某称重设备系统有限公司自2013年开始推行六西格玛管理，六西格玛成为改进过程、降低缺陷、提高业绩、培训员工、保证公司长期高速增长的强劲的企业文化。天行健管理公司承担该公司六西格玛活动的培训和项目指导工作，“提高GD传感器的一次合格率”就是公司推行六西格玛的案例之一。

1、称重传感器

一种将重量转换成电信号的敏感元件，主要由弹性体，应变片，PCB板及电缆线组成。传感器的精度直接决定了称重系统的精度。GD传感器(一种摇柱式称重传感器)是开发上市的新产品，主要用于汽车衡，轨道衡等产品。

2、GD传感器投入生产已有半年，但生产线的平均合格率一直不高：

①产品生产的合格率低导致生产效率下降，生产定单不能按正常的生产周期完成而影响及时交货；

②多次返工造成产品性能不稳定，即使通过测试和检验，依然存在质量隐患；

③产品质量问题引起过多的维修，花费过多的人力、物力和财力；

④有一部分GD传感器销往其他国外分公司，质量不稳定影响公司声誉。 

1、提高GD传感器整个生产流程的六西格玛水平，当前:2.9σ，改进后:3.6σ。

2、降低GD传感器的报废率，当前:1.67%，改进后:0.3%。

3、重复性与再现性容差百分率从67.1%下降到26.51%。

4、减少直接报废，降低内部返工返修及客户服务维修费用，提高经济效益。

一、测量阶段

GD传感器概要生产流程分析(图1），目前生产过程的六西格玛水平为:2.9σ。

图1

二、分析阶段

1、主要缺陷类型分析(图2）

图2

造成传感器返工的主要缺陷类型有:灵敏度超差、线性超差、半导体片歪、绝缘性能超差和其他原因。其中灵敏度超差和线性超差，是主要返工原因。其中，半导体片歪和绝缘性能超差是由于操作人员违反操作规程造成的。灵敏度和线性是传感器的主要质量特性，在制造过程中，由不同检验员使用专用仪器进行测量，因此人员和操作的一致性对质量特性的控制至关重要。

2、用Minitab软件对灵敏度的测量系统进行分析(图3、图4）

图3

图4

①对灵敏度测量系统的分析结果表明:

重复性与再现性容差百分率高达67.1%，因此测量系统误差导致结果不真实，是造成质量特性不稳定的主要原因。

②进一步分析还表明测量系统的人为因素影响明显:

被测传感器放置的方法、位置因人而异，严重影响了测量结果的重复性与再现性，需对该测量系统进行改进。

3、用因果图对造成线性超差的原因进行分析(图5)

图5

4、为确定线性超差的主要原因，进行DOE试验分析(表6）

图6

按极差排序，对非线性的影响程度最大的是因子A，其次是因子B，而因子C与D影响很小。这说明膜片是否退火是造成传感器非线性的最重要的原因，而膜片退火主要是消除应力，因此可以得出如下结论:膜片的应力是造成非线性返工的主要原因。

三、改进阶段

1、为减少灵敏度测量系统的误差，制作了一副专用测试夹具(图7)

图7

①使用此夹具，可防止侧试时传感器位置的转动；

②消除测试对位过程中的人为因素；

③防止传感器前后左右晃动，影响测试精度；

④经验证，改进后的系统误差和改进前相比显著下降:容差百分率(SV/Tolerance)从67.1%降低到26.51%，效果显著。

2、膜片的改进

①将膜片冲压以后，加一道退火工序，工艺条件为：600℃和5小时低温退火；

②膜片的厚度从0.38mm改为0.40mm；

经过改进，使得焊接后的应力大大降低。

3、改进后的效果

整个GD传感器生产过程六西格玛水平:3.96σ，报废率为0，均超过项目当初预期的目标。

四、控制阶段

①更改测试工艺文件和操作规程；

②更改膜片的设计图纸；

③培训测试工序员工和膜片检验员。

1、改进后的系统误差和改进前相比显著下降:容差百分率(SV/Tolerance)从67.1%降低到26.51%，效果显著。

2、将膜片冲压以后，加一道退火工序，膜片的厚度从0.38mm改进为0.40mm；经过改进，使得焊接后的应力大大降低。

3、改进后，整个GD传感器生产过程六西格玛水平为:3.96σ，报废率为0，均超过项目当初预期的目标。