压铸单元生产过程中的数据管理控制

闫念一;于德水;张宝海 【期刊名称】《资源再生》 【年(卷),期】2015(000)002 【总页数】4页(P40-43) 【作 者】闫念一;于德水;张宝海

【作者单位】长城汽车顺平压铸分公司技术中心;长城汽车顺平压铸分公司技术中心;长城汽车顺平压铸分公司技术中心 【正文语种】中 文

在压铸单元生产过程中产品所产生的缺陷，该采用哪些有效手段来解决？这是压铸工作者不容忽视的问题。经过艰苦的实践，笔者认为，通过质量成本控制（QC）的7 种道具手段，可有效地弥补缺陷。在生产的过程中，通过对“人、机、料、法和环”的条件控制，能确保采用稳定的条件数据控制来有效地提高产品的质量，以便弥补缺陷、规避风险。实践表明，单单凭借感觉和经验是不可行的，且无法掌握实际数值，要随着时间、条件和产品的变化而改变，并做出准确的判断。 先进的压铸单元通过数据统计分析（SPC），以及实验、手段和分析（DOE) 等数据的判断，获得解决问题的科学方法。在填充到凝固的这一过程中，科学的结论需要靠我们通过对CAE（计算机辅助设计），以及对充填、温度场和排气等过程的分析来获得，并制定相应的应对方法。为了实现工序中所要求的质量或是生产性的目标，运用PDCA 的品质管理周期（按照统计原理中有效管理生产过程的方法 P-

D-C-A :Plan-Do-Check-Action) 来实现既定目标。

统计分析是了解工程是否稳定的统计学的观点及方法，使生产工艺设定维持良好的状态，抑或采取有效的措施，借助统计资料和分析技法，认识和了解其影响过程，找出其品质真正变化的原因，进一步调整、改善整个工艺过程的运行状态，不断地完善和提高压铸工艺稳定性、可靠性。

为了达到既定的质量目标，压铸单元内部通过运用“计划-实施-检查-执行”（P-D-C-A）的品质管理周期，不断对工作加以改进和优化。为了践行“预防原则”，应用数据统计方法对过程中的各阶段进行评估和监控，建立并保持生产产品的工艺条件处于满足且稳定的状态；通过对 CPK 值（计算过程能力指数），分析过程能力来达到技术要求的满意度，对过程的质量进行科学的评价，从而保证产品符合标准要求的一种质量管理技术。下面，从以下三方面进行剖析，即明确压铸生产、产品质量、控制要求必须是建立在数据基础之上的。 一、压铸单元内管理的数据确认过程

如图1 所示看出，压铸单元是由两个相互运行的工作循环构成的。研讨这两个循环过程，提出过程中的控制要点，明确实现这些控制要点需要考虑的条件，并通过条件数据控制进行管理，上述这些是压铸单元内部的每个数据控制，他们是实现高效运转，生产出高品质的压铸产品的关键所在。下面，着手分析单元内部中每部分要管理的数据。

图1 压铸单元基本构成①给汤剂 ②喷涂机器人 ③压铸模具 ④压铸机 ⑤取件机器人 ⑥多工位风冷箱 ⑦切边机 ⑧缸套预热机 ⑨合格及不良品传送带 ⑩外观检查装置

1.保温炉定量炉的数据控制

在保温炉或定量炉部分的浇铸温度、浇铸重量、浇铸时间、料筒内部的含气量，对合金化学成分的定量分析，对铝水含气量的分析数据，铸件的料柄厚度。

2.模具及压铸工艺参数的数据控制

在喷涂脱模剂的过程中要明确，开模取件后模具的温度场的分布，喷涂后模具温度场的分布情况，喷涂量、喷涂的位置、喷涂的工艺，喷嘴的式样及设定长度，冷却时的流量及温度，脱模剂的浓度配比，配比机的压力等。

在压射的过程中：压铸工艺参数的设定显得尤为重要。低速、高速、高速切换时间、压铸的速度、压力曲线的多段设定、保压的时间。氮气瓶的压力、模具的开合模速度、运行的设定、压铸单元系统液压油的工作压力及流量，以及温度、高速、增压开关、压射杆与冲头磨损，采用数据分析来评估最佳铸造条件参数。

模具温度、冷却水的泄漏、冷却水流量的大小等。在模具的设计过程中，要增加流量计后采用开放的方法来实现其可目视化、数据化。模具的排气、内浇口的大小，以及排气堵塞、铝液泼溅、浇口附着、模具的油缸工作油压和脱模剂有无残留，此外，对于抽真空的特殊工艺，要设定必要的工艺曲线，时间及压力等数据。 3.压铸单元周边设备的数据控制

转运铝液的温度、成型周期、冷却水的循环方式、对于缸体压铸件生产缸套的预热温度、抽真空机的压力、时间、模温机预热的冷却温度、流量及压力的数据。冷却部分的冷却水温度、铸件的冷却温度和冷却时间，以及传送带的运行速度。关于切边机要定期确认工作的速度、切边机的控制压力、运行的程序、打号机的程序设定、周边设备的压缩空气、水和电的数据管理。对产品的成像扫描，通过对比分析，可判断出产品的外观缺欠，以及是否出现判断异常的情况。 4.数据得到的方法及明确生产过程中的异常

目前，采用哪些办法来对压铸单元内的数据进行采集已客观地摆在日程上来。笔者通过梳理发现，在生产的过程中，主要通过以下这些方法：尽量使用仪器进行测量：即对温度和压力进行测量；在压铸模具，设备的重点部位加装热电偶，测量模具重点部位的温度。用热成像仪对模具喷涂及开模温度场的分析、在模具上加装水排，

目视化的观察流量、温度的变化，明确压铸模具在生产过程中的条件变化。通过实验设备检查产品机械性能数据。通过对压铸单元内部的界面数据进行判断等方式来获得取得数据。

毛坯使用加热汽泡法观察气孔的大小及分布情况，气孔采用显微镜或放大镜来观察气孔的程度及分布来划分重点区域，在气孔现象的调查中发现异常项目的考察，并记录气孔实际程度的大小。此外，理解并掌握调查结果，用切断、加工、和气泡法等来加以确认。这里特别明确压铸生产中的数据的产生，是在确认连续生产不良品数量得到数据。

对于“异常情况”，生产过程中的变化只有通过数据，才能建立可行性的标准，从而判断出产品的异常。“无规矩不成方圆”。单凭经验来判断是否出现异常实在是有失偏颇。通过在生产的过程中所获得的真实数据来判断是否制造出符合要求的良品，并辨别该产品的品质在生产前后发生了哪些变化，以避免不良品流入下一道工序，抑或流向客户。由此可见，通过实践来获取真实而可靠的数据是压铸生产管理的重要一环。

二、压铸单元界面的数据分析

为了使工作变得更加高效，笔者认为，需对压铸单元全面进行实时控制；同时，对该过程进行全面而系统的生产数据诊断和分析。在压铸单元，设有生产数量、不良的统计分析、“异常情况”的工艺参数数据、故障诊断界面、压射曲线界面、各阀类运行条件界面、参数条件界面、单元设备运行条件循环界面、冲头运行界面、工艺参数计算界面等等。在全部压铸过程中，对设定的工艺参数，工作时的各压力，速度的界面控制，完善的数据管理，质量管理界面，生产管理界面，各部位运行条件界面，过程运行的界面实时产生数据，并对其进行实时监控，在出现异常情况时，设备会进行自动调整。

十段以上的压力，速度压射曲线设定、编程及数据统计，使压射工艺设定变得更加

灵活。在压射的过程中，可随意设置压铸产品的工艺。设定的工艺在压铸的生产过程中可以实现实时的记录及分析。压铸机的最基本配置，也具备自由编程的功能，工艺参数变得更加图像化，所采取的工艺监控功能可通过编程来实现在取件前筛选不合格产品的过程，这里包含趋势数据和趋势图。

在“压铸单元”上述的这些能力，为实现压铸生产过程中的数据控制提供了可靠的技术保证；为提升产品的品质、生产中的设备管理、过程控制，以及条件管理提供了可靠的数据保证。在此，提取一些界面，通过对生产过程中所获得的数据进行分析，可提高过程控制的能力水平。 图2 不良部位的伯拉图分析 图3 不良部位的分层图 图4 生产数量及不良统计图

如图1、图2 和图3 所示，通过对不良部位的分层图分析，以及不同部位的伯拉图分析，可以明确问题发生的具体部位、缺欠发生的数量排次，并明确问题的重点，为不断改进技术提供可靠的数据支撑。

如图4 所示，在生产管理上可对设备的异常反应迅速做出判断，这样能缩短设备的停机时间，使压铸单元出现故障的原因变得一目了然。对于设备上数据的管理，在异常时可马上停机，以减少不良品的生产批量。 图5 压铸工艺参数的散布图分布 图6 压铸工艺参数条件界面

如图5、图6 所示，对于压铸生产过程中的工艺参数、控制的范围、异常工艺参数的数据，以及每一模次的数据分析，通过分析过程能力指数值（CPK），可判断出工艺的可靠程度，并能准确地描述该过程的能力。该过程的能力指数越高，说明可控制的能力越强。在压铸的生产过程中，要对关键的工艺参数进行能力分析。当CPK值较小时，可以通过“模具冷却、设备调整，以及工艺参数调整”来提高其

CPK 值。此外，对已达到过程能力指数的工艺参数，通过系统的条件数据范围管理，使其CPK 值维持稳定。

通过对产品的外观进行检查和扫描，并对所有产品进行深入分析，可以判定产品的外观缺欠分析，如 图7 所 示。如图2 所示，对不良品部位的伯拉图进行数据分析，可明确产品部位的缺欠，并找准问题点，以便不断完善和提高产品的质量。 详实的数据分析为压铸生产管理实现目视化提供了可靠的保证。 图7 外观检查分析系统

三、实现压铸生产中的标准化、目视化

压铸单元的生产管理一定要实现标准化、目视化，只有这样，才能发现问题，解决问题，既为不断改进流程提供理论依据，又为生产过程中的数据管理分析提供科学依据。对以上所产生的数据中出现的问题进行“人机料法环”的分析，能有效地解决压铸生产中的实际问题；对QC 在压铸单元界面的运用及分析提供了有效的手段。压铸的管理要基于“人、机、料、法、环”的五方面控制，明确其变化点的控制，其关键还是数据的判断，即通过数据发现异常时要停止生产，并迅速做出反应，及时发现问题并解决问题。

对于在压铸生产中所建立的标准要切实解决以下问题：标准的目的、谁来做？如何做？采用何种手段？怎样做？如何判断？要求检查确认的频次规定、发生问题后该如何处置等等，这些标准都是建立在数据的基础之上的。 制定压铸生产制造需要的标准类文件

QC 工程表，控制计划作为压铸生产的纲领性标准文件，要明确铸件生产的工艺过程细节、控制的要点数据、制造的必要条件数据、产品的品质要求，检查的方式方法，生产节拍等。

要实现在压铸生产过程中的目视化及标准化，就要明确每道工序的作业标准。作业要领书、设备操作要领书、标准作业票、质量检查操作要领书、设备检查书、条件

检查表、访差错检查表、生产模具更换管理板、不良品处置基准、异常处置要领书、压铸单元内生产，管理人员分工能力图表、培训及技能管理表，模具试模基准，问题的分析及人员教育文件等。对于这些标准的建立，同时要有相应的记录文件，以跟踪记录这些表格文件。

要将这些标准备齐，并在日常管理中有条不紊地应用到位。“无标准无管理，缺标准缺管理。”做成问题点育或受控文件，并监督指导。是为有效实行标准作业而对作业方法，以及设备机械操作方法进行的标准化。

实现目视化要在生产的现场设置压铸单元管理板。关键工艺参数的管理图、人员的能力、各阶层人员的工作技能用图表明示，生产管理、质量管理、变化点管理图（明确“人、机、料、法”的变化）设备条件管理图标、异常处置的规则、各类工作计划，实现生产中的质量、成本、交货期、效率，以及人员的目视化管理，明确异常，发现异常迅速处理。

对压铸不良品处理的对策，最重要的是要针对不同现象做出不同的判断，并进行系统的调查：必须尽快确认结果、判断举措是否正确；通过数据的调查来发现事故及异常是最重要的。相形之下，通过经验来提高实践者发现问题的眼光是做出正确决策的关键一环，在决策的过程中，需要相关的部门进行积极的协助，因此，要积极地推进小组活动。

在压铸的生产过程中，科学的管理能提高效率、提升品质。同时，通过计划-实施-检查-执行（P-DC-A）的管理来实现有效控制，从而实现对压铸生产全部过程控制和条件管理。（P：是对制造过程中管理项目的收集和研讨，以确定其关键项目及条件数据的过程；D：是明确其运转条件数据，使用各种有效的方式；DOE 是指实验手段；C：指的是通过对数据的分析、研究和验证，明确问题的真正症结。A：是对问题进行改善的实施过程。） 小结

压铸生产及质量管理的过程是一个循环反复、螺旋上升的过程。通过不断设定新目标，达到“不断提高生产效率、不断提高产品质量”的效果，而数据是强有力的支撑。

压铸单元可快速实现“异常情况明朗化”。在产生不良品时，通过统计数据的分析，明确问题发生在“哪道工序”，发生在“哪个环节”，在哪个环节中的某一点产生了何种不良品便凸显出来，这样可进行高效的控制，防患于未然。压铸单元内部通过对制造的条件和品质统计数据的理性分析，为提高产品的质量和生产效率提供了第一手的分析素材。

总之，通过以上分析，我们不难发现数据管理在压铸生产管理中的重要性。采用科学而合理的手段去发现问题、解决问题，能有效提高压铸生产的效率，进而提高产品的质量。