自主管理活动在热镀锌汽车板质量改善的应用

解沈昌

宝钢日铁汽车板有限公司 上海 201900

在对汽车整体车身的设计和制造中，根据不同用途会使用深冲IF 钢、烘烤硬化钢、低合金高强度钢、双相钢等钢种。随着国家对节能环保的推动以及汽车用户对车辆外观个性化的需求，汽车厂对原材料的要求也趋于个性化。比如为了轻量化，更多的使用高强度钢；为了冲压出更动感的外观零件，对深冲钢的性能提出更高要求；为了降低排放，使用新型2C1B 涂装工艺等。作为汽车板生产企业，要提高竞争力保证自己的市场份额，就满足用户的个性化需求，不断改进产品质量，这需要全员的参与。自主管理（JK）一词源于日本，这种管理具有细致、具体、完整和操作性强的特点，可以针对现场的作业、质量、等问题开展研究并研究对策措施予以解决。通过案例可以看到自主管理在热镀锌汽车板产品质量改善中的实际应用。

1 自主管理活动的过程步骤

自主管理活动的开展活动包括10个步骤[1]：（1）成立活动小组，一般有5～10 人组成，每个人有明确的任务分工；（2）选定课题，要注意选择短期内（3～6 个月）可解决问题的；（3）现状和原因分析，围绕现场端或用户端的问题进行；（4）确定目标，在现状及原因分析清楚后确定，需注意的是目标尽量数值化；过高的目标要分阶段实现；（5）对策措施，在现状、原因分析和目标确定后制定的改善手段；（6）对策实施；（7）效果确认，方案实施过程中或实施后，要及时确认效果；（8）效果整理及标准化，效果一旦确认有效则需要固化，形成新的作业标准；（9）活动评价总结，课题完成后要进行总结，找出本次活动中的优缺点，以便下次改进；（10）成果发表。

2 自主管理使用的工具

用各种图形工具进行管理问题的发现以及分析、方案的比较。是自主管理活动的一大特点，图形简单直观，容易快速发现管理问题和快速提出解决方案。常用的图形工具有直方图、相关图、特性要因图、折线图等。

3 应用案例：CR380LA 力学性能一次合格率提升

3.1 活动背景

某用户有VW50065 标准CR380LA 这个牌号的订货需求，该牌号力学性能要求屈服强度：380～470Mpa，抗拉强度：450～560Mpa，断裂延伸率：≧19%，前期订货厚度1．0～1．4mm。前期生产时1# 机组力学性能一次合格率仅40%，2# 机组为90%，不合项均为屈服强度低，其中1#机组屈服强度均值374Mpa 整体不合，2#机组均值390Mpa，但是只有1σ 能力，稳定性较差。考虑到订货量少且规格窗口均在2#机组（厚度极限能力1．5mm），因此固定2#机组生产。而随着用户产量爬坡，订货量大增，同时订货厚度拓展到1．0～2．5mm，超出2#机组极限能力。为保障订单量，急需提升CR380LA 在两条机组的生产能力。

3.2 原因分析

（1）根据课题背景使用因果图找出影响因素并找出其中的主要因素。

（2）影响因素分析。机：1#机组加热炉长度比2#机组更长，因此加热能力较强，相同退火工艺下材质会偏软，这也是导致CR380LA 合格率远低于2#机组的原因。而1#机组的平整轧制力可达800 吨以上，2#机组在600 吨左右，因此1#机组的平整能力也更强。但是这些都是机组的固有能力，因此作为影响材料力学性能的次要因素。

方法：

（1）金属材料性能存在各向异性，不同拉伸方向的强度不同，尤其是低合金高强度钢差异会更明显，从（表格1）可以看到同一样板不同拉伸方向屈服强度差异平均32mpa，最高可达37mpa，同时拉伸方向在标准中已有规定，不可随意更改，因此检测方法为次要因素。

（2）CR380LA 设计退火温度750℃，退火温度790℃以下时，随着退火温度的逐渐升高，材料的屈服强度和抗拉强度显著下降；CR380LA 作为析出强化钢，析出强化钢一般都有屈服平台的存在，在屈服平台存在时，屈服强度会随着平整率的提高而下降，直至屈服平台完全被消除时屈服强度才会随着平整率的提高而上升（图1）。因此平整率设计一般都偏低（0．5%以下）以保留屈服平台的方式保证屈服强度。本次活动的先期根据钢种特性做过提高平整率的试验但是效果不佳，因此不作为后续改善措施。

表1 不同拉伸方向下的强度差异

表2

环：根据实际生产情况统计，只有约5%的合同设计退火温度为750℃，在生产时目标材料前后过渡卷的温度往往集中在760～770℃，所以在生产中的的实际温度往往都会高于750℃，这种情况基本无法继续优化，因此判定生产环境是影响CR380LA 力学性能的次要因素。

人：操作人员在生产时需要按照设计温度控制，也就是750±20℃，前期生产时1#和2#机组的操作人员大部分时间能控制好温度，即使是受到“环”因素的影响，也只有少数材料的退火温度会超出770℃，因此可认为操作人员的操作技能是次要因素。

料：CR380LA 属于低合金高强度钢，是通过添加Nb 元素形成碳氮化合物粒子析出进行强化，Nb 的弥散析出起到的析出强化和细晶强化的作用很强，增加钢中Nb 含量，单位面积内Nb 析出物数量增多，析出强化和细晶强化的作用增强[2]，最终强度就会提高；而降低卷取温度也可以得到更细的晶粒使钢材强度上升。从（表格2）的对比可以看到，Nb 含量提高0．02%，相同退火温度的材料，在退火速度更慢时屈服强度的提升依然十分显著。可以确定原板成分、卷取温度是主要因素。

（3）确定目标。通过本次自主管理要将CR380LA 的合格率提升至85%以上。

（4）制定对策措施。在确定料、法为主要因素后，开始制定对策措施：①原板成分、热轧工艺改善，提升Nb 元素含量0．02%；降低卷取温度，从600℃降低为560℃。②退火工艺调整，根据厂内讲究，相同平整、Nb 含量、卷取温度下材料随均热段板温变化，每提高10℃，屈服强度会提高3～7mpa，综合1#、2#机组加热能力，决定将1#机组退火温度定为750℃，2#机组退火温度定为770℃；

（5）对策措施实施及效果确认。（图2）是提高Nb 含量、降低卷取温度及退火工艺的优化措施执行3 个月后屈服强度优化效果，可以看出1#机组的屈服强度合格率达到了90%，2#机组的屈服强度合格率达97%，超出预期目标85%。

（6）效果整理及标准化。通过本次活动固化了以下措施：①提升目标Nb 含量0．02%；②降低热轧卷取温度40℃；③1#机组退火温度750℃，2#机组退火温度770%。

（7）活动总结。

优点：本次活动极大提高了可接订单的厚度范围，从最高1．6mm 提升到了2．5mm，同时机械性能合格率也提高到了90%。

缺点：虽然合格率较高，但是1#、2#机组的屈服强度的CPK分别只有0．69、0．85，过程能力还不足（图3）。CR380LA 作为析出强化钢，其力学性能随热轧工艺、热镀锌工艺的波动较大，要提高过程能力需要更精细化的管理，要在安排合理的物流计划，操作人员在生产中随时关注退火温度、速度的稳定性这些非主要因素中多下功夫[3]。

4 对自主管理（JK）活动的思考

从案例中可以看到，自主管理步骤明确、指导作用强，也便于操作。对于新进公司的技术员来说，自身知识面较窄，对本岗位业务范围外的知识欠缺了解，通过一次完整的自主管理活动可以使技术员对问题的发生原因、解决方法有完整的了解，和其他工序沟通协调能力也可以得到良好的锻炼。比如在本文的案例中不仅涉及到了CR380LA 这一产品的热轧、冷轧等一贯制工艺；对于物流计划的编排规程也能得到很好的了解；同时在跟踪生产情况时对于操作人员的技能水平也能进行比较，一些较为先进的操作方法也可以得以发现。

自主管理活动可以充分挖掘出员工的潜能，不仅如此在参与过自主管理活动后，在后续的工作中，即使没有再次加入活动小组，也可以利用自主管理的方法解决本岗位相关的技术问题，成为真正的自主型员工。