摘要:概述: 炼铁炉前质量管理仪技术源于金属学中的相图理论，是基础理论应用于生产过程在线检测的成功实例，在发达国家已广泛用于炉前铁水的质量控制。随着国外铸造业在中国大陆建厂、国内高质量铸件的大规模出口，促进了炉前铁水质量管理仪在国内迅速普及。目前
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概述:
炼铁炉前质量管理仪技术源于金属学中的相图理论，是基础理论应用于生产过程在线检测的成功实例，在发达国家已广泛用于炉前铁水的质量控制。随着国外铸造业在中国大陆建厂、国内高质量铸件的大规模出口，促进了炉前铁水质量管理仪在国内迅速普及。目前很多铸造企业面临产品转型和升级，引入精益六西格玛管理方式，努力提升产品质量、降低可控成本、解决实际生产中的具体问题，提高我国的铸铁材质水平，参与国际市场的竞争。在此，我们针对炉前质量管理仪在精益六西格玛管理中的应用研究做一简单介绍，以此抛砖引玉。
一、精益是什么
精益（Lean）的思想产生于本世纪40年代后期第二次世界大战以后。日本丰田汽车公司在福特汽车公司先进管理方法的基础上，进一步发展了其理念，在组织、管理和用户的关系、供应链、产品开发和生产运作等方面，使工作效率和利润率都得到大幅度的提高，以越来越少的投入获得越来越多的产出，即通过人力、材料、时间、机器和空间资源的最优化利用，满足顾客对产品或服务的要求，并使对顾客的反应时间最短，增值的同时提高生产和管理的柔性。精益生产的基本思想是减少或消除浪费，降低成本。精益思想的关键出发点是顾客价值，它将浪费定义为：“如果不增加价值，就是浪费。”由此将普遍存在的浪费归结为七种基本浪费，即：过剩生产浪费、过度库存浪费、不必要的材料移动浪费、不必要的动作浪费、下一道工序前的等待浪费、零件多次加工处理的浪费、产品缺陷浪费。精益技术的常用工具有：价值图（Value Stream Mapping）、标准化作业（Standardized Word）、全面设备维护（TPM）、防差错（Error Proofing）、设定时间减少（Set up Reduction）、连续流（Continuous Flow Mfg）、拉动系统（Pull System）、5S管理等。
二、六西格玛是什么
2001年，随着时任通用电气总裁的杰克·韦尔奇自传在中国广为流行，大部分中国企业领导者第一次听说了一种名字中既包含数字又包含希腊字母的企业管理方法——六西格玛。
提起六西格玛，人们一般首先想到的就是GE。但实际上六西格玛最早作为一种突破性的质量管理战略，是1980年代末在摩托罗拉公司为应对来自日企的竞争压力，试图大幅提高产品质量而首先创立并付诸实践的，三年后，摩托罗拉的六西格玛质量战略取得了空前的成功：产品的不合格率从百万分之6210件(大约四西格玛)减少到百万分之32(5.5西格玛)，在此过程中节约成本超过20亿美元。
六西格玛意为“六倍标准偏差”，就是每百万产品中的不良数（parts per million，简称PPM）要少于3.4个，相当于合格率为99.99966%，这在实际业务管理中是很难达到的完美水平，近乎于零缺陷。
六西格玛应用在管理中是一种灵活的综合性系统提升方法，通过它可有效缩减差异程度，一直达到６σ标准偏差能够满足顾客的要求，从而获取、维持、最大化企业的成功。它需要对顾客需求的理解，对事实、数据的规范使用和统计分析，以及对管理、改进、再发明业务流程的密切关注。已证实的六西格玛所能达到的成功种类十分广泛，如：提高产品质量、减少成本、提高生产率、增加市场占有率、保留顾客、减少周期循环时间、减少错误、改变企业文化、改进产品／服务等等。
三、六西格玛与精益的有机结合
六西格玛并不直接关注流程速度，所以单纯使用六西格玛的公司不能缩短提前期，同时在制品和制成品周转率也很难有大的改观。但是单独的精益方法也不是问题的答案：许多库存周转率不佳的企业实际上曾试图采用精益方法，但却不能快速地在整个企业实施和取得效果，并且范围也非常有限。
如果将六西格玛管理法与精益生产进行有机地结合，将对提高产品质量、降低成本、确保交期将会起到更好的促进作用。精益方法系统地将价值流中的浪费最小化。六西格玛管理法是在任何环境下减少浪费的一种通用方法和发现改进机会的一种方式。因此，我们可以发现精益生产和六西格玛管理法都用于减少浪费问题。应用精益生产技术使生产流程富有弹性，应用六西格玛管理法术确保改进状态的持续性。
精益生产方法强调以人为中心，充分发挥一线员工的积极性和创造性，使他们积极为改进产品和服务献计献策，使一线员工真正成为“零缺陷”生产的主力军，并从制度上保证员工的利益与企业的利益协调一致。而六西格玛管理方法也强调全员参与，以六西格玛管理团队为中心，形成无边界团队，实行项目管理。
精益生产方法强调以顾客为中心，以顾客需求为驱动，从顾客的角度确定价值流，追求零缺陷和持续改进、尽善尽美的企业文化。而六西格玛管理法的主题之一就是真正关注顾客之声（VOC），提高顾客满意度正是六西格玛管理的核心特征。六西格玛管理通过DMAIC过程改进模式，不断优化流程，使业绩改进趋于完美。
四、炉前质量管理仪：用数据说话
无论是六西格玛，还是精益生产，都有一个非常鲜明的特点，就是一切都要用数据说话，经验或模糊的概念在他们的世界中是没有发言权的。的确，在生产管理过程中，伴随着物料、人力、设备、工艺等各因素的投入，我们不但会得到所要的产品，还会有大量有价值的数据出现，这些过程数据是我们管理企业的眼睛，随着产品要求越来越高，这些数值已经是必不可少。
炉前质量管理仪，就是在这个要求下，产生的。它为冶金、铸造行业的精益六西格玛管理的实现提供了数据的支持。
炉前质量管理仪的主要工作原理：测量铁水成份时取铁水浇入样杯，测出样杯内铁水散热凝固的温度曲线。凝固曲线的第一个平台是铁水降温到液相线时生成固体相，放出结晶潜热，维持样杯散热产生的恒温现象造成的。我们将这个平台称做：初晶温度（TL）。随后铁水进行的是选择结晶，选择结晶放出的结晶潜热不足以维持样杯的散热量，温度继续下降。选择结晶剩余的铁水成份到达共晶成份时，在这个温度下剩余铁水要全部凝固成固体，所以放出的结晶潜热维持了一个很长的温度平台。我们称这个温度平台为:共晶温度（TE）。下图所示是凝固温度曲线与铁碳平衡图（亚共晶段）的对应关系：
凝固温度曲线与铁碳平衡图的对应关系图
在快速生产条件下，如何把握影响铁水质量的主要因素，研究人员根据：对初晶（TL）作用最大的成分是（C），对共晶（TE）作用最大的成分是（Si）的原理，将热分析测量结果以有效C含量和有效Si含量予以显示。使生产者通过调整有效C含量和有效Si含量获得需要的初生奥氏体量、获得预想的铸铁组织、以获得目标要求的机械强度。
因此直接测量众多成分、不同含量对形成铸铁组织的综合作用结果，直接调整有效的活性C、Si含量，对实现预期的铸铁组织和性能是简单、快速、可行的好方法。
这就是铁水质量管理仪比较其他分析方法的最大优势，之所以在发达国家被广泛采用，就是得益于它及时的在线性和指导的直接性。
五、天津三阳高科SY-201A系列铁水质量管理仪的优势简介
1、高精度、高分辨率、大屏幕
SY-201AB系列铁水质量管理仪采用了0.5‰级的高精度温度变送器，比其他品牌使用的1‰级温度变送器测量精度提高了一倍。高精度温度变送器的分辨率也由1℃提高到了0.1℃，使硅含量（Si%）的运算误差由±0.04%降到了±0.004%. SY-2010A系列铁水质量管理仪采用了19英寸的彩色显示器，显示了更多的测量信息和操作提示，显示的测量结果清晰、醒目。
2、根据测量条件调动检量线
用户根据各铸件的性能要求设计不同的目标成份，同一目标成份不同产地的原材料时设计不同的配方，将不同的目标成份或不同的配方命名为不同名称的目标材质。用户在测量前选调目标材质时，仪器自动调入针对该产品和原材料的检量线，使测量的结果更精确。
3、成份补中计算
使用SY-2010A系列铁水质量管理仪的用户，测量前输入铁水重量，选调目标材质，仪器自动调入目标成份、增碳剂收得率、硅铁收得率。在仪器完成测量的同时根据测量结果、铁水重量，计算出补中目标材质的增碳剂加入量、硅铁加入量或废钢加入量，供用户参考。
4、数据回顾功能
SY-2010A系列铁水质量管理仪的记录存储系统在完成测量的同时，对测量结果进行存储。存储系统可记录10000组测量数据，包括：检量线号、最高温度、初晶温度TL、共晶温度TE、铁水牌号FC、碳当量值CEs、碳含量值C%、硅含量值Si%、铁水重量、增碳剂补加量、硅铁补加量和废钢补加量。方便用户对材质的管理，循序提升用户的材质水平。
5、趋势浏览功能
SY-2010A系列铁水质量管理仪的趋势浏览功能，是用记录存储数据生成的座标图形。可供用户浏览的趋势图有：初晶温度、共晶温度趋势图，铁水牌号、碳当量值趋势图，碳含量值、硅含量值趋势图。用以评价用户铁水或配方的稳定性。
6、温度曲线分析功能
SY-2010A型系列铁水质量管理仪的温度曲线对比功能，是将测量的凝固温度曲线，调入座标系供用户分析使用。同时生成该温度曲线的一次微分曲线和二次微分曲线供用户分析使用。还可以将不同时间测量的凝固温度曲线调入同一座标系进行对比分析。给用户提供了发现问题、查找原因、拓展热分析功能、开发新测量项目的手段。
7、历史过程重现功能
SY-2010A系列铁水质量管理仪的历史过程重现功能，是用户在数据回顾窗口曲线回顾画面，选中要重现测量过程的日期和时间，即可进行测量过程的重现。方便用户追溯测量过程以发现问题、查找原因，进而更好的解决质量问题。
8、检量线自动调整功能
SY-2010A系列铁水质量管理仪的检量线自动调整功能，是用户原有分析手段与热分析测量结果存在偏差时，为使原有分析手段条件下编制的工艺文件继续使用，将热分析测量结果向原有分析方法的分析结果靠拢而设计的功能。
进行检量线调整时打开检测设定窗口二级授权的历史分析画面，用户将原有分析方法的C%、Si%分析结果输入到标准值栏下，即可完成检量线的自动调整。
9、天津三阳高科检测设备公司自行生产提供一系列消耗性热分析样杯，它是由设计合理的样杯， 高精度的K型热电偶组成，因其快速、简便、可靠和低成本而广泛用于铁水成份的现场控制。
六、结语
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