目前的汽车制造行业，为了追求更快的喷涂速度、更精细的喷涂质量、更可控的喷涂过程、更低的材料浪费，多数车企选择在涂装车间使用机器人喷涂代替传统的人工喷涂。高集成度和全自动化确实提升了工作效率，但也带来了更高的故障率和更长的维修时间，这无疑给设备维护部门出了难题，带来的挑战也是层出不穷的。传统设备维护中，存在过于依赖个人经验、“治标不治本”、措施执行不到位等现象，导致某些设备问题反复出现。DMAIC 方法适用于对现有过程的改进，是一个以数据为依据、以资料来驱动的改善循环。可以解决上述提到的问题，优化设备维护工作流程。1 六西格玛与DMAIC 方法的介绍
西格玛（σ）是一个统计学单位，表示与平均值的标准差。而六西格玛原本是质量控制的概念，即六倍的标准差——每百万个产品中缺陷率不多于3.4个。这个概念由摩托罗拉公司的工程师比尔·史密斯在1986年提出，旨在利用各种品质控制体系、数据统计、科学管理等方法，准确地识别产品的瑕疵与错误，并将其降至最低，减少生产过程中的变异，提高产品质量的稳定性，提升产品品质。在后来几十年的不断创新发展中，其逐渐衍生出了一个更广泛的管理方式：以客户为中心，分析风险与问题，优化和控制流程，提高产品质量，追求改进的持续进行。
DMAIC 方法是一个资料驱动的改善循环，源自美国统计学家爱德华兹·戴明的循环品质管理（戴明环），即“计划——实施——检查——行动循环”，是实现六西格玛管理的重要工具之一。通过D（define，定义）——M（measure，测量）——A（analysis，分析）——I（improve，改善）——C（control，控制）的步骤，优化、改善和稳定现有的商业流程。 2 MRA2喷漆车间喷涂机器人问题现
状
MRA2喷漆车间面漆共有36台德国DURR 的ECORP 机器人，6天×24小时连续生产。由于面漆区域是单线设计，发生停机时，所有车身都只能停留原地，等待设备恢复后才能向后续传送，影响整个车间的生产进度；如果发生大停机，中间烤箱区域的车身则可能由于长时间烘烤产生差等质量问题，即使给烤箱降温也无法保证
DMAIC 方法在喷涂设备维护中的探索与实践
马超
（北京奔驰汽车有限公司，北京 100176）
摘要：本文基于六西格玛理论，使用DMAIC 方法，梳理MRA2喷漆车间喷涂机器人设备运行数据，评估设备失效风险，出设备维
护过程中潜在的问题，进一步制定针对性的设备维护方案，从而规范人员操作流程、改善设备不合理结构，进而达到缩短设备停机时间、减少停机次数的目的。本次项目是六西格玛和DMAIC 在喷涂设备维护领域的一次实践。
关键词：设备维护；DMAIC；喷涂设备；失效风险
中图分类号：TG174.442;TG173  文献标识码：A  文章编号：1671-0711（2023）07（下）-0058-04
完全避免。2019年，喷涂机器人单次30分钟以上的大停机13次共900分钟，有越来越严重的趋势，影响了车间生产目标的完成和车身质量的稳定。因此，需要使用科学有效的方式优化现有的设备维护模式。3 DMAIC 方法的具体实践3.1 定义阶段（D）
此阶段的目的是明确需要解决的问题、项目目的、潜在资源、项目规模、责任分工等。
改进小组成员由组长/段长、主管工程师、设备维护班长、维修工技术骨干组成。基本分工如表1所示。
表1 人员分工表
成员职责分工
组长/段长组织改进小组的建设，对项目的实施进行监控与考核
主管工程师
负责项目的改进项目框架的具体构建，基础数据的采集，组织问题梳理与研讨，进行设备失效性评估，制
定问题解决方案等
维修班长
协助主管工程师的项目构建工作，参与问题梳理与研
讨，提供设备故障处理与维护保养的合理化建议
维修工骨干参与问题梳理与研讨，负责改善结果的具体实施与措施的执行
因为喷涂机器人结构复杂、故障种类很多，所以，本次工作目标是从突出的问题种类入手，使用DMAIC 方法，优化设备维护保养的管理流程，发现当前工作中存在的问题，并对其进行针对性的改进，从而提高设备可靠性与稳定性，减少大停机的时间和次数。3.2 测量阶段（M）
此阶段的目的是客观地收集现有的信息，作为改进的支撑，要求是数据来源可靠，数值精确，表达呈现清晰。我们用到的工具是Pareto（帕累托）图。
Pareto 图是一种折线图和条形图的组合图形，按照事情发生的频率或数量排序，可以直观地从大量数据中体现的项目。现在已经有很多软件可以便捷地生成Pareto 图，只需将数据表格录入软件即可，我们此次使用Minitab 软件。
经过对喷涂机器人2019年所有停机的数据统计、汇总与分类，发现停机的原因主要有转速报警、机器人
图1 大停机次数Pareto图
图2 大停机时间Pareto图
从图1和2可以看出，仅转速报警和手轴故障两种问题导致的大停机，就达到7次，占总次数的53.8%，时间长达555分钟，占总时间的61.7%，是影响设备运行的最主要问题。
3.3 分析阶段（A）
此步骤的目的是识别、验证当前存在的风险，并分
图3 喷涂机器人故障原因鱼骨图
引起故障的原因会有很多，但是风险水平却不尽相同，为了能更好的明确设备运行的风险，基于以上的结果，我们又做了设备的失效模式与影响分析——FMEA。
3.3.2 失效模式分析
FMEA是一个结果直观且易于上手的操作规程，旨在分析系统范围内的潜在故障模式，以便于按照严重程度对其进行分类，或者确定故障对整个设备系统的影响，让我们在故障发生前采取必要的措施来进行预防性维修。
开始FMEA分析前首先要制作一个分析表，来体现设备失效模式、失效影响、问题原因等，可以根据实际
表2 喷涂机器人FMEA分析（仅展示高RPN条目）
故障类型原因
分类
失效模式失效影响原因9当前控制措施D RPN
转速故障机器马达磨损运行中卡死或阻力大，导致转速故障设备长时间使用，且转速过快8检查更换空气过滤 9648机器光纤更换麻烦
故障更换光线时时间很长，影响停机
时间
机器人结构设计不合理7无5280方法PM检查作用有限无法及时发现马达异常制定计划时未考虑到6听马达异常声音8192原料马达维修困难
修复的马达寿命较低，且容易产生车
身质量问题
奔驰汽车公司没有专业设备与仪器9
清洁摩擦产生的碳
粉
7630环境光电转换器温度高使光电转换器钝化，发生设备故障
手轴故障机器设备老化手轴卡死或电机卡死，产生设备故障
机器设备保养不到位影响设备寿命
方法PM检查缺失发现不了隐藏风险点
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