3-30改進后的工藝:將連接桿工裝下端勾住鎖柱,上端勾住后備箱蓋孔2固定后備箱蓋。