DMAIC方法在降低高压油泵泄压阀打开压强测试不良率方面的应用

李卓明

德尔福（上海）动力推进系统有限公司，上海〓200131

作者简介：李卓明（1986—），男，工程师，硕士，主要从事汽车零部件制造工艺研究工作，lizhuoming86@sina.com.

摘要：针对某款高压油泵泄压阀打开压强测试不良率高的问题，运用六西格玛的DMAIC方法进行系统性分析并提出了解决方案。首先定义输入和输出因子，并运用因果矩阵、潜在失效模式及后果分析对这些因子进行筛选。然后结合Minitab软件开展过程能力、多变异等一系列的分析锁定了两个关键输入因子，即泄压阀弹簧弹性系数测量不准确和出油阀组件压入力过大。再通过方差分析、实验设计等得到弹簧力参考值和出油阀组件润滑参数的最佳设置值。最后运用统计过程控制的方法对关键输入因子所涉及的制造过程进行趋势监控。现场实施结果表明，泄压阀打开压强测试的过程能力指数提高了85.2%，不良率降低了75.5%。该研究为后续类似的质量问题提供了一个高效的解决方案。

关键词：DMAIC方法；高压油泵；泄压阀；打开压强测试；Minitab

中图分类号：TD406   文献标识码：A   文章编号：2095-509X(2020)03-0104-05

某款高压油泵是第二代高压油泵产品，相比第一代产品，具有供油压力高、供油压力平稳［1］、密封性能好等特点。但由于其泄压阀打开压强比第一代油泵高，通常可以达到350 bar以上，因此该型号油泵的制造过程具有一定的复杂性和不稳定性。长期以来，该款高压油泵的泄压阀打开压强测试不良率一直无法降低，这无疑大幅增加了生产成本。对此，本文引入六西格玛的DMAIC方法对该质量问题进行系统性分析并提出了解决方案。DMAIC是由定义（define）、测量（measure）、分析（analyze）、改进（improve）、控制（control）［2］5个阶段构成的过程改进方法，一般用于对现有流程的改进，包括制造过程、服务过程以及工作过程等。

1定义阶段及测量阶段

在定义阶段，最重要的步骤之一是定义输入因子X和输出因子Y。在该质量问题中，首先定义输出因子Y为高压油泵泄压阀打开压强。该性能参数是评判当发动机油轨内油压过高时，油泵能否及时打开泄压阀以降低系统内的压力,从而保证系统安全［3］。它是利用EOL设备对油泵进行油压测试而得到的。具体测试原理是，利用EOL设备在油泵出油口端将测试油液冲入形成密闭空间，然后增大油压直至打开泄压阀，同时记录该瞬时油压的压强。明确了输出因子Y后，利用SIPOC图和鱼骨图从泄压阀安装、出油阀安装以及泄压阀打开压强测试的工艺过程中找到输入因子X，共计18个，主要包括泄压阀压装精度不足、泄压阀弹簧弹性系数测量不准确、出油阀组件压入力过大、泄压阀打开压强测试油温有波动等。

在测量阶段，首先需要对输出因子Y的测量系统进行测量系统分析（MSA）。重复性和再现性（R&R）报告显示，贡献比、变异比、公差比和明显分类数均满足良好测量系统的要求，表明Y的测量结果真实可信。然后对现阶段的输出因子Y进行过程能力分析，由概率图可知，概率值P>0.05，表明Y呈正态分布，而且统计过程控制（SPC）图上显示目前加工流程也处于稳定状态，但过程能力指数（CPK）只有0.61，表明其过程能力不足。为了探寻导致其过程能力不足的原因，利用流程变量图、因果矩阵、潜在失效模式及后果分析（FMEA）筛选全部的输入因子，最后根据柏拉图找出影响Y的两个重要输入因子，即泄压阀弹簧弹性系数测量不准确（X₁）和出油阀组件压入力过大（X₂），并明确了这两个重要输入因子的潜在原因，见表1。