基于PDCA 循环在安钢AG700BL 产品研发中的应用

王翠娜 张大江 李 伟

（安阳钢铁股份有限公司）

0 前言

PDCA 循环是美国质量管理专家戴明博士首先提出的，所以又称戴明环，它是全面质量管理的思想基础和方法依据。PDCA 循环通过Plan（策划）、Do（实施）、Check（检查）、Action（处置）四个阶段[1]形成了一个质量管理循环过程，这四个阶段并非运行一次就结束，而是不断地周而复始的重复依次进行。在每一个循环阶段都针对已发生的问题进行解决[2]，本次循环遗留的问题进入下一次循环，每循环一次，解决一部分问题，水平提高一步，呈阶梯式上升，PDCA 循环的过程如图1所示。本次研究根据PDCA 循环每一阶段的特点，介绍了PDCA 循环在安钢AG700BL 钢铁产品研发中的应用。

1 产品研发的策划

PDCA 循环的第一阶段是策划（Plan），主要包括：现状分析，找出存在的质量问题，分析原因并制定质量目标、工作计划。产品研发的策划是企业在充分进行产品市场调研、客户应用加工技术分析的前提下，结合企业自身装备能力、基础研究水平以及产品发展方向，考虑产品材料性能要求，确定可行的工艺路线和开发周期，预判研发投入和市场收益。

图1 PDCA 循环的过程

AG700BL 产品在研发策划时，首先根据商用车轻量化车架结构特性、受力方式和用户加工使用特点，再针对商用车的边梁、立柱及插装等部件对强度、折弯和焊接性能要求较高的特点，选择合理的成分体系和生产工艺，保证冷弯加工和焊接性能，从而使钢材强度的波动范围较小，通卷性能稳定。此外，增加了钢卷平整工艺，确保钢卷在开平和使用过程中的板形能够满足用户要求。在满足用户使用的前提下，进一步降低成本，创造性开发出边梁专用钢AG700BL。

结合用户加工使用要求，确定汽车边梁用高强热轧卷板AG700BL 的机械性能、化学成分、几何尺寸、表面质量、交货状态、检验试验方法等方面的技术要求，形成研发计划。

2 产品研发的实施

PDCA 循环的第二阶段是实施（Do），即执行所做的策划。这一阶段是PDCA 循环中最为关键的一步，它是将制定的工作目标和措施付诸实施的过程，是摸索、优化成分设计和生产工艺的阶段，是以确认成分设计和生产工艺是否适合该产品的生产为主要目的。

2.1 试验方案的制定和实施

研发计划制定后运用头脑风暴法、鱼骨图法、排列图法多种集思广益的科学方法，把所有可能导致产品研发不成功的原因找出来，针对影响产品开发的因素制定相应的措施。研发部门组织相关单位，讨论AG700BL 的技术难点和设备保证能力，拟采用低碳中锰+微合金体系。充分考虑合金元素对连铸工艺、钢卷性能的影响，采用合适的轧制工艺参数稳定产品力学性能，关注薄规格高强钢的板形控制，明确各阶段的工作内容和质量目标及计划进度，制定出AG700BL 的试验方案。

2.2 试验结果分析

AG700BL 成分控制相对稳定。从性能检验结果来看，AG700BL 强度波动较大，屈服强度富余量偏大，部分抗拉强度强度不够，延伸率适中，冷弯d=2a 全部合格。

2.3 用户试用跟踪

选择几个典型用户进行产品试用，并进行交流、收集使用意见，根据用户反馈意见分析产品存在的质量问题。

3 研发质量的检查

PDCA 循环的第三阶段是检查验证（Check），根据前期制定的内容，评估执行过程中实施的效果。研发质量检查主要就是针对项目质量实施全过程的检查，其检查范围涉及产品质量形成的各个阶段，开展检查的目的也是为了发现问题，并能够及时改进，更好地保证项目质量，使其满足相关质量要求。同时，通过日常检查、专业检查、体系评审（内审、外审）等方式来检查产品研发过程的控制情况，及时发现产品研发过程中存在的不足之处。

通过采集、整理、分析AG700BL 试制阶段的生产工艺及产品检验数据，采取特征值、数据表、散点图等方法对AG700BL 生产过程数据进行统计分析，得出结论：（1）AG700BL 成分控制相对稳定，杂质元素S、P 含量较低；（2）性能合格率为98.45%，各项力学性能在满足内控要求的同时，具有一定的富余量；（3）钢板表面和外形尺寸公差控制较好。与此同时，暴露出以下问题：（1）钢中N 含量波动较大，部分N 含量超出内控要求；（2）高强度薄规格汽车用钢产品开发生产过程中，生产初期出现轧机负荷大、薄规格不易过渡、轧制时易堆钢、甩尾、板形难以控制等问题。

4 研发质量的改进

PDCA 循环的第四阶段是处置（Action），遵循“持续改进”的精神，为了能够促使钢铁产品质量能够真正符合公司发展需求，同时也能够满足广大客户的需求，还需对研发过程进行有效的改进与优化，由此也就进入了PDCA 体系的A 部分，即“改进部分”。

4.1 改进过程

针对AG700BL 研发过程中检查出来的问题，通过制定相关的措施进行改进。

（1）针对AG700BL 初始阶段钢中N 含量波动较大的问题，有针对性地采取以下措施：出钢过程控制氩气流量，严禁底吹大流量搅拌。LF 精炼过程钢包底吹时炉渣必须覆盖钢液面，加热期间必须保证埋弧泡沫渣；氩气在前期、中期及喂线后采用不同流量；除尘阀门配合炉内加料情况调整开启度；使用新型环保无烟改质剂代替原改质剂。连铸过程严格控制保护浇注。

（2）针对薄规格轧制出现的问题，采取以下措施：合理编排轧制单位，强化坯料质量管理。均匀加热温度控制；优化轧机一、二级控制功能。提升操作人员技能素质，规范操作。

通过采取上述改进措施，提升了AG700BL 过程控制能力和产品实物质量水平，使产品质量逐步稳定，性能合格率达到99.30%以上。选择部分重点用户不定期地进行交流，用户反馈该产品性能稳定、成形合格率高、焊接性能优良，综合性能优于国内同类产品，用户满意度高。

4.2 标准化管理

标准化管理不仅是保证企业治理效果和积累经验的最有效方法，同时也是企业管理水平不断提升的基础。在一轮PDCA 运行结束后，需要肯定成功的经验，纳入标准，同时总结失败的教训，对于没有解决的问题，应提交给下一个PDCA 循环去解决[3]。如此，周而复始，螺旋上升，每上升一周，质量就提高一步。

在AG700BL 研发过程中，将经过试验证实的稳定的工艺、参数进行标准化管理，并将其制定成为具体的工作标准，在后期的工作中去积极执行和推广。同时，将生产过程中出现的板形缺陷等问题留到下一个PDCA 循环中去解决。

5 总结

PDCA 循环是一套以质量提高为目的，从制定计划到实现计划的循环过程，是质量管理活动有效实施的基本方法，适用于各种质量管理工作。笔者根据PDCA 循环的特点，首先制定AG700BL 产品研发计划和试验方案，然后根据试验方案进行试生产，将试生产过程数据进行统计分析，结果表明试生产基本达到预期的质量和效果，但存在钢中N 含量控制不稳定及高强度薄规格汽车用钢生产初期轧机负荷大、薄规格不易过渡等有待改进的问题。通过采取适当的控制措施，AG700BL 过程控制能力和产品实物质量水平逐步稳定，但仍存在轧制薄规格时易出现板形缺陷等问题。

将AG700BL 产品研发成功的经验纳入标准，同时对失败的教训如轧制薄规格时易出现板形缺陷等问题进行总结，并将其视为下一个循环中应该解决的问题。由此循环往复，不断总结，不断发现和解决问题，使产品质量在一轮又一轮的循环后不断提高。