本文是一篇工程质量管理论文,本论文首先以文献综述法总结了PLC的应用以及8D的方法,最终以8D方法为理论基础,围绕A公司PLC产品质量现存问题,建立8D结构模型,融合其他质量工具,即以鱼骨图、因素搜索分析法和5whys分析法等质量管理工具进行研究,筛选出关键质量因素,对此展开改进方案的研究,具有一定的研究意义。
第1章绪论
1.1研究的背景
对于工业、农业、制造业而言,数字化、自动化控制的推进必不可少,特别在自动化控制的应用领域,PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)更容易被企业所引用,并且加以应用。此外在工业自动化领域,电气设备往往需要存储大量数据,庞大的数据需要应用计算机进行自动化控制,因此相较于传统的人工控制而言,PLC的应用有效地提升了反应速度和效率,其次对于设备运行当中需要实施的操作和处理应急事件时也能够凸显出PLC技术的优势[1],以上表现了PLC其独特的优势以及应用的广泛。对于PLC的由来及发展,其来源于非常基础的计算机以及极其传统的电子控制设备,即继电器、接触器、断路器等等。从1980年到1989年之间的10年期间,各大芯片龙头企业(如亚德诺半导体,德州仪器,意法半导体等等)纷纷推出了各种高端的集成芯片,此外各个芯片方案供应商同时提出了集成电路的各种技术应用方案,集成电路以及微电子技术出现了大规模的发展,16位和32位微处理器技术广泛应用到了PLC领域,从而使PLC技术得以快速发展。
对于PLC的种类,PLC产品可以从体积上分为中大型和小型化,也可以基于结构形式将PLC分为整体结构形式、组合结构形式和叠装结构形式。小型PLC多属于整体结构形式,会将输入输出通信接口、电源、微处理器芯片集中于同一机箱内;大型PLC、中型PLC多属于组合结构形式和叠装结构形式,具有可拓展性的特点[2]。针对中大型的PLC产品,其目标市场主要在工程项目上,需要极高的可靠性和稳定性,同时也需要带有丰富的数据通讯接口。根据2021年的国内市场报告来看,中大型的PLC主要应用在物流运输、电池、金属采矿等领域,占比分别为12%、11%、8%,参考图1-1。对于小型化PLC产品,主要的目标市场在代工厂加工上,比如说包装、食品、纺织业等各种机械设备的加工。参考图1-2。根据2021年国内小型PLC市场份额数据统计来看,半导体行业占据着市场近14%,其次主要的是纺织业、包装行业和电池占据了市场近20%。
1.2研究的意义
对于质量而言,质量是企业之本,是树立企业品牌的前提,通过质量提升可构建企业核心竞争力,优化盈利水平,实现可持续发展[3]。质量的重要性在各个企业越来越突出,确切说质量可以作为企业的生命。相应的质量管理要求也愈来愈重要,质量管理和改进方法也需要更加严格和科学。综上所述,企业若要赢取更好的市场,其中一方面需要保持深入持续的质量改进。
8D方法对于多数的企业质量的提高具有系统性、根本性、高效性的优势。因此8D方法对于企业而言,具有十分重要的现实意义。特别在中国企业质量管理中,很多企业在推广利用8D的方法进行质量改进,以满足客户需求、不断降低质量损耗成本、增强企业核心竞争力等方面。例如采用8D方法作为质量改进工具的有华为、富士康、广西玉柴、上柴股份等多家优秀制造企业。因此8D方法对于企业而言,可以总结以下优势:(1)其可以深入拓展,持续改进,充分挖掘和利用企业的专家经验,提升企业的产品自主研发能力。(2)在企业在问题解决过程中,可以帮助企业减少成本浪费,降低产品故障的可能性,更好的保证产品的安全可靠性,塑造和增强产品的核心竞争力。(3)其可以提高企业团队的合作能力,增强企业员工之间的凝聚力,以及企业处理问题的有效性和协调性,因此企业可以合理分配有限的资源,比如,专家资源、产线资源、采购等等,确保企业的持续性发展。综上所述,8D在解决较为复杂问题更具有优势,且对于企业而言具有重要的指导意义。
第2章相关理论及文献综述
2.1 PLC产品应用介绍
PLC是一种非常先进的电子系统,主要设计和开发用于工业生产过程的电气控制。PLC技术最开始主要应用于汽车的生产领域,在后来的发展过程中,慢慢被其他行业所引入。PLC技术现已作为当今社会中必不可少的基础工艺之一,其具备安全性高、操作性强以及使用方便等优点。其中工业企业利用PLC控制系统实现系统可编程控制的记录和操作,并将继电器触点控制器技术,云计算技术和PLC控制系统相结合,以解决传统电气控制系统复杂的内部布线,低运行可靠性和高能耗等问题。此技术的工作原理是通过输入模块将收集的现场数据信息输入系统,并使用中央处理器根据程序逻辑向每个模块发送控制信号,以便执行智能控制。
此外,在电气工程及其自动控制方面,PLC技术的应用可以显著提高电气系统本身的抗干扰能力。即使在恶劣的环境下,该系统仍可以根据用户的特定需求保持安全操作并加强系统控制。与以前的机电设备编程程序相比,PLC技术的编程困难大大减少,它可以自动识别各种信号和程序,并可以完成系统指令,而无需操作员输入大量指令。在PLC技术的应用过程中,可以在技术的应用过程中分析控制效果。在应用PLC技术时,使用者可以控制某些原则,并通过对其原则的有效分析确保其应用更合理。近几年PLC技术还开发出了扫描操作,这就代表着在电气工程及其自动化控制中,只需要通过直接扫描就能将相应的操作数据记录到PLC系统中,并且实现精神。
2.2 PLC产品国内外应用现状
2.2.1 PLC产品国外应用研究现状
在PLC产品的应用研究方面,在2023年,Fahim,Rahman和Hridoy[4]等在其论文中讨论了基于PLC的自动化功能对收缩包装和分拣技术的低成本研究。文中提到利用自动化单元将两种不同类型的工作组合在一个框架中,一种是收缩最终产品的包装,另一种是通过测量产品尺寸进行分类。将两种不同类型的工作组合到框架中的目的是为了减少总的生产时间。实验结果表明,该系统具有高分拣精度,可靠性并满足设计规格。2023年Daniel Kajzr*,Tomas Myslivec和JosefCernohorsky[5]在《基于开放式PLC的机械手控制系统对三维混凝土打印技术的应用》中介绍了基于PLC的开放式控制系统的概念,并展示其在设计和实施基于模型的控制方面的作用。通过对开放控制系统用于控制打印机器人的试验模型研究,并对所获得的结果进行了评估,该解决方案相对于传统的闭环控制系统平台而言,其在编程和原型设计方面节省了大量时间。
此外在2023年Dmitrii Borkin*,Andrea Nemethova,Martin Nemeth and PavolTanuska[6]在其论文中研究并描述了PLC(可编程逻辑控制器)和BCI(大脑计算机接口)之间的实时通信,将EEG(脑电图)信号应用于自动化领域。其中文中证明了一个人和PLC控制的操纵者在BCI的帮助下进行互动的可能性,最后提到了这种方法在未来可以帮助身体残疾的人控制某些机器或设备,以此找到克服身体残疾的适用性。2024年,Rodrigo Vieira和Rodrigo Vieira[7]等人对菲尼克斯电气的PLCnext生态系统的PLC作为图像处理平台的使用情况进行了评估。在其研究论文中着重探讨了PLC用作图像处理平台的情况,结果表明使用PLC作为工业控制器和图像处理平台对于低复杂性和不要求周期的应用是可行的,并为对工业自动化和计算机视觉技术融合提供宝贵的见解和基准。
第3章 A公司PLC产品介绍及质量现状分析 .................... 25
3.1 A公司PLC产品介绍 .......................... 25
3.1.1 A公司PLC的特点 ............................. 26
3.1.2 A公司PLC产品的市场现状分析 ...................... 28
第4章 A公司PLC产品质量问题分析 .................... 38
4.1 质量方法的确定 ............................... 38
4.2 质量方法的准备 ............................... 40
第5章 A公司PLC产品质量改进方法确定及效果 ........................... 61
5.1 质量改进方法的验证和实施 ......................... 61
5.1.1 质量改进方法的验证 ................................. 61
5.1.2 质量改进方法的实施 ................................. 63
第5章A公司PLC产品质量改进方法确定及效果
5.1质量改进方法的验证和实施
对输出效果产生决定性影响的因素已在8D前四阶段的分析整理中得到了梳理和整改。为确保改进措施的长期有效性,促进相似工艺及流程对成功经验的借鉴,并实现项目利益最大化,本文将结合8D方法的最后几阶段,将改进措施整理成册,形成具备共享性的标准化文件。
5.1.1质量改进方法的验证
结合上一阶段筛选出的技术关键因素和管理关键因素。本阶段,质量改进小组基于PCB基材开裂和研发人员的输出文件不完善角度出发,以制定、验证和确认解决相应问题的针对性方案为目标,从而保障此类问题不再发生。质量改进小组制定了如表5-1所示的纠正和预防措施,以验证措施能否有效提升钻孔工艺,以及改善其对控制器板卡造成的失效现象。
第6章总结与展望
6.1研究总结
A公司主营各类PLC产品的生产及制造,上市商品均获得了较高的客户满意度,市场占有