審核焊接系統，在焊接經驗方面需要“專業”到什么程度？
本文來自于“質量管理與工具實戰交流平臺”公眾號。
原創：姜傳武（John Jiang）資深質量&焊接咨詢師
前言：經常有人講：我們在新產品批量生產之前，焊接過程已經在開發流程中做過了試驗和驗證，在此基礎上輸出了PFMEA、過程控制計劃和焊接工藝等策劃文件，這樣，量產后首次使用焊接系統審核標準 (例如CQI-15) 對焊接過程進行審核時，以這些文件為基準進行審核就可以了。
請問您認同以上觀點嗎？?
本篇文章專業性較強，但仍然不乏生動和趣味~。本文也同樣適用于涉及其它復雜專業知識的制造系統，只是把焊接改為對應的專業或學科即可，作者希望能夠以焊接系統為例讓大家明白：專業知識在一個質量系統中居于何種位置？應達到什么樣的專業度？
很顯然，以上問題的是與否，取決于在開始批量生產前質量系統策劃的充分性。那么，我們就先來探討一下業界焊接質量系統策劃的普遍現狀。
對于一般的制造過程來說，量產前做好策劃并經過設計驗證和過程確認，量產以后就以策劃輸出的文件為依據進行審核，這個邏輯是沒有問題的，這符合新產品開發流程，或者汽車行業的APQP和過程審核的原則，這是因為目標達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險均已識別并得到控制。
那么，對于焊接過程呢？
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，焊接過程是一個特殊過程，其質量狀況是不能在焊完后輕易地檢驗的！這是因為它的內在質量和力學性能的檢測通常是需要把工件破壞掉的！這樣的檢測是不是太奢侈呢？企業最終是要盈利的，而不是不計成本的戰略性航天項目！
即使是使用無損探傷檢測 (NDT)的方法來檢查焊縫中的內部缺陷，也是具有相當的局限性的，這主要是指在安全防護、檢測精度，及檢測成本方面。
這會使得新產品開發期間，僅僅依靠有限的破壞性檢測的樣本，是很難使焊接質量隱患充分暴露出來的，即使已經考慮到了這些隱患！也就是說是很難評價這些控制文件是否可以有效預防焊接問題的出現的！
其次，焊接過程的影響因素太多，同一個焊接問題（現象）會有幾十個可能的原因，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知識和經驗，就會遺漏掉不少潛在的失效原因。例如在熔化極氣體保護焊中，氣孔的潛在原因如下：
請問沒有專業而系統的焊接知識和經驗的話，能把這30多個失效起因及控制措施都想到嗎？
當然，要準確定位哪種原因，還要借助于問題解決中的“三現主義”，以及是否進行充分監控的過程控制水平。
產品/過程驗證或確認時所發現的問題可能只是其中一部分原因所導致的，引起同一問題的其他原因只是出現的頻率較低，前期驗證的樣本量還不足以等到這些原因“發作”，例如，易損件的損耗，它們需要一個過程！如導電嘴、噴嘴、激光焊透鏡的護鏡、電極等等，但是這些因素在批量生產后卻會隨時“發作”的！
雖然有的因素出現的頻率不高，但是若零件是一個安全性零件，焊縫對應的特性是安全性特性，這個原因一旦出現，所造成的失效也是致命的！
另外，在設計驗證和試生產期間，供應商所提交的零件/原材料樣品，會當做工藝品來對待，精雕細琢，以確保獲得其客戶的認可和批量采購訂單的達成 (包括PPAP樣品)。
但是在批量生產之后就會問題頻發，這是因為隨著時間的延續，供應商的生產過程也會發生顯著的變異，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、零件潔凈度的下降等等，這些因素難以檢測、難以控制，卻會對焊接質量產生顯著的影響，這些問題很多都是在新產品開發期間沒有出現過的！若完全得到控制，則需要極高的成本，供應商是不可能做到完全管控的！
以上說明的是，一個優秀的焊接質量策劃，必須要借助于專業的焊接知識和經驗，提前考慮到所有的影響因素，針對具體的產品及其將來所處的實際工況來分析出所有可能的失效模式、缺陷及其及原因，將預防措施寫在控制文件中去，提前配置應有的控制資源，而不是主要依賴于新產品期間的試驗和驗證！這就必須由專業的焊接技術人員來參與！那么到底要“專業”到什么程度呢？
CQI-15標準給我們定了一個底線。
讓我們先來簡單了解一下這個標準：它是由AIAG（美國汽車工業行動組）的焊接工作組制定的一個關于焊接過程評估的標準，盡管是一個美系汽車行業的標準，但是它正在快速地在德系、日系以及國內的汽車行業中推行，它的最主要的特點就是既有系統化的格局，又有詳細的可執行的規定，上至與整個組織體系的對接，下至具體的參數控制和產品的檢測要求。
下面是CQI-15對焊接技術人員的專業度的一個最低要求 (第2版第1.2款)：
這個要求看起來似乎要求并不高，但實際上滿足這些條件的人卻是不多的！焊接專業人才一般集中在產品生產許可認證法規中，對焊接專業人員的資質和數量有硬性要求的行業中，例如，鍋爐、壓力容器/管道、核電設備等領域，其他大量使用焊接的行業則比較缺乏，包括工程師機械、汽車制造等行業！是什么原因造成了這樣的局面呢？作為一名專業焊接人，我認為主要有以下幾個方面：
1、焊接是一個比較復雜的工科專業，涉及的相關學科非常多，包括：材料學、冶金、熱處理、機械、電子、信息、材料力學等等，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踐性非常強的專業，真正學精并充分實踐的人非常少。
2、焊接質量的影響因素太多、太雜，加上它們的偶發性，問題難以再現，很多的因素要借助于先進的科技和資金的投入才能查清和控制，如焊偏、瞬時的參數波動、組裝間隙的自動化控制、參數的自動記錄與追溯等等，如果沒有在相關專用控制系統的協助和資金的投入，控制一個參數和查清一個原因真的是相當困難的！這就導致了焊接技術人員的精神壓力較大，因為出了一個問題，長時間搞不定。
2、焊接工作的環境比較差：臟污、煙塵、噪聲、輻射等等，這使得焊接技術人員的工作看起來有失體面，關鍵是薪資還不是特別高~
3、再加上人們對焊接的誤解——
這樣，主動報考大學焊接專業的人自然也就少了！焊接專業人才也就遠遠不能滿足需要了。
焊接專業人才缺乏這個事實，使得焊接質量系統在建立時，焊接可行性分析、項目策劃、焊接失效失效模式識別、風險分析及控制措施的制定等活動缺乏了焊接專業知識與經驗的輸入，流于了形式、走成了過場，導致新產品開發流程和質量策劃工具成為了一些純粹的套路和空洞的外殼！從而為量產留下了太多的隱患！下圖是一個包含充分專業知識的、血肉豐滿的焊接過程PFMEA的案例片段：?
可以說，如果把一個焊接質量保證系統比作一個空調的制冷系統的話，那么焊接專業知識就如同里面流動的制冷劑，如果缺乏專業的焊接人員，或者對專業知識不夠精通，就像制冷系統缺乏制冷劑，或者制冷劑中水分過大，壓縮機只會空轉，或者系統運行效果差！
讓我們回到文章前言中的那個問題，在對一個量產后的焊接質量系統進行初次的審核時，是不能完全依賴于現有的策劃文件的，必須先評估這些策劃文件是否專業和到位。這同樣需要對焊接系統的審核員提出專業度的要求。
下面是CQI-15對審核員的三個方面的要求：
可見，這個要求與前面的1.2條關于焊接組織中的焊接技術人員的專業度要求是相同的。
讓我們再來通過一個CQI-15中的一個條款的審核案例，看一下如果想審核到位、發現問題的話，到底需要什么程度的專業能力。
列舉CQI-15中的例子之前，我們先要明確關于審核的三個層次，即“適宜性”、“充分性”和“有效性”（可能有點抽象哦）：
適宜性 是指所策劃的質量保證方案/文件是否與實際的業務及戰略目標相符，以及是否隨著內外環境及相關方要求的不斷變化而持續保持更新。
充分性 是指質量保證所需要做的活動是否考慮全面，活動的具體要求和實現途徑是否被充分地識別并文件化，相關的資源 (人力、財力、物力、時間)是否充分滿足活動的要求。?
有效性 是指所策劃的質量活動在執行后，目標實現的程度，以及為達到目標所消耗的資源，這里也包含效率的成分。
還要補充說明一下：在審核有效性前，先要確認策劃的執行程度，上面所指的目標不是自己拍腦袋定出來的，而是基于客戶的要求和組織戰略策劃所輸出的質量目標。當然，對于焊接質量的目標是源于組織的總體的質量目標的。
那么，下面我列舉CQI-15（第2版）中的條款2.4來說明焊接系統評估的這三個“性”及其對焊接專業知識的需求。
1、與適宜性相關的審核思路
對于DFMEA，審核思路中 (Checklist)至少要包括：
? 是否是針對當前的零件所做的DFMEA？
? 焊件的設計失效影響的分析是否對應到上一級總成直至整車？
? 焊接接頭/焊縫的強度校核是否依據上一級產品的要求？
? 是否是基于客戶使用工況和客戶的相關標準？
? 是基于產品設計的最新版本嗎？
對于PFMEA，審核思路中至少要包括：
? 是針對當前的零件進行的失效分析嗎？
? 失效影響后果是否基于DFMEA的分析結果？
? 是針對現有的焊接方法 (人機料法環測)嗎？
? 是基于現有的工廠運營流程和制造流程嗎？
? 是基于產品設計的最新版本和DFMEA的最新版本嗎？
以上斜體字的內容，對焊接專業知識是有要求的，至少是要了解當前的焊接過程會存在哪些常見的失效模式，我之前發現有一個客戶的熔化極氣體保護焊的PFMEA中的失效模式和起因全都寫成了電阻點焊的了。這需要對焊接知識有一個最基本的了解，至少不是完全不懂。
2、與充分性相關的審核思路
對于DFMEA，審核思路中至少要包括：
? 是否考慮了焊縫的強度與零件的實際工況與客戶要求的強度？（失效模式）
? 是否考慮了焊接變形對形位公差的影響？（失效模式）
? 是否考慮了焊接殘余應力的影響？（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位置？（失效起因）
? 是否使用了焊接結構專用的強度計算和校核方法（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)、焊接結構要求和焊接件強度計算等焊接結構件設計的專業知識，沒有這些知識，是不能審核出焊接零件的DFMEA做得是否充分的！
對于PFMEA，審核思路中至少要包括：
? 是否考慮到了焊件所要求的產品特性（如強度、塑性、韌性）的失效？（失效模式）
? 是否考慮到了實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發生過高的殘余變形或殘余應力？（失效模式）
? 是否考慮了焊接操作對空間和方位的要求？（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應？（失效模式）
以上各條均是需要審核員對材料的焊接性 (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、焊接設備與工裝、焊接變形等知識，這也是十足的焊接專業知識！沒有這些知識，是不能審核出焊接零件的PFMEA的充分性的！
3、與有效性相關的審核思路
關于DFMEA和PFMEA的有效性，這都是需要從工廠內、客戶處所發現的焊接失效問題，來判定在現有的FMEA中是否已經識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際起因并沒有在現有的FMEA起因中包含，或者雖然實際遇到的失效模式和起因都在現有的FMEA分析到了，但是該FMEA中的控制措施并沒有達到實際的效果！
因此，核員本身必須有能力識別焊接失效問題的原因，并有能力評價別人做的焊接失效分析是否專業，這就是對審核員焊接專業度的要求！
限于篇幅，在這里就不再舉更多的審核案例了，更多的案例，請關注姜傳武老師的CQI-15的培訓課程。
總上所述，不管是焊接質量系統的建立，還是焊接質量系統的審核，焊接專業知識是必須的！而且要具有足夠的深度，僅僅滿足CQI-15的最低要求，也是非常勉強的！還得需要質量體系與質量控制的知識，至關重要的是要使二者有機融合。
以上要求，不用說對于一個人，就是對于一家工廠來說已經不容易做到了，但我希望大家看了這篇文章后，會有一個清晰的學習方向、改進思路，以及選擇培訓/咨詢老師的明確標準，這就是：
一個合格的CQI-15老師需要同時具備焊接與質量的資深知識與長期的實踐經驗，有能力同時指導一個企業的工藝人員與質量人員，且做到焊接與質量的有機結合！
之前（我不確定現在是否還有）有的機構在講授這門課時是由質量、焊接兩位老師來講，一人一部分，可想而知，這樣的效果會是什么樣子！在這里，我想借用華為創始人任正非先生的一句名言：只有優秀的老師才能教出優秀的學生。沒錯，只有合格的CQI老師，才能教出合格的學員！
最后，希望廣大客戶與培訓機構能夠正確認識CQI-15焊接系統這門課的真正要求，包括關于CQI特殊工藝標準的其他課程，客戶需要的是：學習到獨一無二的專業知識與質量知識，分別對應于工藝人員與質量人員！
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