原创』锂电池行业精益六西格玛推行经验

锂电池行业精益六西格玛推行经验近几年来，随着智能手机为代表的数码消费电子产品、储能电站、电动汽车的高速发展，锂离子电池行业也迎来了迅猛的发展，很多锂电池生产厂家乘风而起，迅速发展壮大。但行业的快速发展是机遇也是挑战，只有快速迎合市场不断变化的消费需求的公司才能不断赢得市场份额，而质量、成本、交期跟不上节奏的企业却举步维艰。总体来说，动力电池对产品的“质量安全、产品的一致性、后续的维护成本”有更高的要求，其产品质量需要更好的保证。消费电子的配套电池以手机、平板、电脑为主，其发展趋势是铝壳电池快速萎缩、聚合物电池高速发展，产品向“明星机、旗舰机”的方向发展，客户集中度也越来越高，手机市场份额基本集中在“苹果、三星、华为、小米、Vivo、OPPO”等大客户手中，这样的局面导致电池的质量尤其重要，没有过硬的产品质量很难打入一线的客户供应链，即使进入了一线供应商，但如果质量出问题将导致严重的后果。比如说，一两起电池鼓壳、漏液、起火、爆炸等严重质量问题都可能导致客户的流失甚至索赔的后果，而外观的凸点、黑点、划痕、偏厚等质量缺陷也会带来极大的客户投诉。总而言之终端产品对电池的要求就是“更安全、更高容量、更快速充电、更小更轻更薄”，所以电池生产企业必须有更好的质量管控、质量保证系统。六西格玛是基于数据的决策方法，强调用数据说话，而不是凭直觉、凭经验行事。量化是六西格玛的基础，量化的指标客观地反映我们的现状，从而引起人们的注意。六西格玛通过对真实数据进行科学分析来发现问题的症结所在。六西格玛常用改善工具：DOE、SPC、MSA、FMEA、DFMEA、PFMEA、QFD、MINITAB等一、产品质量控制的几个阶段品质是设计制造出来的，不是检验出来的，好的品质首先要有好的设计团队，设计出来的产品要经过DFM(DesignforManufacturing，即面向制造的设计)。在DFM这个阶段，产品设计需要满足产品制造的要求，具有良好的可制造性，使得产品以最低的成本、最短的时间、最高的质量制造出来。每一款电池，从客户需求VOC出发，必须经过QFD质量功能展开，把顾客或市场的要求转化为设计要求、零部件特性、工艺要求、生产要求。这样正负极材料体系、隔膜品种、导电剂、电解液、极耳、外壳等材料及规格和制造工艺、参数的选择、工装夹具的设计必须在满足客户要求的情况下，选择更适合本公司制造的方法、材料、工艺、工装夹具。而过程能力指数CPK能否达到设计团队的要求，这一点非常重要。设计团队在设计的时候，要通过DFMEA(设计失效模式分析),设计团队要同公司跨团队讨论产品有哪种失效模式，从电池的一致性、可靠性、工作性能方面考虑来加强产品的设计。同时当设计团队在设计的时候，与供应商也要讨论DFMEA,因为产品不是设计团队设计出来，供应商过程能力就能达到，设计出来的公差或者余量要供应商过程能力能够达到，设计才能实现。当DFMEA确定下来以后，我们公司的团队及供应商的能力都能达到设计要求，过程能力都没有问题。接下来我们用PFMEA(过程失效模式分析)，当设计确定以后，公司的制造过程有哪些失效模式会影响产品，我们对制造过程能力做失效模式分析，对应的我们有改善措施。比如说，软包装电池外观坏品经常有凸点，我们经过分析知道这是粉尘导致的，就应该把可能导致粉尘被卷进电池铝塑膜可能的工位、原因、对应措施搞清楚。当DFMEA设计和跨部门PFMEA设计完成之后，我们会对产品在过程里的失效模式和过程里遇到的问题有了预防措施，接下来在IQC、PMP、CTQ、OQC、MSA、ORT等都要做一个详细的计划。接下来对产线的Layout要运用精益的理念对产线的线平衡、节拍时间、UPH、产线物流做优化设计。在设计过程中要有很多的防呆措施，对于产线设计、机械设备避免由于员工操作失误造成的一些问题。在操作过程当中最难控制的就是员工，因为新员工、老员工的经验的不同，难免员工会犯一些错误。在设计产线和机械设备的时候有防呆的措施，员工就会避免错误，即使员工犯了错，机械设备会及时报警，提醒员工及时更改。在过程分析当中，模具和设备公差分析也很重要，在每一个工站的设计当中一定要用流程的概念对输入输出做一些分析。当产线在设计的时候，每个工站的UPH是否匹配决定了产线是否顺畅。每个工站的检验措施或者检验手段对于控制计划里的所有的检测设备要有一个详细的现场计划。产线或者作业员工要100%的检验，如果有不良，要把它检出来，防止不良流到下一个工站甚至流到客户端。所以一个好的质量体系，不仅要有好的设计，在检测体系里面要有完善的检出不良品的能力。当产品的DFM、DFMEA、PFMEA、产线Layout之后，通过Prototype-EVT-DVT-PVT四个阶段对产品的ORT、产线的UPH、设备的OEE等进行验证和改善，当产品通过这几个阶段的测试以及改善，量产之时就可以顺利的进行。总结一下，欧美公司对现有的产品质量控制基于以下几个阶段：DFM-DFMEA-PFMEA-产线Layout–Prototype-EVT-DVT-PVT。二、质量体系的建立体系文件的建立：按照ISO的要求，体系文件分为一阶文件质量手册，二阶文件品质控制程序，三阶文件SOP，四阶文件检验记录检验指导书。不同行业对于四阶文件都要有完整的设立。一个好的质量体系建立之后，公司每个部门的运作都根据质量体系来执行。不是说每件事情都找老板或者经理去拍板。如果对质量体系有不完善的地方可以逐步的改善，质量体系文件是一个活的文件，是需要不断的review不断改善的。体系文件建立之后，QA工程师或者系统工程师定期对公司体系文件执行做体系审核。当公司刚建立体系文件时，一般一个季度审核一次，看公司各个部门在体系文件运行时有什么不符事项及时发现并做出改善;成熟体系一般半年甚至一年做一次体系文件审核，确保体系文件在各个部门良好的执行，对于没有良好的执行能够及时发现或纠正，以保证公司质量体系的良好运行。三、供应商质量管理电池的主要材料包括：正极材料、负极材料、铜箔、铝箔、隔膜、电解液、外壳(铝塑膜，铝壳等)、极耳、设备等，每一个都对电池最终的性能、质量、成本有不同程度的影响。不同供应商、不同批次的材料都可能有较大的差异，这就要求对供应商进行管理。供应商的质量、成本、交期、研发能力、反应速度和供应商的战略定位都是考核供应商的指标，而质量管理是供应商管理的最重要的考核KPI之一。供应商质量管理有一个重要理念win-win,给供应商合理的利润空间，有钱赚他们才能保证质量，一味杀价会出现供应商降低质量或者在人员培训和检测手段做一些偷工减料。所以在供应商报价时，应列出物料成本、制造成本、管理成本以及合理利润空间。供应商的定期审核及现场过程控制非常重要，在欧美企业或者苹果公司里，有很多的工程师负责供应商的管理、过程的监控，保证供应商的品质控制按照我们的品质要求去执行。从新产品开发到样品制作到成品量产出货，每个供应商定期有onside人员去监控质量。当供应商产品送到下一个供应商，下一个供应商会做IQC进料检验，如果发现物料不良要及时反馈，我们用8D的逻辑去找RootCause,闭环控制去关闭这个Issue,甚至会把8D的逻辑里面这个产品或类似产品犯的错误，在相似的产品或者工序做预防和改善，在其他的产品或工序做彻底的改善，避免发生同样的错误。这就是我们讲的供应商的管理，保证供应商有好的管理，保证供应商过程有监控，保证供应商来料符合要求，如果有问题及时改正。保证供应商的物料达到公司的品质要求。四、过程质量控制1、SOP和SIP文件的建立针对每一道工序标准指导书要拟清楚，标准指导书里会涵盖标准操作流程，注意事项，如果有重大影响产品质量（CTQ）的项目要用感叹号和星号标注出来，告诉员工不能违规操作，误操作会造成产品的严重不良。作业检验指导书对检验的抽样频率、检验方法、检验的使用仪器有一个清晰的定义，培训检验员按照我们的作业检验指导书去检验，确保检验方法正确不会误判，还有就是对于KPIV、KPOV以及输入输出要做出识别，对哪些过程的输入会影响输出做一个管控，要用DOE做一些设备参数和过程参数的优化。对于机器的输入输出做出管控，对于关键产品输出做管控。2、MSA量测系统为确保检验能真实反映产品性能，必须保证检验系统GR&R(测量系统误差的重复性再现性)符合要求，当MSAGR&R10%是好的量测系统，10%30%测量误差太大，量测系统需要做改善，否则不能用于产品的检验。比如说，电池的称重、极片的称重、配料的称重这类测量仪必须严格的校准。3、CTQ所有输入输出的参数影响产品质量的，必须在过程里面识别出来。对于这些CTQ的项目，要做特别的监控，包括输入参数，比如报警或者机器设备设计的时候要考虑对于实时的监控，如果过程能力参数CPK值能够达到1.33，那么可以采用抽检的方式，所以CTQ的识别非常重要。对于过程里面CTQ的参数，要运用SPC过程统计技术去监控过程输入输出参数是否受控，SPC可以反应过程是否稳定，如果有异常会在SPC控制图里面反映出来，可以提前调查原因并采取预防措施去避免生产过程的失控。对于SPC如果有异常，那么异常要及时处理，把过程遇到的问题及时解决掉，保证过程是受控稳定的生产。4、过程控制防呆系统(ShopFloorControl)对于关键特性参数，在过程控制中，要用现有的MES做一些监控，如果上一个工站测试不良，那么在下一个工站要把不良挑选或者拦截住，当产线有员工操作失误，会有系统的防呆不让不良品流到下一个工序或者流到客户手上。在做PFMEA或者在做产品的关键特性控制的时候必须要有这个系统，否则不会允许供应商生产。过程控制防呆系统是苹果审核供应商的必须条件，没有这套系统是没有办法成为苹果供应商的。5、产品的追溯系统如果生产有异常或客户有投诉，方便对产品召回，快速确定产品影响的范围，便于追溯、隔离产品，便于做质量调查。追溯系统至少要做到人、机、物料及生产时间，包括关键过程的特性参数，作业员，机器设备编号、物料批次号、生产时间、CTQ等，这些都要有系统去追溯，方便调查。过程控制防呆系统和产品追溯系统是供应商管理和质量管理的两大硬性条件，两大系统缺少任何一个苹果不会给他项目。目前国内企业这两点做的非常不好，没有这两大系统，很多品质问题无法追溯和调查。6、员工的自检与复检要对员工进行培训，每个员工必须明确当前操作的工位哪些是不良品，哪些是良品，哪些是合格，哪些是不合格。必须要进行培训、认证，考核合格后才能上岗。当生产过程中反映出不良，员工会将不良检验隔离出来，不会流到下一站，甚至客户手上。7、IPQC巡检IPQC就像工厂里面的警察，对生产线的机械设备参数、作业员的操作手法、作业员对作业流程的遵守、CTQ的参数、设备的input/output参数等按抽样计划做定期检查。巡检根据产品的过程稳定性，有可能2小时一次，有可能4小时一次，有可能一个班次一次。在做过程控制计划的时候，对巡检频率、抽样频率、检验方法有一个清楚的定义。8、过程质量记录的保存对于每一个过程的input/output关键的一些过程参数，必须有详细的品质记录保存下来，以保证在客户端或者过程发现异常时，有充足的质量记录证明去说明你的产品符合Spec，过程是受控的。当发生质量争议或者客户投诉的时候，过程质量记录作为强有力的证据来证明你的过程控制是受控的，异常问题是special的，不是批量问题，生产控制是符合质量要求的。9、合格率的监控及改善要有数据记录下来生产过程每个工序合格率是多少，根据公司的持续改善或者过程的良率目标去控制过程的良率。对于没有达标和不良率过高的项目要收集数据，用柏拉图去分析做持续的改善。柏拉图就是二八原则。根据统计学上的质量分析，往往20%项目造成80%的不良，那么反过来说，我们用柏拉图分析，往往80%的不良是由前两项三项造成的，那我们就会把我们的精力、资源放在80%不良的前两项三项，有重点的去改善。柏拉图的好处就是对于过程的不良，过程的分析不会泛泛而谈，而是有的放矢，这就是柏拉图的应用。10、Cycletime及UPH监