SPC手册整合版.docx

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SPC手册整合版

新能源项目工程部

SPC工作手册

编写：

PRJSPCTeam

审核：

WindowShi/ChengWQ/LiXC/PengYJ

终审：

SimonLi

制定日期：

2009/6/5

前言

自从PRJSPC成立以来，SPC小组的员工和工程师在这方面做了大量的工作。

为了更好的把相关的知识系统化，并对所积累的知识沉淀，特编写此手册。

本手册的容主要包括以下几个方面：

1：

SPC来源，作用和相关的理论知识；

2：

SPC的运作流程和管理制度；

3：

SPC监控各工序简单介绍；

4：

SPCOOC的异常处理方法。

第一章：

ＳＰＣ介绍　　

1.1SPＣ来源　

1924年休哈特（W.A.Shewhart）博士绘制了第一的SPC图，并于1931年出版了「加工产品品质的经济控制」（EconomicControlofQualityofManufacturedProducts）之后，SPC应用于各种制造过程改善便就此展开，此后在各工业制造中广泛推广。

1.2.SPC原理

SPC是一种用来分析数据的科学方法，并且利用分析结果来解决实际的问题。

只要问题能以数字表示，就可以应用SPC来分析。

一般收集的资料都会有变动的现象，将这些数据画在图上（如下标准之SPC图），抽样值在某个围中上下变动，为何会有这些波动发生？

其原因可能是原料、设备、气压、操作员生理、心理不同所造成。

图1-1SPC控制图

1.2.1SPC的基本原理

a>被量测出的产品品质特性均是由于某些偶然因素所造成的结果。

b>某些“偶然因素下的一致现象”，是任何制造和检验的架构下所固有的。

c>在这固有之”一致现象”的状态下的变动将无法找到原因。

d>在该状态外的变动原因，则是可被发现而加以改正的。

1.2.2正常波动和异常波动

休哈特博士将影响产品品质的变异分为异常波动和正常波动等两类因素:

a>异常波动在过程中随时都有可能影响到产品的品质。

b>正常波动则在某种特定的条件下的制程中才会影响产品的品质。

如果某一制程只受到正常变异因素影响，则该制程称为稳定制程，即是产品品质特性的变异是在可预测的统计控制围之；

另一方面，如果某一制程同时被正常与异常两个变异因素所影响，则该制程是不稳定的，此时产品品质特性的变异将无法以统计方法来预测。

SPC图（SPCCharts）正是为了判断制程是否稳定，或是区分制程究竟是被异常波动因素或正常变异因素所影响的一种统计技术。

1.3SPC目的　

提高客户满意度。

减少重工和停工的损失。

节省大量的时间和金钱，高品质可以大大提升企业的竞争优势。

S

第二章：

SPC系统运作流程

2.1.SPC系统建立流程

2.1.1建立控制计划

PRJmodel工程师根据客户要求提出SPC监控要求，和QA/PRJ/PRD相关部门讨论确定关键参数，并出MI/PMP文件支持SPC监控，建立完整的监控计划。

2.1.2确定测量系统

SPC工程师根据实际监控参数确定测量系统，

2.1.3SPC控制图建立

QASPC人员根据Model工程师提供的监控计划表建立SPC控制图，SPC人员开始收集数据。

2.1.4数据收集流程

PRJSPC工程师负责制订取样计划，和取样标准操作的SOP文件。

SPC人员严格按照SOP操作，记录测量数据，并做好备份纸板/电子版记录，有样品的必须保留。

PRJ改善工程师负责工序能力CPK提升。

数据收集过程中，对于工序能力CPK不足1.0的工序进行持续改善，直到CPK达到1.33，特殊工序（coating）需要达到1.0以上。

PRJSPC工程师主导SPC监控工序能力的评估和改善行动。

2.1.5ＯＯＣ处理程序

收集25个数据后，QA建立控制线，建图之后出现OOC，SPC人员必须按照2.3ＯＯＣ处理流程作业。

2.1.6SPC系统建立流程图

图2-1SPC控制图作业图

2.2.MSA操作流程　

2.2.1测量系统确定

SPC工程师根据测量参数需要确认合理的测量设备，测量设备不ok，通知设备维修部负责维修，直到测量设备仪器OK。

2.2.2提供ＧＲＲ样品

ME负责协助ＳＰＣ提供样品，样品参数必须覆盖整个工序规格。

2.2.3ＧＲＲ分析

SPC选择熟练的操作员，按照ＧＲＲ流程作业，SPC工程师对测量数据进行分析，并确认GRR是否可接受，如果不ＯＫ，工程师应及时分析原因，并进行改善，直到GRR可以接受为止。

2.2.4定期做GRR并存档

QA负责对OK的GRR报告存档，半年校正一次，重复以上流程。

2.3MSA工作流程

图2-2MSA作业图

2.4OOC处理流程

2.4.1一般异常处理

出现OOC点，SPC操作员应立即通知相关工程师，根据５Ｍ１Ｅ查找原因并进行处理，同时验证改善后的数据是否正常，ＭＥ工程师协助SPC操作员做好ＯＯＣ备注。

2.4.2重大异常处理

出现严重影响品质问题的8D点，SPC小组应立即通知ME/PRD/PRJ/QA到现场查找原因，若是机器原因造成的异常，PQA指示PRD停机，调查，SPC同时对该机器挂警示牌，待问题解决才可以取下警示牌，正常生产。

若是机器原因造成的重大异常，PQA指示PRD停机，调查，SPC同时对该机器挂警示牌，待问题解决才可以取下警示牌，正常生产。

2.4.3追溯与记录

对于SPC监控有异常的物料，QA必须确认并对该批物料做好特殊标记，待PRJ/QA/ME/PRD工程师/主管确定处理方案。

SPC工程师及时完成8D报告，QA对8D报告进行编号和存档，以便查询。

8D报告格式QF-QSI-075-01。

2.4.4OOC处理流程图

图2-3OOC处理作业图

第三章:

SPC部管理流程　

3.1．SPC组织架构和职责

SPC团队由经理，工程师和SPC组长及各工序的操作人员组成，见图1-3-1

图3-1SPC组织架构图

3.2.SPC部管理条例

按时参加部会议，不得无故缺席；

按时按质完成上级的指定的工作；

每周自我总结本周的工作；

工作时遵循“文明工作”和“通力协作”原则；

主动配合部门各种管理工作的开展；

积极参与“绩效考核”机制；

遵守公司纪律（详细参考人力资源部制作的《员工手册》）。

3.3.SPC绩效评估

SPC每月都会有绩效评估，对象是组长和技术工人和员工。

评估的项目包括五个大方面，包括基本知识、专业技能、工作技巧、工作态度和工作纪律。

3.3.1基本知识包括

电池基本工艺知识和初步质量管理理论。

3.3.2专业技能包括

SPC相关原理（CPK、GRR、FMEA和DOE）、SPC实际操作能力，专业报告制作（周报、月报和8D等），熟悉系统文件（SOP、MI和ENW等），熟悉常用工具（excel和minitab）。

3.3.3工作技巧包括

沟通能力、学习能力、判断能力和解决问题的能力。

3.3.4工作纪律包括

遵守公司与部纪律和出勤率。

工程师将针对以上五大方面对组长和员工进行月和年评估。

3.3.4.SPC部培训制度

在ATLSPC系统中，操作员的培训是关键要素之一，SPC操作员都需要接受SPC培训。

培训讲师应确保由SPC工程师及以上级别的人员来进行指导培训。

SPC培训包括三个方面的容：

培训课程，培训计划和合格证的颁发。

培训课程包括SPC基本的概念和术语以及高难问题解决的使用工具。

目前使用的培训课程如下：

表3-1SPC培训课程

培训计划分短期、中期、长期和轮岗。

短期即为一个星期的集中培训，主要是针对刚加入SPC的雇员，主要培训SPC基础知识和SPC部的相关条例。

短期培训结束后由组长和熟练操作员进行实践培训。

中期为间断式培训，主要是针对已熟悉SPC且上岗1~2个月以上的雇员，对他们进行相关质量工具的培训，并组织他们在实践中应用。

长期为每半年或一年对所有雇员进行统一的培训考核，容包括这一年里所涉及到的所有知识。

轮岗的目的是使同一操作员掌握2个工序以上的操作，一般为三个月或半年一轮，可根据实际而定。

短期培训的新雇员需要进行考试考核，每门课程达到60分以上者（满分100分）方有资格进行下一步的实践操作，操作考核期为1~2个星期，由工程师随机考核。

理论与实践均及格后才能颁发上岗合格证。

上岗合格证标明该雇员所掌握的工序，进行轮岗后的雇员所掌握的工序会增多。

合格证有效期为半年或一年，即每次长期考核后需重新颁发。

第四章：

搅拌工序介绍

4.1Mixing工序简介

4.1.1Mixing定义

包括搅拌和混合,降低体系的非均一性（相、温度、浓度等）以达到所需要的工艺结果,以质量传递、热量传递、反应以及产品特性为关键目标。

4.1.2Mixing作用

配料过程实际上是将浆料中的各种组成按标准比例混合在一起，调制成浆料，以利于均匀涂布，保证极片的一致性。

配料大致包括五个过程，即：

原料的预处理、掺和、浸湿、分散和絮凝。

4.1.3Mixing工作原理

通过搅拌叶、公转框相互转动，液体产生固液悬浮是在机械搅拌的情况下产生与维持悬浮液，以及增强液固相间的质量传递。

固液搅拌通常分为以下几个部分：

（1）固体颗粒的悬浮；

（2）沉降颗粒的再悬浮；

（3）悬浮颗粒渗入液体；

（4）利用颗粒之间以及颗粒与桨之间的作用力使颗粒团聚体分散或者控制颗粒大小；

（5）液固之间的质量传递。

图4-1Mixing原理图

4.2Mixing设备工艺介绍

4.2.1设备形貌

图4-2Mixing设备形貌图

4.2.2设备技术参数

以HY-620双行星搅拌机为例：

a>搅拌桶：

桶尺寸：

Φ1046mm×988mm（设计容积823L）胆不锈钢（304）、壁大立车加工后抛、光不低于Ra0.32、公差±1mm、夹套A3钢及保温层外饰2B不锈钢板、冷却水进出口DN40、底部出料口2寸、桶底滑轮4个（其中2个万向）、桶身带拉手、耐压3kg/cm2。

b>分散轴：

转速0-2000rpm、分散轴2套、轴国FAG、每个轴上2个Φ300mm分散盘（0-23.55m/s）、上桶体传动带日本三星同步带、变频调速、防暴四极电机30kw1台。

c>公转轴、搅拌浆、刮壁：

公转转速：

0~50转/分、变频调速，防爆电机一台，功率：

18.5KW；麻花框式浆转速：

0~108Rpm、2组（带底Teflon刮刀）。

刮壁转速：

0~50转/分、刮壁材质Teflon、1组。

4.2.3Mixing流程图

图4-3M6阴极Mixing流程图

图4-4M6阳极Mixing流程图

4.2.4Mixing工艺流程介绍（浆料）

图4-5Mixing工艺流程图

4.3监控品质参数　

4.3.1黏度

流体对流动的阻抗能力，其定义为：

液体以1cm/s的速度流动时，在每1cm2平面上所需剪应力的大小，称为动力粘度，以Pa.s为单位。

4.3.2颗粒度

浆料中50%体积的颗粒其粒径的大小围。

4.3.4固含量

浆料固体物质的含量百分比，理论配比固含量小于出货固含量。

4.4鱼骨图　

图4-6M6黏度鱼骨图

第五章:

涂膜工序

5.1工序简介

5.1.1工序目的和原理

涂布工序包括：

阴极涂布和阳极涂布。

a>目的：

是将流体浆料均匀地涂覆在金属箔的表面并烘干，制成电池极片。

b>原理：

涂辊转动带动浆料，通过调整刮刀间隙来调节浆料转移量，并利用背辊与涂辊的相对转动将浆料转移到基材上，然后通过干燥加热蒸发浆料中的溶剂，使固体物质粘结于基材上。

图5-1涂布原理图

5.1.2涂布工艺流程图

涂布分A、B两面，如下图所示：

图5-2涂布工艺流程图

5.1.3涂布材料介绍

a>基材:

阴极：

AlFoil+Al网

阳极：

CuFoil+Cu网

b>浆料材料：

见表5-1和表5-2

表5-1阴极（Cathode）材料

表5-2阳极（Anode）材料

5.1.4涂布方式

涂布方式可分为间隙涂布和连续涂布，分别见图5-3和5-4。

图5-3间隙涂布

图5-4连续涂布

5.1.5产品关键参数

为了保持所生产的极片的一致性，在涂布过程中需要控制的重要参数有：

涂布重量；涂布尺寸；涂布外观。

量产前，首先试涂制作首件确认涂布重量，厚度，尺寸，外观：

图5-5关键参数检测

a>重量控制：

a.1测量方法：

将极片冲切成单位重量面积为1540.25mm2的圆片，使用精度为0.0001g的电子称测量重量。

a.2控制要求：

首件规格：

目标重量*（1±2.0%）,中心值：

目标重量*（1±1.0%）

过程规格：

目标重量*（1±2.5%）,中心值：

目标重量*（1±1.5%）

a.3过程监测方式：

检测膜片的涂布厚度一致性，以此反映重量变化。

有自动测厚和手工测厚两种方式。

生产中这两个参数的监控包括首件和SPC过程监控。

首件：

量产前首先要制作首件。

即冲切标准圆片，称重并测量厚度，然后带入公式计算压实密度，首件OK后方可进行量产，一般首件规格比过程规格要加严。

过程监控：

过程厚度测量的监控频率约150±50m/次，阴阳极相同，由生产人员执行。

外观检查：

检查项目包括但不限于：

黑点、气泡、粘结度、外来污物等

图5-6涂布厚度监控方式

a.4影响重量的关键参数控制，见表5-3。

表5-3影响重量的关键参数控制

b）尺寸控制：

b.1测量方法：

使用精度为0.5mm的软尺测量。

b.2控制要求：

首件规格：

目标尺寸±1mm

过程规格：

符合MI文件要求

b.3过程监测方式：

光纤在线测量和手工软尺在线测量两种方式。

图5-7膜长监控方式

c）外观&粘接控制：

c.1控制要求：

外观按照外观文件要求执行，粘接要求不小于3级。

c.2检测方式：

操作员过程目视检查外观，出货使用划隔器判定粘接等级。

图5-8黏度检测

c.3影响极片外观的关键参数控制（干燥箱），见表5-4.

表5-4影响极片外观的关键参数控制

5.2机器介绍

目前ATL所用机台为浩能涂布机、理化所、以及706涂布机。

SSL生产主要使用两种机型：

浩能涂布机和706涂布机

5.2.1常见涂布机划分

a）辊式刮刀涂布机（ATL生产采用的类型）

b）挤压涂布机（适用于高黏度浆料涂布）

c）浸泡式涂布机（适用于薄的涂层，黏度低的浆料涂布，如隔离膜处理）

图5-9常见的三种涂布方式

5.2.2涂布机参数

a）设备规格：

1、基材厚度：

铝箔：

0.011~0.035mm铜箔：

0.008~0.030mm

2、基材宽度：

铝箔：

200~600mm铜箔：

200~600mm

3、最大涂布厚度：

100~500μm（根据材料而异）

4、涂布最大宽度：

550mm,涂辊最大宽度:

650mm

机械走带速度：

0.5~10m/min

机器总长：

（3×5）+5.7=21m（烘箱总长15m）（二期设备不同）

b）设备性能

1、间歇涂布：

最多可进行3段间歇涂布；连续涂布：

零间歇涂布

2、间歇涂布距离：

220~8000mm±1mm（根据电池规格可调，距离＝间隙＋膜长）

（备注：

间歇涂布可设定3段不同的间歇长度和涂布长度,设定后可循环涂布）

3、涂布精度：

干厚度精度误差：

±3um

正反面涂布对齐误差：

±1.0mm

平均长度误差：

≤±1.0mm

平均宽度误差：

≤±0.5mm

注：

指标应在浆料条件（粘度、颗粒度、均匀度等）与设备各个参数的设定相匹配的情况下效最佳。

5.2.3涂布机组成

涂布机由收、放卷系统，涂布机构和干燥系统三部分组成，见图5-10。

图5-10涂布机结构系统

其核心部件：

涂布机构，见图5-11。

图5-11涂布机结构

a）收、放卷系统，见图5-12.

图5-12收放卷机构

b）力控制系统，见图5-13.

图5-13力控制示意图

c）涂布机构

图5-14涂布机构

d）干燥系统

图5-15干燥系统结构示意图

5.3SPC操作流程

5.3.1测量工具检查

a>确认冲压机是否能用，冲出的膜片面积是否为1540.25mm^2（控制围1540.25±7mm^2），超出围立即通知ME更换冲压刀膜。

b>确认电子称是否在校正期，如过了校正期，则应该立即通知计量室校正。

另外查看电子称GRR是否通过，如未通过立即通知我们工程师确认，重新做GRR或更换电子称。

5.3.2取样方式介绍

涂布取样方式有两种：

每卷头尾各取12个小圆片和每卷头尾各取36个小圆片（取一个涂棍的周长374mm）.

a>每卷头尾各取12个小圆片

即SPC监控品种的每卷头部或尾部进行SPC取样时，所截取的涂膜极片能够冲裁出12个标准圆片，测量12个圆片的重量，然后随机选取其中的一个输入到SPC系统的I-MR图。

具体操作请参照SOP-S-General-37339-A

图5-1612选一取样方法

b>每卷头尾各取36个小圆片

即SPC监控品种的每卷头部或尾部进行SPC取样时，所截取的涂膜极片能够冲裁出6*6=36个标准圆片，即所截取的涂布极片的长度等于或大于一个涂辊的周长，然后测量这36个圆片的重量，在SPC系统输入1,3,5（6）列的均值（见图5-17所示）,生成均值的I-MR控制图。

具体操作请参照SOP-S-General-37339-A

图5-176*6取样方式

5.3.3异常处理流程

a>一般异常处理流程

1）SPC人员确认输入数据的正确性，是否为输入错误，如果是则重新取样确认。

2）出现ＯＯＣ点，SPC操作员应立即通知相关工程师，根据５Ｍ１Ｅ查找原因并进行处理，同时验证改善后的数据是否正常，ＭＥ工程师协助SPC操作员做好ＯＯＣ备注。

3）工程师确认ＯＫ后可正常生产。

b>重大异常处理流程

1）出现严重影响品质问题的8D点，ＳＰＣ小组应立即通知ME/PRD/PRJ/ＱＡ到现场查找原因，若是机器原因造成的异常，ＱＡ指示PRD停机并调查，SPC必须对该机器挂红牌警告，待问题解决才可以取下红牌正常生产。

2）对于SPC监控有异常的物料，ＱＡ必须确认并对该批物料做好特殊标记，待ＰＲＪ/QA/ME/PRD工程师/主管确定处理方案。

3）SPC工程师及时完成８Ｄ报告，ＱＡ对８Ｄ报告进行编号和存档，以便查询。

８Ｄ报告格式见QF-QSI-075-01

5.3.4预报警

a>在涂布工序，实施预报警措施能够有效预防涂布重量（单）均值的偏移。

可实施预报警的规则主要有：

1）连续七点同中心线上侧或下侧（简写WE7或WE8）

2）连续五点有四大于一倍西格玛上侧或下侧（简写WE5或WE6）

3）连续三点有两点大于两倍西格玛上侧或下侧（简写WE3或WE4）

4）连续六点下降或上升（简写WE9或WE10）

b>涂布重量出现以上情况一般有两种解决方法：

调节速比，速比一般围是（0.85-1.1），速比=涂棍速度/背棍速度，0.01个速比对应的重量是大约3mg，在刮刀调节不变的情况下，调节速比越大，重量也会增加。

调节刮刀间隙，如果出现速比不在围或取样发现膜片两边重量出现明显差异,请立即通知ME工程师指导调节刮刀。

c>下面逐一举例说明。

1）连续七点同侧

如图5-18所示就是典型的七点同侧，这是典型的均值偏下限。

正确的预报警措施是，SPC操作员在连续五个点同侧时就通知开机操作员进行调机，因是均值偏下，故通知开机员将速比在原来的基础上增加0.01个速比则可以避免连续七点规则。

如果单纯调节速比效果不明显，这时需要立即通知ME工程师到现场检查机器是否异常，然后再做处理。

2）连续五点有四大于一倍西格玛

如图5-18是典型违反五四原则的异常点,图中显示的是均值偏上，像这种情况，在第三或四个点偏上限时我们就通知操作员调机，根据实际测量数值的大小，我们估算速比。

特殊情况，通知ME工程师指导。

3）三点有两点大于两倍西格玛

如图5-18所示是典型违反三二原则，（单）均值偏下，这种情况在第一个点偏（上）下限的时候，我们需要查找原因：

换浆料、机器换部件还是操作员调节速比有误。

由于这种偏移过大，如果没及时排查原因，那么下个输入点有可能会违反三二原则，严重的也可能出界。

所以这种情况如不能确定找到根本原因时需要及时通知ME工程师查找原因。

图5-18几种典型的预报警规律

5.4鱼骨图分析

鱼骨图在我们日常处理异常情况时使用频繁，当然它更是各工序的SPC员工必学和必用的分析工具。

在制造工序中，鱼骨图主要是从人、机、料、法、测、环着六个方面来进行分析原因，需要各个环节均精通的人员进行头脑风暴法来完成

5.4.1涂布鱼骨图框架

图5-19涂布工序鱼骨图

5.4.2常见问题及解决方法

a>重量呈现波浪性变化

原因：

涂辊圆跳动异常,减速机与涂辊或背辊不同心出现周期性变化.背辊松动.

解决方法:

调整圆跳动.换轴承.紧固背辊.

b>重量混乱

原因:

刮刀磨损或缺口,刮刀被料槽档板或干浆料顶住或长时间未清洁料槽、刮刀.

解决方法:

更换刮刀.清洁并重作料槽.

c>重量变化

原因1:

1.滑块固定螺丝松动，2.背辊连轴器松动，3.涂辊跳动大、背辊变形，4.力不稳定，5.涂辊电磁阀动作异常,6.刮刀气缸未将刮刀压到底.

解决方法:

1.紧固滑块螺丝,2.紧固连轴器.3.调整圆跳动,更换背辊,4.调整力稳定.5.换涂辊电磁阀,6.调整刮刀平行调整气缸气压.

原因2:

使用的是罐底料或回收浆料.

解决方法:

加入新浆料或重新搅拌.

d>涂布过程中重量偏轻

原因:

浆料黏度低或程序原因

解决方法:

加速比、更换浆料.

e>刮刀两边重量差异大

原因：

刮刀不平衡

解决方法：

将刮刀调节平衡

5.5经典8D案例

D1成员组成：

PRJ：

LiML;ME:

GuoLM;PRD:

ZhengW;Operator:

MoDL

D2问题描述：

coating工序控制图为A35749-7其R图节点66数值为10.5，大于R图的控制上限值UCL（9.5），违反超出3sigma规则，属严重异常.

图5-20问题描述

D3临时对策：

出现问题后通知工程师，采取了以下行动：

1.重新测量原样品,确实超出文件规格.

2.立即停机检查原因

3.记录该问题的卷料，以防追溯

D4根本原因分析：

图5-21涂布鱼骨图

D5确定解决方案：

重新调整速比，并取样确认

D6实施确认：

速比调整OK后的数据确认

D7防止再发生措施：

1）开机员调整速比时需要参考SPC的控制图趋势和数据

2）如果机器调整过大，需要通知到ME工程师进行确认

D8祝贺团队

第六章:

冷压工序

6.1工序介绍

6.1.1工序目的和原理

本工序为冷压工序。

a>目的：

将极片压到设计的厚度和密度，制造出适合Li离子流通的孔隙。

b>冷压原理：

图6-1冷压原理图

6.1.2工序流程

该工序的流程为：

上料装置—纠偏装置—切边装置—力装置—预热器（可选）—轧辊—力装置—纠偏装置—收料装置。

见图6-2所示。

图6-2冷压工艺流程图

6.1.3轧辊工艺介绍

冷压即轧辊，目前有5种分类，见表6-1。

高碳