产品质量管理中的8D方法运...风玻璃除霜开关故障解决为例_姜辉.pdf

FUJIANNONGJI福建农机FUJIANNONGJI第4期2022研究与探索产品质量管理中的8D方法运用以某型轿车空调系统后挡风玻璃除霜开关故障解决为例姜 辉林 丛（福建省农业机械化研究所，福建 福州 350005）摘要：阐述了运用8D方法解决某型轿车后挡风玻璃除霜开关质量问题的实例。关键词：8D方法；除霜开关；质量中图分类号：U463.851文献标识码：A文章编号：1004-3969（2022）04-026-05Application of 8D Method in Product Quality ManagementTake the Troubleshooting of the Rear Windshield Defrosting Switchof a CarAir Conditioning System as an ExampleJIANG Hui，LIN Cong（Fujian Institute of Agricultural Mechanization，Fuzhou，Fujian 350005，China）Abstract：It is described an example of solving the quality problem of a car rear windshield defrosting switch by using 8Dmethod.Key words：8D method；Defrosting switch；Quality作者简介：姜辉（1972），男，工程师，主要从事农业机械设计研究。林丛（1978），男，工程师，主要从事农业机械设计研究。18D方法简介8D 方法（团队导向问题解决方法）起源于美国军工产品质量控制管理方法，后经过美国福特公司长期实践和完善，它以问题为核心、团队为导向，利用标准化、流程化步骤解决问题。目前已成为汽车、电子等行业解决质量问题的重要方法之一。8D 方法由 1 个准备步骤（D0）和 8 个工作步骤（D1D8）组成，即D0 紧急反应措施（发现问题），D1建立工作小组，D2 问题描述，D3 临时纠正措施，D4原因分析，D5长期预防措施及效果确认，D6 实施永久性纠正措施，D7 预防再发及标准化，D8 小组总结。28D方法的运用及分析2.1D0：紧急反应措施（发现问题）某型轿车后挡风玻璃除霜开关经常发生故障。经分析，后挡风玻璃除霜开关失效主要有2种情况：开关烧蚀导致电性能失效及开关卡簧脱落造成开关锁不住引起失效，如图1所示。其中开关烧蚀故障约占全部故障件的90%，开关卡簧脱落约占全部故障件的10%。根据质量问题的性质，有必要采用8D方法予以分析及解决。2.2D1：建立工作小组首先，组建包括质量部门、技术部门、采购部门相关人员的质量改进小组。由质量部门负责人担任组 26FUJIANNONGJI福建农机FUJIANNONGJI第4期2022研究与探索开关烧蚀开关烧蚀卡簧脱落图图1 1后挡风玻璃除霜开关故障件后挡风玻璃除霜开关故障件Fig.1 Defective parts of rear windshield defrost switch长，明确每个小组成员的岗位职责，统筹推进质量专案改进。2.3D2：问题描述以汽车主机厂的视角详细描述所发生问题，全面真实地收集相关数据资料，并运用科学的质量工具及统计分析手段帮助描述，比如运用5W2H七问分析法对问题进行描述。如：1）通过与合格零件对比，该故障零件的问题是什么（1W）？答：除霜开关烧蚀、卡簧脱落不自锁，开关失效。2）为什么是个问题，会造成怎样的影响（2W）？答：除霜开关功能失效，引起顾客抱怨。3）由谁发现（3W）？什么时候发现的问题（4W）？在哪里发现（5W）？答：在车辆售出2年保修期内，由售后市场客户反馈，在4S店维修中发现问题。4）故障是怎样排查出来的（1H）？答：除霜开关故障件拆件分析，发现开关烧蚀、开关卡簧脱落不自锁，开关失效。5）总共排查出多少个问题零件（2H）？答：统计近1年数据，共发现47个问题零件。2.4D3：临时纠正措施定义、验证、执行和确认紧急措施或者临时性措施，保证在永久纠正措施实施前将相关不良产品与内部、外部客户隔离，避免问题扩大化或持续恶化。采取的措施：立即停止生产该产品，将已生产产品隔离；对客户端不良品及供应链方库存零部件不良品进行隔离；根据不同情况，对旧状态零部件采取报废、返修等相应措施并跟踪记录，确保临时纠正措施的围堵行动有效。2.5D4：原因分析按不同要素，从人、机、料、法、环、测等6个方面，运用因果图、直方图、分层法、柏拉图、查检表、散布图以及管制图等统计工具进行数据分析，找出产生质量问题的所有潜在原因，分别针对每个可能原因予以验证，最终找到根本原因。2.5.1该型轿车后挡风玻璃除霜开关的构成该型轿车后挡风玻璃除霜开关由除霜按钮、壳体、开关滑块、导向钢丝、触头、触头弹簧、卡簧、回位弹簧、除霜插片组件等组成，如图2所示。图图2 2后挡风玻璃除霜开关结构示意图后挡风玻璃除霜开关结构示意图Fig.2 Structural diagram of rear windshield defrost switch1.除霜按钮；2.壳体；3.开关滑块；4.导向钢丝；5.触头；6.触头弹簧；7.卡簧；8.回位弹簧；9.除霜插片组件2.5.2除霜开关烧蚀电性能失效问题对汽车主机厂返回的故障件进行分析，发现除霜开关铜触头与铜插片有变色氧化现象。司机一般在冬季雨雪天气才会使用后挡风玻璃除霜功能，除霜开关使用频率不高。因此除霜开关中的铜触头及铜插片易逐渐氧化，同时除霜开关运行时电流较大（该车型空调系统后挡风玻璃除霜电路未使用继电器控制），造成除霜开关通大电流的铜触头与铜插片电性能不良。通过试验验证了当铜触头与铜插片呈现氧 27FUJIANNONGJI福建农机FUJIANNONGJI第4期2022研究与探索化状态后，开关运行时其电压降较大。开关电性能不良，长时间运行并积聚热量，最终导致开关烧蚀。2.5.3除霜开关卡簧脱落造成开关锁不住问题1）对退回的开关卡簧脱落不良件进行分析。发现开关壳体压住卡簧的部分产生变形，向上翘曲，开关壳体变形后，卡簧向上爬起，止退簧片顶住开关壳体尺寸量处于临介状态，如图3、图4所示，在使用过程中，可能有少部分卡簧止退失效脱落，造成开关锁不住。2）排查塑料件。开关壳体采用的材料为奇美ABS777B，奇美品牌质量稳定，相关的材料试验符合标准，同时测量开关壳体的尺寸也符合图纸要求，因此判定塑料件没有问题。3）排查卡簧。该卡簧模具已累计使用70万次，卡簧模具状态急剧劣化，卡簧零件出现尺寸超差。卡簧图纸上1.50.05 mm处的尺寸（如图5所示）实际测量达1.82 mm，该尺寸偏大后，直接导致卡簧对开关壳体的弹力（压力）增加，这是开关壳体翘曲变形的主要原因。卡簧图纸上4-0.2-0.3mm处的尺寸（如图5所示）实际测量达4.03 mm，该尺寸偏大后，直接导致卡簧止退处于临界状态，在使用过程中，可能有少部分卡簧止退失效脱落，造成开关锁不住。图图3 3开关壳体向上翘曲变形开关壳体向上翘曲变形Fig.3 Upward warping deformation of switch shell止退簧片顶住开关壳体尺寸量处于临介状态图图4 4卡簧止退处于临界状态卡簧止退处于临界状态Fig.4 The snap spring is in a clinical state图图5 5卡簧结构示意图卡簧结构示意图Fig.5 Schematic diagram of snap spring structure2.6D5：长期预防措施及效果确认根据已确认的根本原因选定最优的长期预防措施来解决该质量问题。2.6.1除霜开关烧蚀电性能失效问题1）为了解决除霜开关铜触头与铜插片氧化造成除霜开关电性能不良的问题，考虑对零件的表面处理工艺进行重新设计。由于常温下导电最好的材料是Ag，20时 Ag 的电阻率为 1.6510-8m。其次是Cu，电阻率为1.7510-8m。根据元素周期表的顺序，Cu 更活泼更易被氧化，综合考虑成本等相关因素，采取的长期预防措施为：对除霜开关通大电流的铜插片及铜触头零件表面处理工艺重新设计，对除霜开关上通大电流的铜插片及铜触头表面镀银处理，如图6所示，以改善除霜开关的电性能。图图6 6后挡风玻璃除霜开关改进后样件后挡风玻璃除霜开关改进后样件Fig.6 The sample after improved rear windshield defrosting switch2）对整改后的样件进行试装及检验，并与原不合格件进行比对分析 28FUJIANNONGJI福建农机FUJIANNONGJI第4期2022研究与探索对整改前除霜开关电压降与整改后除霜开关电压降数据进行对比分析（如表1所示），整改后除霜开关电压降大幅降低，电性能明显改善。表表1 1整改前后除霜开关电压降整改前后除霜开关电压降Tab.1 Voltage drop of defrosting switch before and after rectification零件状态通大电流的铜插片及铜触头未镀银（有轻微氧化）通大电流的铜插片及铜触头镀银电压降/mv1#59.35.02#706.43#924.74#844.85#874.9注：通5A电流，1#-5#为零件编号2.6.2除霜开关卡簧脱落造成开关锁不住问题1）责成卡簧供应商对卡簧模具进行整改，使卡簧尺寸符合图纸要求，以保证卡簧止退功能可靠，避免卡簧止退失效卡簧脱落造成开关锁不住。2）将卡簧 1.50.05 mm及4-0.2-0.3mm的尺寸列为控制尺寸，并制作检具进行检验，如图7所示。图图7 7卡簧检具卡簧检具Fig.7 Snap spring detector3）从预防改进的角度出发，更换开关壳体的材料，由ABS777B（热变形温度107）更换为ABS777D（热变形温度115）。减少开关壳体上压住卡簧的悬臂结构的变形量，避免卡簧脱落造成开关锁不住现象。2.6.3型式试验对整改后除霜开关进行3项型式试验，如表2所示。整改后，除霜开关电性能明显改善，经温度存放试验、过电流强度试验及可靠性试验显示开关电性能合格，同时开关卡簧脱落故障不再出现。2.7D6：实施永久性纠正措施根据长期预防措施，对改进后新状态零件进行小批量制作，送客户实车试装，通过了客户的认可。2.8D7：预防再发及标准化预防类似问题再发生，并通过TS16949质量体系文件的方式进行规范，对除霜开关DFMEA（设计失效模式与影响分析）文件及新状态开关零件进厂检验指导书进行更新，同时对类似产品进行排查，避免该质量问题在其它类似产品中发生。2.9D8：小组总结小组以会议形式总结了后挡风玻璃除霜开关质量问题整改的实施过程，对相关图纸资料做了归档，形成8D报告并进行评审，评审认为运用8D方法较好解决了后挡风玻璃除霜开关的质量问题，并预防类似问题的再发生。实施过程中团队积累了经验，提升了表表2 2型式试验及结果型式试验及结果Tab.2 Type test and results试验项目温度存放试验过电流强度试验可靠性试验样件数量/件3022测试设备高低温湿热试验箱直流稳压电源、直流电流表耐久试验台试验方法样品接真实负载，将试件置于85的环境箱内存放48 h；-40的环境箱内存放48 h调整电源电压至直流12 V0.1V，设定过电流为20A，分别连接试验样品各输出端至相应的测试负载，操作相应的控制机构，持续10 min常温下调整电源电压至直流12V0.1 V，试件连接上HVAC按实车状态可靠地固定在耐久试验台专用的支架上，按钮开关以1HZ的操作频率按压试验要求试验后试件不得损坏，仍能满足外观和基本性能要求试验后产品电路板应无过热烧蚀起皮现象，且电性能正常按键寿命应50000次，试验后无明显故障试验结果试验后样件无损坏，满足外观和基本性能要求试验后，试样电性能正常试验后，按键的寿命达到试验要求，无明显故障试验结论合格合格合格 29FUJIAN