IGBT裝配工藝設(shè)計(QC小組成果發(fā)布)

2025年2月4日湖南中車時代電動汽車股份有限公司PNP小組編號：DDQCKT-17040009類型：創(chuàng)新型IGBT組件裝配工藝設(shè)計Page2創(chuàng)新型小組名稱PNP小組課題名稱IGBT裝配工藝設(shè)計注冊時間2017/03/20小組人數(shù)5活動次數(shù)7注冊編號DDQCKT-170400093課題類型創(chuàng)新型活動時間2017年3月~2017年8月謝佳經(jīng)理技術(shù)指導(dǎo)申冬海部長技術(shù)評審，組織協(xié)調(diào)李德富工藝工程師全面組織協(xié)調(diào)、工藝設(shè)計與實施趙曉波IE工程師技術(shù)評審，效果驗證吳婷生產(chǎn)班長效果驗證0

小組介紹Page31

課題選擇Step1：

問題提出面臨問題控制板/驅(qū)動板/IGBT不良占比高達85%以上2017年生產(chǎn)能力無法滿足市場訂單需求針對以上問題本小組對系統(tǒng)控制器IGBT組件生產(chǎn)問題，展開調(diào)查分析IGBT組件現(xiàn)有裝配產(chǎn)能現(xiàn)狀把握：1

課題選擇Step2：

問題分析Page4IGBT驅(qū)動板自攻螺釘現(xiàn)有產(chǎn)品線1

課題選擇Step3：

課題確認(rèn)現(xiàn)場問題統(tǒng)計細(xì)分問題描述QCDS線平衡率低，導(dǎo)致批量作業(yè)

11

打螺絲力矩不穩(wěn)定

11

線邊取料，動作浪費多

1

手工焊接,焊接時間不受控

11

焊錫量不穩(wěn)定，一致性差

1作業(yè)強度和技能高易疲勞1

1

靜電破壞1

易漏焊，虛焊、連焊

1

批量作業(yè)，在制品多11

無工裝治具，產(chǎn)品防護差1

………

Page5擰螺絲力矩不穩(wěn)定易漏打螺釘、靜電破壞手工焊接,焊接時間不受控線平衡率低，在制品多線邊取料，距離遠焊錫量不穩(wěn)定，一致性差作業(yè)強度和技能要求高易漏焊，靜電破壞等整理所有的想法和思路我們小組最終確定課題為：IGBT裝配工藝的設(shè)計2016年IGBT預(yù)裝工位嚴(yán)重質(zhì)量問題統(tǒng)計項目質(zhì)量反思事件返工數(shù)量IGBT焊連焊3起42套IGBT漏焊2起85套組件靜電破壞1起未統(tǒng)計IGBT打螺絲不良1起未統(tǒng)計問題匯總影響QCDS問題點：20多項2

QC小組活動計劃《IGBT裝配工藝設(shè)計》—活動日程活動計劃WhatWhoWhereWhen3月4月5月6月7月8月9月上下上下上下上下上下上下上下P課題選定小組全員會議室目標(biāo)制定小組全員現(xiàn)場提出方案并確定最佳方案小組全員會議室制定對策李德富現(xiàn)場D對策實施小組全員現(xiàn)場C效果檢查小組全員現(xiàn)場A標(biāo)準(zhǔn)化李德富辦公室總結(jié)小組全員現(xiàn)場P下一步打算小組全員會議室Page6計劃：實際：OK2

目標(biāo)設(shè)定Page7NO.目標(biāo)設(shè)定現(xiàn)狀目標(biāo)實現(xiàn)方法1品質(zhì)提升21900PPM2000PPM設(shè)計自動裝配工藝，保證產(chǎn)品加工一致性設(shè)計自動焊接工藝，保證產(chǎn)品加工一致性工程FP設(shè)計，設(shè)計治具保證，防靜電防護2成本降低3名1名設(shè)計自動焊錫減少人作業(yè)員1名設(shè)計自動裝配，合并打螺絲工位與涂油工位，降低產(chǎn)線平衡損失為0，減少1名作業(yè)員2效率提升67S42S人機配合，將設(shè)備作業(yè)時間最大化設(shè)計治具3pcs為一套，減少搬運改善來料配送與拆包，減少人工作業(yè)42s67s現(xiàn)狀目標(biāo)效率提升目標(biāo)制定生產(chǎn)不良率0.2%生產(chǎn)不良率2.19%現(xiàn)狀目標(biāo)品質(zhì)提升作業(yè)人員1名作業(yè)人員3名現(xiàn)狀目標(biāo)成本降低3

方案提出Step1：

對策方案提出Page8方案一：設(shè)計直線型全自動裝配焊接工藝工程分析工番工程名1/臺

作業(yè)時間（秒）作業(yè)

者數(shù)

（人）作業(yè)者

時間（秒）TT(秒)作業(yè)者設(shè)備1IGBT與PCBA預(yù)裝6.0

122

382IGBT與PCBA打螺絲018

3IGBT組件焊接038.04IGBT組件自動涂油0

5IGBT組件外觀檢查15.0

方案優(yōu)缺點1.品質(zhì)保證：設(shè)計全自動加工工藝，自動擰螺釘，自動焊接，自動涂油，全工序自動防錯。2.高效：生產(chǎn)節(jié)拍可達38s/pcs，1個人作業(yè)，勞動強度低，在制品減少，成本降低。3.全自動設(shè)備成本高，涂油機稼動率偏低，折舊到產(chǎn)品單價的制造成本高。4.高度集成產(chǎn)線柔性化降低，設(shè)備維護保養(yǎng)難度增加。3

方案提出Step1：

對策方案提出Page9方案二：設(shè)計U型線半自動裝配焊接工藝工程分析工番工程名1/臺

作業(yè)時間（秒）作業(yè)

者數(shù)

（人）作業(yè)者

時間（秒節(jié)拍TT（秒）作業(yè)者設(shè)備1IGBT與PCBA預(yù)裝6.0

14242

2IGBT與PCBA打螺絲2.218

3IGBT自動焊接2.239.04IGBT焊錫檢查修正16.6

5IGBT組件手動涂油15.0

方案優(yōu)缺點1.采用U型布局，具備進出口一至等U型線所有優(yōu)點，設(shè)備物料進出LCIA化，成本質(zhì)量最優(yōu)。2.裝配與焊接工藝設(shè)計自動加工，單個流設(shè)計，治具設(shè)計防錯，品質(zhì)保證。3.關(guān)鍵工序自動化的同時產(chǎn)線高度柔性化，線平衡損失為0，產(chǎn)品的附加價值率最大化。4.人的作業(yè)時間約等于設(shè)備時間，勞動強度略大。3

方案確定Step2：

確定最佳方案Page10課題目標(biāo)方案選擇關(guān)鍵點小組成員功能評分(F)謝佳申冬海李德富趙曉波羅祖德裝配工藝最佳方案選定方案一

全自動裝配焊接直線型靈活性54445208工藝品質(zhì)45555實現(xiàn)的難易程度44433可操作性55445方案二

半自動裝配焊接U型線靈活性55555188工藝品質(zhì)44534實現(xiàn)的難易程度45455可操作性54445方案選擇成本C=外加工集成費(K)價值(V)外加工集成費(W)方案一

直線型全自動裝配焊接1000.87方案二

U型線半自動裝配焊接681.32分析結(jié)論：經(jīng)小組成員的綜合評估分析，選定最佳方案為：

方案二綜上所述兩種方案，小組從裝配焊接工藝的靈活性、工藝品質(zhì)、實現(xiàn)的難易程度、可操作性四個方面進行打分，根據(jù)價值工程理論：V=F/C，得出我們最佳方案4

制定對策小組討論并對方案二對策制定：對策目標(biāo)措施地點責(zé)任人完成日期1擰緊方案設(shè)計擰釘效果滿足工藝設(shè)計的品質(zhì)要求1、選擇合適的擰緊機構(gòu)，并確認(rèn)擰緊效果2、設(shè)計打螺絲工位臺架，緩存臺架3、加工組裝確認(rèn)

實驗室李德富5月5日2焊接方案設(shè)計

焊錫效果滿足工藝設(shè)計的品質(zhì)要求1、根據(jù)產(chǎn)品焊錫工藝選擇焊錫機，設(shè)計電氣機械集成施工方案

2、設(shè)計焊錫工位臺架實驗室李德富申冬海5月10日3涂油詳細(xì)設(shè)計涂油工藝滿足工藝設(shè)計的品質(zhì)要求1、設(shè)計涂油工位臺架

2、設(shè)計選型涂油工具實驗室李德富趙曉波5月14日4治工料架設(shè)計

放置防錯，有無防錯，浮高防錯1、設(shè)計3個為1套的治具和兩個來料架3D

2、二維出圖

3、加工品質(zhì)和尺寸的驗證辦公室李德富申冬海6月5日5外發(fā)加工采購保證設(shè)備集成加工能按照設(shè)計者的思路運行1、運行電路板的各個測試步驟

2、編寫測試臺使用說明書辦公室加工廠李德富供應(yīng)商6月17日6組裝集成確認(rèn)達成十三五系統(tǒng)控制器測試產(chǎn)能需求1、系統(tǒng)控制器產(chǎn)品產(chǎn)能預(yù)測分析

2、根據(jù)結(jié)果編寫測試臺技術(shù)方案

3、外發(fā)集成商制作加工廠申冬海

李德富7月10日Page115

對策實施1擰緊方案設(shè)計實施Page12擰緊機構(gòu)設(shè)計選型螺絲工位3D設(shè)計裝配現(xiàn)場實物圖5

對策實施2焊錫方案設(shè)計實施Page13焊錫機工位3D設(shè)計裝配集成實物圖焊錫機設(shè)計選型5

對策實施3涂油工位設(shè)計Page14涂油工位設(shè)計3D涂油工具選型涂油工序工具變更5

對策實施4

料箱/治具/料架設(shè)計Page15物料配送分析設(shè)計仕樣治具設(shè)計3D1.5h物料配送架3D料箱設(shè)計3D5

對策實施5IGBT裝配線3Dlayout及裝配調(diào)試產(chǎn)線裝配調(diào)試主要任務(wù)：1、整線的電氣安裝，治具調(diào)整確認(rèn)，設(shè)備調(diào)試；2、打螺絲點位調(diào)試，裝配工藝功能和效果確認(rèn)；3、焊錫工藝點位調(diào)試和效果確認(rèn)；Page162650mm5149mm①②③④⑤緩沖臺螺絲機焊錫機涂油臺IGBT裝配線layout車間實物圖6

效果確認(rèn)技術(shù)指標(biāo)確認(rèn)序號內(nèi)容實施前-From實施后-TO是否達成對策1螺絲擰緊工藝手工擰螺釘自動擰螺釘

對策2焊接工藝

手工焊接自動焊接對策3涂油工藝毛筆刷專用涂油瓶+紫光燈檢查對策4治具防錯功能無任何防護與防錯功能取放、有無、浮高防錯指標(biāo)達成Page17漏工序防錯產(chǎn)品有無防錯安全防錯產(chǎn)品放置正反防錯6

效果確認(rèn)工藝設(shè)計效果確認(rèn)42s67s現(xiàn)狀目標(biāo)41.7s實際達成目標(biāo)達成生產(chǎn)效率提升37%，作業(yè)人員減少67%，生產(chǎn)不良率降至0.99%，不達標(biāo)Page181人3人現(xiàn)狀目標(biāo)1人實際達成目標(biāo)達成生產(chǎn)不良率0.2%生產(chǎn)不良率2.19%現(xiàn)狀目標(biāo)生產(chǎn)不良率0.996%實際達成不達標(biāo)根據(jù)試生產(chǎn)測量10臺IGBT裝配進行時間測量得出平均TT7

對策再實施生產(chǎn)品質(zhì)不良分析Page19IGBT自動擰螺絲不良項目統(tǒng)計分析表自動擰釘工位自動擰釘過程檢查后發(fā)現(xiàn)孔徑開裂脫落和擰入不到位7對策再實施要因分析Page20根據(jù)自動擰螺絲的原理原則，通過特性要因圖分析驗證人機料法環(huán)5個方面的原因。人法環(huán)力矩值錯誤人員流動性大程序選擇錯誤人料螺釘擰入不垂直力矩值不合理螺絲尺寸不良溫濕度不正確速度要求不合理機IGBT孔徑不良批頭匹配不當(dāng)轉(zhuǎn)速過高，過低治具定位松動裝夾不到位螺絲擰入不良7對策再實施對策實施1Page21治具改善，治具蓋板邊緣增加限位卡扣，批頭改善，加工成與螺絲最適批頭夾具蓋板增加限位卡扣，使PCBA與IGBT固定無松動，防止人工裝夾的不穩(wěn)定優(yōu)化前優(yōu)化后改善之前改善之后7對策再實施對策實施2Page22更換螺絲機XY電缸控制器，使對位精度0.02，螺絲的來料改善增加檢驗基準(zhǔn)書、批頭選型規(guī)范改善前：X/Y電缸的控制器控制點位少、調(diào)整精度0.5mm改善后：更換平臺控制器，X/Y電缸的控制器控制點位增加、調(diào)整精度變更為0.02mm，增加相應(yīng)的輔助電路開關(guān)8對策再實施效果再確認(rèn)Page23統(tǒng)計9月生產(chǎn)情報，總的不良率為0.14%（1422PPM），小于目標(biāo)不良0.2%月份：9月

統(tǒng)計人：吳婷統(tǒng)計日期：2017/9日期

項目1周2周3周4周合計測試總數(shù)7035579026502812不合格數(shù)10214合格數(shù)7025579006492808每周不良率0.14%0.00%0.22%0.15%0.14%一次合格率99.86%99.30%99.78%99.85%1422PPM目標(biāo)不良率≤0.20%0.20%0.20%0.20%目標(biāo)達成9

標(biāo)準(zhǔn)化Page24有形成果現(xiàn)狀目標(biāo)實績效果

（直接人工成本降低）IGBT裝配線

人工成本3110.55RMB/Min×(67×3-