【知识】锂电池行业用六西格玛构建一流的质量体系

近几年来，随着智能手机为代表的数码消费电子产品、储能电站、电动汽车的高速发展，锂离子电池行业也迎来了迅猛的发展.....只有快速迎合市场不断变化的消费需求的公司才能不断赢得市场份额，而质量、成本、交期跟不上节奏的企业却举步维艰。...



近几年来，随着智能手机为代表的数码消费电子产品、储能电站、电动汽车的高速发展，锂离子电池行业也迎来了迅猛的发展，很多锂电池生产厂家乘风而起，迅速发展壮大。但行业的快速发展是机遇也是挑战，只有快速迎合市场不断变化的消费需求的公司才能不断赢得市场份额，而质量、成本、交期跟不上节奏的企业却举步维艰。

总体来说，动力电池对产品的“质量安全、产品的一致性、后续的维护成本”有更高的要求，其产品质量需要更好的保证。消费电子的配套电池以手机、平板、电脑为主，其发展趋势是铝壳电池快速萎缩、聚合物电池高速发展，产品向“明星机、旗舰机”的方向发展，客户集中度也越来越高，手机市场份额基本集中在“苹果、三星、华为、小米、Vivo、OPPO”等大客户手中，这样的局面导致电池的质量尤其重要，没有过硬的产品质量很难打入一线的客户供应链，即使进入了一线供应商，但如果质量出问题将导致严重的后果。比如说，一两起电池鼓壳、漏液、起火、爆炸等严重质量问题都可能导致客户的流失甚至索赔的后果，而外观的凸点、黑点、划痕、偏厚等质量缺陷也会带来极大的客户投诉。

总而言之终端产品对电池的要求就是“更安全、更高容量、更快速充电、更小更轻更薄”，所以电池生产企业必须有更好的质量管控、质量保证系统。

 六西格玛是基于数据的决策方法，强调用数据说话，而不是凭直觉、凭经验行事。量化是六西格玛的基础，量化的指标客观地反映我们的现状，从而引起人们的注意。六西格玛通过对真实数据进行科学分析来发现问题的症结所在。  六西格玛常用改善工具：DOE、SPC、MSA、FMEA、DFMEA、PFMEA、QFD、MINITAB等

一、产品质量控制的几个阶段

品质是设计制造出来的，不是检验出来的，好的品质首先要有好的设计团队，设计出来的产品要经过DFM(Design for Manufacturing，即面向制造的设计)。在DFM这个阶段，产品设计需要满足产品制造的要求，具有良好的可制造性，使得产品以最低的成本、最短的时间、最高的质量制造出来。每一款电池，从客户需求VOC出发，必须经过QFD质量功能展开，把顾客或市场的要求转化为设计要求、零部件特性、工艺要求、生产要求。这样正负极材料体系、隔膜品种、导电剂、电解液、极耳、外壳等材料及规格和制造工艺、参数的选择、工装夹具的设计必须在满足客户要求的情况下，选择更适合本公司制造的方法、材料、工艺、工装夹具。而过程能力指数CPK能否达到设计团队的要求，这一点非常重要。

设计团队在设计的时候，要通过DFMEA(设计失效模式分析),设计团队要同公司跨团队讨论产品有哪种失效模式，从电池的一致性、可靠性、工作性能方面考虑来加强产品的设计。同时当设计团队在设计的时候，与供应商也要讨论DFMEA, 因为产品不是设计团队设计出来，供应商过程能力就能达到，设计出来的公差或者余量要供应商过程能力能够达到，设计才能实现。当DFMEA确定下来以后，我们公司的团队及供应商的能力都能达到设计要求，过程能力都没有问题。

接下来我们用PFMEA(过程失效模式分析)，当设计确定以后，公司的制造过程有哪些失效模式会影响产品，我们对制造过程能力做失效模式分析，对应的我们有改善措施。比如说，软包装电池外观坏品经常有凸点，我们经过分析知道这是粉尘导致的，就应该把可能导致粉尘被卷进电池铝塑膜可能的工位、原因、对应措施搞清楚。当DFMEA设计和跨部门PFMEA设计完成之后，我们会对产品在过程里的失效模式和过程里遇到的问题有了预防措施，接下来在IQC、PMP、CTQ、 OQC、MSA、ORT等都要做一个详细的计划。

接下来对产线的Layout要运用精益的理念对产线的线平衡、节拍时间、UPH、产线物流做优化设计。在设计过程中要有很多的防呆措施，对于产线设计、机械设备避免由于员工操作失误造成的一些问题。在操作过程当中最难控制的就是员工，因为新员工、老员工的经验的不同，难免员工会犯一些错误。在设计产线和机械设备的时候有防呆的措施，员工就会避免错误，即使员工犯了错，机械设备会及时报警，提醒员工及时更改。

在过程分析当中，模具和设备公差分析也很重要，在每一个工站的设计当中一定要用流程的概念对输入输出做一些分析。当产线在设计的时候，每个工站的UPH是否匹配决定了产线是否顺畅。每个工站的检验措施或者检验手段对于控制计划里的所有的检测设备要有一个详细的现场计划。产线或者作业员工要100%的检验，如果有不良，要把它检出来，防止不良流到下一个工站甚至流到客户端。所以一个好的质量体系，不仅要有好的设计，在检测体系里面要有完善的检出不良品的能力。

当产品的DFM、DFMEA、PFMEA、产线Layout之后，通过Prototype-EVT-DVT-PVT四个阶段对产品的ORT、产线的UPH、设备的OEE等进行验证和改善，当产品通过这几个阶段的测试以及改善，量产之时就可以顺利的进行。

总结一下，欧美公司对现有的产品质量控制基于以下几个阶段：DFM-DFMEA-PFMEA-产线Layout –Prototype-EVT-DVT-PVT。

二、质量体系的建立

体系文件的建立：按照ISO 的要求，体系文件分为一阶文件质量手册，二阶文件品质控制程序，三阶文件SOP，四阶文件检验记录检验指导书。不同行业对于四阶文件都要有完整的设立。一个好的质量体系建立之后，公司每个部门的运作都根据质量体系来执行。不是说每件事情都找老板或者经理去拍板。如果对质量体系有不完善的地方可以逐步的改善，质量体系文件是一个活的文件，是需要不断的review不断改善的。

体系文件建立之后，QA工程师或者系统工程师定期对公司体系文件执行做体系审核。当公司刚建立体系文件时，一般一个季度审核一次，看公司各个部门在体系文件运行时有什么不符事项及时发现并做出改善;成熟体系一般半年甚至一年做一次体系文件审核，确保体系文件在各个部门良好的执行，对于没有良好的执行能够及时发现或纠正，以保证公司质量体系的良好运行。

三、供应商质量管理

电池的主要材料包括：正极材料、负极材料、铜箔、铝箔、隔膜、电解液、外壳(铝塑膜，铝壳等)、极耳、设备等，每一个都对电池最终的性能、质量、成本有不同程度的影响。不同供应商、不同批次的材料都可能有较大的差异，这就要求对供应商进行管理。供应商的质量、成本、交期、研发能力、反应速度和供应商的战略定位都是考核供应商的指标，而质量管理是供应商管理的最重要的考核KPI之一。

供应商质量管理有一个重要理念win-win, 给供应商合理的利润空间，有钱赚他们才能保证质量，一味杀价会出现供应商降低质量或者在人员培训和检测手段做一些偷工减料。所以在供应商报价时，应列出物料成本、制造成本、管理成本以及合理利润空间。

供应商的定期审核及现场过程控制非常重要，在欧美企业或者苹果公司里，有很多的工程师负责供应商的管理、过程的监控，保证供应商的品质控制按照我们的品质要求去执行。从新产品开发到样品制作到成品量产出货，每个供应商定期有onside人员去监控质量。当供应商产品送到下一个供应商，下一个供应商会做IQC进料检验，如果发现物料不良要及时反馈，我们用8D的逻辑去找Root Cause, 闭环控制去关闭这个Issue,甚至会把8D的逻辑里面这个产品或类似产品犯的错误，在相似的产品或者工序做预防和改善，在其他的产品或工序做彻底的改善，避免发生同样的错误。

这就是我们讲的供应商的管理，保证供应商有好的管理，保证供应商过程有监控，保证供应商来料符合要求，如果有问题及时改正。保证供应商的物料达到公司的品质要求。

四、过程质量控制

1、SOP和SIP文件的建立

针对每一道工序标准指导书要拟清楚，标准指导书里会涵盖标准操作流程，注意事项，如果有重大影响产品质量（CTQ）的项目要用感叹号和星号标注出来，告诉员工不能违规操作，误操作会造成产品的严重不良。作业检验指导书对检验的抽样频率、检验方法、检验的使用仪器有一个清晰的定义，培训检验员按照我们的作业检验指导书去检验，确保检验方法正确不会误判，还有就是对于KPIV、KPOV以及输入输出要做出识别，对哪些过程的输入会影响输出做一个管控，要用DOE做一些设备参数和过程参数的优化。对于机器的输入输出做出管控，对于关键产品输出做管控。

2、MSA量测系统

为确保检验能真实反映产品性能，必须保证检验系统 GR&R(测量系统误差的重复性再现性)符合要求，当MSA GR&R

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