審核焊接系統(tǒng)，在焊接經(jīng)驗(yàn)方面需要“專業(yè)”到什么程度？
本文來自于“質(zhì)量管理與工具實(shí)戰(zhàn)交流平臺(tái)”公眾號(hào)。
原創(chuàng)：姜傳武（John Jiang）資深質(zhì)量&焊接咨詢師
前言：經(jīng)常有人講：我們?cè)谛庐a(chǎn)品批量生產(chǎn)之前，焊接過程已經(jīng)在開發(fā)流程中做過了試驗(yàn)和驗(yàn)證，在此基礎(chǔ)上輸出了PFMEA、過程控制計(jì)劃和焊接工藝等策劃文件，這樣，量產(chǎn)后首次使用焊接系統(tǒng)審核標(biāo)準(zhǔn) (例如CQI-15) 對(duì)焊接過程進(jìn)行審核時(shí)，以這些文件為基準(zhǔn)進(jìn)行審核就可以了。
請(qǐng)問您認(rèn)同以上觀點(diǎn)嗎？?
本篇文章專業(yè)性較強(qiáng)，但仍然不乏生動(dòng)和趣味~。本文也同樣適用于涉及其它復(fù)雜專業(yè)知識(shí)的制造系統(tǒng)，只是把焊接改為對(duì)應(yīng)的專業(yè)或?qū)W科即可，作者希望能夠以焊接系統(tǒng)為例讓大家明白：專業(yè)知識(shí)在一個(gè)質(zhì)量系統(tǒng)中居于何種位置？應(yīng)達(dá)到什么樣的專業(yè)度？
很顯然，以上問題的是與否，取決于在開始批量生產(chǎn)前質(zhì)量系統(tǒng)策劃的充分性。那么，我們就先來探討一下業(yè)界焊接質(zhì)量系統(tǒng)策劃的普遍現(xiàn)狀。
對(duì)于一般的制造過程來說，量產(chǎn)前做好策劃并經(jīng)過設(shè)計(jì)驗(yàn)證和過程確認(rèn)，量產(chǎn)以后就以策劃輸出的文件為依據(jù)進(jìn)行審核，這個(gè)邏輯是沒有問題的，這符合新產(chǎn)品開發(fā)流程，或者汽車行業(yè)的APQP和過程審核的原則，這是因?yàn)槟繕?biāo)達(dá)成所需要的方法和資源均已想到且到位，潛在的失效模式和風(fēng)險(xiǎn)均已識(shí)別并得到控制。
那么，對(duì)于焊接過程呢？
這就要看焊接過程是否可以容易地做到上述理想的策劃效果了。
首先，焊接過程是一個(gè)特殊過程，其質(zhì)量狀況是不能在焊完后輕易地檢驗(yàn)的！這是因?yàn)樗膬?nèi)在質(zhì)量和力學(xué)性能的檢測(cè)通常是需要把工件破壞掉的！這樣的檢測(cè)是不是太奢侈呢？企業(yè)最終是要盈利的，而不是不計(jì)成本的戰(zhàn)略性航天項(xiàng)目！
即使是使用無損探傷檢測(cè) (NDT)的方法來檢查焊縫中的內(nèi)部缺陷，也是具有相當(dāng)?shù)木窒扌缘?，這主要是指在安全防護(hù)、檢測(cè)精度，及檢測(cè)成本方面。
這會(huì)使得新產(chǎn)品開發(fā)期間，僅僅依靠有限的破壞性檢測(cè)的樣本，是很難使焊接質(zhì)量隱患充分暴露出來的，即使已經(jīng)考慮到了這些隱患！也就是說是很難評(píng)價(jià)這些控制文件是否可以有效預(yù)防焊接問題的出現(xiàn)的！
其次，焊接過程的影響因素太多，同一個(gè)焊接問題（現(xiàn)象）會(huì)有幾十個(gè)可能的原因，正所謂“條條大路通羅馬”！如果參與過程策劃和文件制定的人員不具備足夠的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，就會(huì)遺漏掉不少潛在的失效原因。例如在熔化極氣體保護(hù)焊中，氣孔的潛在原因如下：
請(qǐng)問沒有專業(yè)而系統(tǒng)的焊接知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的話，能把這30多個(gè)失效起因及控制措施都想到嗎？
當(dāng)然，要準(zhǔn)確定位哪種原因，還要借助于問題解決中的“三現(xiàn)主義”，以及是否進(jìn)行充分監(jiān)控的過程控制水平。
產(chǎn)品/過程驗(yàn)證或確認(rèn)時(shí)所發(fā)現(xiàn)的問題可能只是其中一部分原因所導(dǎo)致的，引起同一問題的其他原因只是出現(xiàn)的頻率較低，前期驗(yàn)證的樣本量還不足以等到這些原因“發(fā)作”，例如，易損件的損耗，它們需要一個(gè)過程！如導(dǎo)電嘴、噴嘴、激光焊透鏡的護(hù)鏡、電極等等，但是這些因素在批量生產(chǎn)后卻會(huì)隨時(shí)“發(fā)作”的！
雖然有的因素出現(xiàn)的頻率不高，但是若零件是一個(gè)安全性零件，焊縫對(duì)應(yīng)的特性是安全性特性，這個(gè)原因一旦出現(xiàn)，所造成的失效也是致命的！
另外，在設(shè)計(jì)驗(yàn)證和試生產(chǎn)期間，供應(yīng)商所提交的零件/原材料樣品，會(huì)當(dāng)做工藝品來對(duì)待，精雕細(xì)琢，以確保獲得其客戶的認(rèn)可和批量采購(gòu)訂單的達(dá)成 (包括PPAP樣品)。
但是在批量生產(chǎn)之后就會(huì)問題頻發(fā)，這是因?yàn)殡S著時(shí)間的延續(xù)，供應(yīng)商的生產(chǎn)過程也會(huì)發(fā)生顯著的變異，例如：沖壓磨具的磨損、零件加工精度的降低、材料成份及工藝的變異、操作人員的變動(dòng)、零件潔凈度的下降等等，這些因素難以檢測(cè)、難以控制，卻會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生顯著的影響，這些問題很多都是在新產(chǎn)品開發(fā)期間沒有出現(xiàn)過的！若完全得到控制，則需要極高的成本，供應(yīng)商是不可能做到完全管控的！
以上說明的是，一個(gè)優(yōu)秀的焊接質(zhì)量策劃，必須要借助于專業(yè)的焊接知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，提前考慮到所有的影響因素，針對(duì)具體的產(chǎn)品及其將來所處的實(shí)際工況來分析出所有可能的失效模式、缺陷及其及原因，將預(yù)防措施寫在控制文件中去，提前配置應(yīng)有的控制資源，而不是主要依賴于新產(chǎn)品期間的試驗(yàn)和驗(yàn)證！這就必須由專業(yè)的焊接技術(shù)人員來參與！那么到底要“專業(yè)”到什么程度呢？
CQI-15標(biāo)準(zhǔn)給我們定了一個(gè)底線。
讓我們先來簡(jiǎn)單了解一下這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：它是由AIAG（美國(guó)汽車工業(yè)行動(dòng)組）的焊接工作組制定的一個(gè)關(guān)于焊接過程評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)，盡管是一個(gè)美系汽車行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，但是它正在快速地在德系、日系以及國(guó)內(nèi)的汽車行業(yè)中推行，它的最主要的特點(diǎn)就是既有系統(tǒng)化的格局，又有詳細(xì)的可執(zhí)行的規(guī)定，上至與整個(gè)組織體系的對(duì)接，下至具體的參數(shù)控制和產(chǎn)品的檢測(cè)要求。
下面是CQI-15對(duì)焊接技術(shù)人員的專業(yè)度的一個(gè)最低要求 (第2版第1.2款)：
這個(gè)要求看起來似乎要求并不高，但實(shí)際上滿足這些條件的人卻是不多的！焊接專業(yè)人才一般集中在產(chǎn)品生產(chǎn)許可認(rèn)證法規(guī)中，對(duì)焊接專業(yè)人員的資質(zhì)和數(shù)量有硬性要求的行業(yè)中，例如，鍋爐、壓力容器/管道、核電設(shè)備等領(lǐng)域，其他大量使用焊接的行業(yè)則比較缺乏，包括工程師機(jī)械、汽車制造等行業(yè)！是什么原因造成了這樣的局面呢？作為一名專業(yè)焊接人，我認(rèn)為主要有以下幾個(gè)方面：
1、焊接是一個(gè)比較復(fù)雜的工科專業(yè)，涉及的相關(guān)學(xué)科非常多，包括：材料學(xué)、冶金、熱處理、機(jī)械、電子、信息、材料力學(xué)等等，加之焊接的分支太多，不同的種類，其基本的原理完全不同！而且焊接又是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)，真正學(xué)精并充分實(shí)踐的人非常少。
2、焊接質(zhì)量的影響因素太多、太雜，加上它們的偶發(fā)性，問題難以再現(xiàn)，很多的因素要借助于先進(jìn)的科技和資金的投入才能查清和控制，如焊偏、瞬時(shí)的參數(shù)波動(dòng)、組裝間隙的自動(dòng)化控制、參數(shù)的自動(dòng)記錄與追溯等等，如果沒有在相關(guān)專用控制系統(tǒng)的協(xié)助和資金的投入，控制一個(gè)參數(shù)和查清一個(gè)原因真的是相當(dāng)困難的！這就導(dǎo)致了焊接技術(shù)人員的精神壓力較大，因?yàn)槌隽艘粋€(gè)問題，長(zhǎng)時(shí)間搞不定。
2、焊接工作的環(huán)境比較差：臟污、煙塵、噪聲、輻射等等，這使得焊接技術(shù)人員的工作看起來有失體面，關(guān)鍵是薪資還不是特別高~
3、再加上人們對(duì)焊接的誤解——
這樣，主動(dòng)報(bào)考大學(xué)焊接專業(yè)的人自然也就少了！焊接專業(yè)人才也就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要了。
焊接專業(yè)人才缺乏這個(gè)事實(shí)，使得焊接質(zhì)量系統(tǒng)在建立時(shí)，焊接可行性分析、項(xiàng)目策劃、焊接失效失效模式識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)分析及控制措施的制定等活動(dòng)缺乏了焊接專業(yè)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的輸入，流于了形式、走成了過場(chǎng)，導(dǎo)致新產(chǎn)品開發(fā)流程和質(zhì)量策劃工具成為了一些純粹的套路和空洞的外殼！從而為量產(chǎn)留下了太多的隱患！下圖是一個(gè)包含充分專業(yè)知識(shí)的、血肉豐滿的焊接過程PFMEA的案例片段：?
可以說，如果把一個(gè)焊接質(zhì)量保證系統(tǒng)比作一個(gè)空調(diào)的制冷系統(tǒng)的話，那么焊接專業(yè)知識(shí)就如同里面流動(dòng)的制冷劑，如果缺乏專業(yè)的焊接人員，或者對(duì)專業(yè)知識(shí)不夠精通，就像制冷系統(tǒng)缺乏制冷劑，或者制冷劑中水分過大，壓縮機(jī)只會(huì)空轉(zhuǎn)，或者系統(tǒng)運(yùn)行效果差！
讓我們回到文章前言中的那個(gè)問題，在對(duì)一個(gè)量產(chǎn)后的焊接質(zhì)量系統(tǒng)進(jìn)行初次的審核時(shí)，是不能完全依賴于現(xiàn)有的策劃文件的，必須先評(píng)估這些策劃文件是否專業(yè)和到位。這同樣需要對(duì)焊接系統(tǒng)的審核員提出專業(yè)度的要求。
下面是CQI-15對(duì)審核員的三個(gè)方面的要求：
可見，這個(gè)要求與前面的1.2條關(guān)于焊接組織中的焊接技術(shù)人員的專業(yè)度要求是相同的。
讓我們?cè)賮硗ㄟ^一個(gè)CQI-15中的一個(gè)條款的審核案例，看一下如果想審核到位、發(fā)現(xiàn)問題的話，到底需要什么程度的專業(yè)能力。
列舉CQI-15中的例子之前，我們先要明確關(guān)于審核的三個(gè)層次，即“適宜性”、“充分性”和“有效性”（可能有點(diǎn)抽象哦）：
適宜性 是指所策劃的質(zhì)量保證方案/文件是否與實(shí)際的業(yè)務(wù)及戰(zhàn)略目標(biāo)相符，以及是否隨著內(nèi)外環(huán)境及相關(guān)方要求的不斷變化而持續(xù)保持更新。
充分性 是指質(zhì)量保證所需要做的活動(dòng)是否考慮全面，活動(dòng)的具體要求和實(shí)現(xiàn)途徑是否被充分地識(shí)別并文件化，相關(guān)的資源 (人力、財(cái)力、物力、時(shí)間)是否充分滿足活動(dòng)的要求。?
有效性 是指所策劃的質(zhì)量活動(dòng)在執(zhí)行后，目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的程度，以及為達(dá)到目標(biāo)所消耗的資源，這里也包含效率的成分。
還要補(bǔ)充說明一下：在審核有效性前，先要確認(rèn)策劃的執(zhí)行程度，上面所指的目標(biāo)不是自己拍腦袋定出來的，而是基于客戶的要求和組織戰(zhàn)略策劃所輸出的質(zhì)量目標(biāo)。當(dāng)然，對(duì)于焊接質(zhì)量的目標(biāo)是源于組織的總體的質(zhì)量目標(biāo)的。
那么，下面我列舉CQI-15（第2版）中的條款2.4來說明焊接系統(tǒng)評(píng)估的這三個(gè)“性”及其對(duì)焊接專業(yè)知識(shí)的需求。
1、與適宜性相關(guān)的審核思路
對(duì)于DFMEA，審核思路中 (Checklist)至少要包括：
? 是否是針對(duì)當(dāng)前的零件所做的DFMEA？
? 焊件的設(shè)計(jì)失效影響的分析是否對(duì)應(yīng)到上一級(jí)總成直至整車？
? 焊接接頭/焊縫的強(qiáng)度校核是否依據(jù)上一級(jí)產(chǎn)品的要求？
? 是否是基于客戶使用工況和客戶的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)？
? 是基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最新版本嗎？
對(duì)于PFMEA，審核思路中至少要包括：
? 是針對(duì)當(dāng)前的零件進(jìn)行的失效分析嗎？
? 失效影響后果是否基于DFMEA的分析結(jié)果？
? 是針對(duì)現(xiàn)有的焊接方法 (人機(jī)料法環(huán)測(cè))嗎？
? 是基于現(xiàn)有的工廠運(yùn)營(yíng)流程和制造流程嗎？
? 是基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最新版本和DFMEA的最新版本嗎？
以上斜體字的內(nèi)容，對(duì)焊接專業(yè)知識(shí)是有要求的，至少是要了解當(dāng)前的焊接過程會(huì)存在哪些常見的失效模式，我之前發(fā)現(xiàn)有一個(gè)客戶的熔化極氣體保護(hù)焊的PFMEA中的失效模式和起因全都寫成了電阻點(diǎn)焊的了。這需要對(duì)焊接知識(shí)有一個(gè)最基本的了解，至少不是完全不懂。
2、與充分性相關(guān)的審核思路
對(duì)于DFMEA，審核思路中至少要包括：
? 是否考慮了焊縫的強(qiáng)度與零件的實(shí)際工況與客戶要求的強(qiáng)度？（失效模式）
? 是否考慮了焊接變形對(duì)形位公差的影響？（失效模式）
? 是否考慮了焊接殘余應(yīng)力的影響？（失效起因）
? 是否考慮了材料的焊接性？（失效起因）
? 是否考慮了焊縫的布置和相對(duì)位置？（失效起因）
? 是否使用了焊接結(jié)構(gòu)專用的強(qiáng)度計(jì)算和校核方法（控制措施）？
以上各條均是需要審核員具有：材料的焊接性 (裂紋傾向)、焊接結(jié)構(gòu)要求和焊接件強(qiáng)度計(jì)算等焊接結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)的專業(yè)知識(shí)，沒有這些知識(shí)，是不能審核出焊接零件的DFMEA做得是否充分的！
對(duì)于PFMEA，審核思路中至少要包括：
? 是否考慮到了焊件所要求的產(chǎn)品特性（如強(qiáng)度、塑性、韌性）的失效？（失效模式）
? 是否考慮到了實(shí)際的焊件母材所特有的焊接缺陷？（失效模式）
? 是否考慮到了所使用的焊接方法所特有的焊接缺陷？（失效模式）
? 是否考慮到了焊件會(huì)發(fā)生過高的殘余變形或殘余應(yīng)力？（失效模式）
? 是否考慮了焊接操作對(duì)空間和方位的要求？（失效起因）
? 是否考慮到了焊接過程的4M1E與上述失效模式的對(duì)應(yīng)？（失效模式）
以上各條均是需要審核員對(duì)材料的焊接性 (裂紋傾向)、焊接方法的原理、焊接工藝程序制定、焊接缺陷及控制方法、人員資質(zhì)、焊接設(shè)備與工裝、焊接變形等知識(shí)，這也是十足的焊接專業(yè)知識(shí)！沒有這些知識(shí)，是不能審核出焊接零件的PFMEA的充分性的！
3、與有效性相關(guān)的審核思路
關(guān)于DFMEA和PFMEA的有效性，這都是需要從工廠內(nèi)、客戶處所發(fā)現(xiàn)的焊接失效問題，來判定在現(xiàn)有的FMEA中是否已經(jīng)識(shí)別到了這些失效模式，或者雖然有這些失效模式，但引起這些失效模式的實(shí)際起因并沒有在現(xiàn)有的FMEA起因中包含，或者雖然實(shí)際遇到的失效模式和起因都在現(xiàn)有的FMEA分析到了，但是該FMEA中的控制措施并沒有達(dá)到實(shí)際的效果！
因此，核員本身必須有能力識(shí)別焊接失效問題的原因，并有能力評(píng)價(jià)別人做的焊接失效分析是否專業(yè)，這就是對(duì)審核員焊接專業(yè)度的要求！
限于篇幅，在這里就不再舉更多的審核案例了，更多的案例，請(qǐng)關(guān)注姜傳武老師的CQI-15的培訓(xùn)課程。
總上所述，不管是焊接質(zhì)量系統(tǒng)的建立，還是焊接質(zhì)量系統(tǒng)的審核，焊接專業(yè)知識(shí)是必須的！而且要具有足夠的深度，僅僅滿足CQI-15的最低要求，也是非常勉強(qiáng)的！還得需要質(zhì)量體系與質(zhì)量控制的知識(shí)，至關(guān)重要的是要使二者有機(jī)融合。
以上要求，不用說對(duì)于一個(gè)人，就是對(duì)于一家工廠來說已經(jīng)不容易做到了，但我希望大家看了這篇文章后，會(huì)有一個(gè)清晰的學(xué)習(xí)方向、改進(jìn)思路，以及選擇培訓(xùn)/咨詢老師的明確標(biāo)準(zhǔn)，這就是：
一個(gè)合格的CQI-15老師需要同時(shí)具備焊接與質(zhì)量的資深知識(shí)與長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，有能力同時(shí)指導(dǎo)一個(gè)企業(yè)的工藝人員與質(zhì)量人員，且做到焊接與質(zhì)量的有機(jī)結(jié)合！
之前（我不確定現(xiàn)在是否還有）有的機(jī)構(gòu)在講授這門課時(shí)是由質(zhì)量、焊接兩位老師來講，一人一部分，可想而知，這樣的效果會(huì)是什么樣子！在這里，我想借用華為創(chuàng)始人任正非先生的一句名言：只有優(yōu)秀的老師才能教出優(yōu)秀的學(xué)生。沒錯(cuò)，只有合格的CQI老師，才能教出合格的學(xué)員！
最后，希望廣大客戶與培訓(xùn)機(jī)構(gòu)能夠正確認(rèn)識(shí)CQI-15焊接系統(tǒng)這門課的真正要求，包括關(guān)于CQI特殊工藝標(biāo)準(zhǔn)的其他課程，客戶需要的是：學(xué)習(xí)到獨(dú)一無二的專業(yè)知識(shí)與質(zhì)量知識(shí)，分別對(duì)應(yīng)于工藝人員與質(zhì)量人員！
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