background image

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

D

Define

M

Measure

A

Analyze

I

Improve

C

Control

Implementing Six Sigma Quality
at Better Body Manufacturing 

background image

2

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

Dimension

DPM

ASM_7Y

172475

ASM_8Y

85824

ASM_3Y

19786

ASM_9Y

3874

ASM_10Y

776

ASM_6Y

4

Overview

ABC Incorporated (ABC) is not achieving Six Sigma quality levels 
for all critical Body-Side Sub-Assembly dimensions as requested by 
their customers.

Ensure that all critical body-side subassembly dimensions are 
within Six Sigma quality levels of   3.4 DPM. C

p

 2.0 and C

pk

 

1.67.

• Change tonnage to > 935 to correct ASM_7Y and 

ASM_8Y

• Set clamp position to location 2 for ASM_9Y and 

ASM_10Y

• Re-machine A-pillar die to correct A_3Y and 

ASM_3Y

• Determined the correlation between body side and assembly 

dimensions.

• Evaluated the significance of Tonnage > 935 for ASM_7Y & 

ASM_8Y.

• Conducted a DOE for Clamp position for ASM_9Y & ASM_10Y.

0

50000

100000

150000

200000

A

S

M

_7

Y

A

S

M

_8

Y

A

S

M

_3

Y

A

S

M

_9

Y

A

S

M

_1

0

Y

A

S

M

_6

Y

DPM

background image

3

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

Problem Statement & The 

Goal

ABC Incorporated’s customer wants ABC to apply Six Sigma problem 
solving methodology to insure that the body side subassembly is 
achieving Six Sigma quality levels of less than 3.4 defects per million 
for all critical body side subassembly dimensions. 

ABC needs an improvement strategy that minimizes the rework costs 
while achieving the desired quality objective. ABC’s goal is to produce 
module subassemblies that meet the customer requirements and not 
necessarily to insure that every individual stamped component within 
the assembly meets it original print specifications – sub-system 
optimizations vs. local optimization.

+

+

A-Pillar

Reinforcement

B-Pillar

Reinforcement

Body Side Outer

+

+

A-Pillar

Reinforcement

B-Pillar

Reinforcement

Body Side Outer

D

Define

background image

4

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

Measure Phase

Key Variables:

Assembly process variables: 
Weld Pattern (density), Clamp Location, and Clamp Weld 
Pressure
Stamping process variables (body side): 
Press Tonnage, Die Cushion Pressure, Material Thickness

Body Assembly Dimensions ASM_1Y through ASM_10Y

M

Measure

4

776

172475

85824

19786

3874

0

50000

100000

150000

200000

ASM_7Y

ASM_8Y

ASM_3Y

ASM_9Y

ASM_10Y

ASM_6Y

DPM

Assembly Dimensions with Highest 
Defects

background image

5

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

Resolution alternatives (based upon past experience): 

1. Make adjustments to assembly process settings
2. Reduce variation of components through better control of 
stamping 
    process input variables
3. Rework stamping dies to shift component mean deviation that 
is off 
    target and causing assembly defects

Target Performance Level: 

All ten critical assembly dimensions at Six Sigma quality level of  
 3.4 DPM. 
C

p

 2.0 and C

pk

 1.67

Fish Bone and P-Diagrams: 

Understanding potential causes of defects. From this we pick the 
assembly and component dimensions that require further analysis

Analyze Phase 

A

Analyze

background image

6

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

For our analysis we will do a DOE to 
check for levels that contribute to 
better quality product.

Weld Pattern 
(density)

Clamp 
Location

Operator

Machine

Materials

Methods

Clamp Weld 
Pressure

Press 
Tonnage

Die Cushion 
Pressure

Material 
Thickness

Training

Yield 
Strength

Elastic 
Limit

Environment

Temperature

Humidity

Quality

Component 
Variability

Inspection 
Process

Gage R&R

Body 
Assembly 

Analyze Phase 

A

Analyze

Body Side Sub-Assembly

Stamping Process

Outputs

Body Side Sub-Assemblies at

Six Sigma quality levels

Control Variables

Clamp Location    Press 
Tonnage
Weld Density        Die Pressure 
Clamp Pressure

Error 
States

Dimensional 
defects

Noise Variables

Environment
Inherent Variation

Inputs

Material Thickness

Yield Strength

background image

7

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

Analysis of ASM_7Y and ASM_8Y 

Analyze Phase 

A

Analyze

Conclusion: BS_7Y and ASM_7Y are following a 
similar trend.
A correlation chart to study this further shows high 
correlation. 
(Pearson correlation, R of 0.701).

background image

8

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

Analyze Phase 

A

Analyze

Capability of 
B_7Y

698416 DPM

0 DPM

Conclusion: B_7Y has 0 ppm compared 
to ~700K DPM in BS_7Y. 
Furthermore, BS_7Y shows strong 
correlation on dimension ASM_7Y. 
(Pearson correlation, R of 0.786).

Capability of 
BS_7Y

background image

9

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

XY Plot of Tonnage vs. BS_7Y

Conclusion: Tonnage values above 935 greatly improves BS_7Y 
and brings it closer to the mean. Let’s see what impact this has on 
ASM dimensions 7Y, 8Y, 9Y, and 10Y by creating a subset of the 
data looking only at Tonnage > 935.

Analyze Phase 

A

Analyze

background image

10

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

Analyze Phase 

A

Analyze

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

LSL

USL

Capability Analysis of ASM_7Y at Tonnage > 935

USL
Target
LSL
Mean
Sample N
StDev (Within)
StDev (Overall)

Cp
CPU
CPL
Cpk

Cpm

Pp
PPU
PPL
Ppk

P PM < LSL
P PM > USL
P PM Total

PPM < LSL
PPM > USL
PPM Total

PPM < LSL
PPM > USL
PPM Total

 1.00

    *

-1.00

 0.09

12

0.163174
0.147855

2.04
1.86
2.23
1.86

   *

2.25
2.05
2.46
2.05

0.00
0.00
0.00

0.00
0.01
0.01

0.00
0.00
0.00

Process Data

Potential (Within) Capability

Overall Capability

Observed Performance

Exp. "Within" P erformance

Exp. "Overall" Performance

Within

Overall

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

LSL

USL

Capability Analysis of ASM_8Y at Tonnage > 935

USL
Target
LSL
Mean
Sample N
StDev (Within)
StDev (Overall)

Cp
CPU
CPL
Cpk

Cpm

Pp
PP U
PP L
Ppk

PPM < LSL
PPM > USL
PPM Total

PPM < LSL
PPM > USL
PPM Total

PP M < LSL
PP M > USL
PP M Total

 1.00000

       *

-1.00000
-0.12833

12

0.101825
0.089161

3.27
3.69
2.85
2.85

   *

3.74
4.22
3.26
3.26

0.00
0.00
0.00

0.00
0.00
0.00

0.00
0.00
0.00

Process Data

Potential (Within) Capability

Overall Capability

Observed Performance

Exp. "Within" Performance

Exp. "Overall" Performance

Within

Overall

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

LSL

USL

Capability Analysis of ASM_9Y at Tonnage > 935

USL
Target
LSL
Mean
Sample N
StDev (Within)
StDev (Overall)

Cp
CPU
CPL
Cpk

Cpm

Pp
PPU
PPL
Ppk

P PM < LSL
P PM > USL
P PM Total

PPM < LSL
PPM > USL
PPM Total

PPM < LSL
PPM > USL
PPM Total

 1.00000

       *

-1.00000

 0.52083

12

0.206010
0.177098

1.62
0.78
2.46
0.78

   *

1.88
0.90
2.86
0.90

    0.00
    0.00
    0.00

    0.00

10010.77
10010.77

    0.00

 3408.51
 3408.51

Process Data

Potential (Within) Capability

Overall Capability

Observed Performance

Exp. "Within" P erformance

Exp. "Overall" Performance

Within

Overall

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

LSL

USL

Capability Analysis of ASM_10Y at Tonnage > 935

USL
Target
LSL
Mean
Sample N
StDev (Within)
StDev (Overall)

Cp
CPU
CPL
Cpk

Cpm

Pp
PP U
PP L
Ppk

PPM < LSL
PPM > USL
PPM Total

PPM < LSL
PPM > USL
PPM Total

PP M < LSL
PP M > USL
PP M Total

 1.00

    *

-1.00

 0.39

12

0.215541
0.187663

1.55
0.94
2.15
0.94

   *

1.78
1.08
2.47
1.08

   0.00
   0.00
   0.00

   0.00

2326.72
2326.72

   0.00

 576.00
 576.00

Process Data

Potential (Within) Capability

Overall Capability

Observed Performance

Exp. "Within" Performance

Exp. "Overall" Performance

Within

Overall

Conclusion: Setting Tonnage to greater than 935 resulted in 
ASM_7Y and ASM_8Y meeting the goal of <3.4 DPM. ASM_9Y and 
ASM_10Y require further analysis.

Impact this has on ASM dimensions 7Y, 8Y, 9Y & 10Y on Tonnage

background image

11

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

DOE for Response Variable ASM_9Y

• DOE factorial analysis shows Clamp Position is the only 
significant factor in 
  determining ASM_9Y dimension

 

 
DOE Response Optimization for ASM_9Y

• Set Clamp Position to Location 2 (level 1)
• Optimizer recommends setting Weld Density to 1.33 weld per 
inch (level 1), 
  but this appears to be a robust parameter, which could be 
changed for the benefit 
  of process without reducing quality if processing time or cost 
shows a benefit.
• Optimizer recommends setting Clamp Pressure to 2100 psi (level 
1), but this 
  appears to be a robust parameter, which could be changed for 
the benefit of process
  without reducing quality if processing time or cost shows a 
benefit.
• Run additional tests at recommended settings to confirm results
• Weld Density and Clamp Pressure are robust parameters and 
can be set to optimize  
   the process capability to maximum level and lowest cost.

Analyze Phase 

A

Analyze

Input Variable

Proposed ASM_9Y Setting Proposed ASM_10Y Setting

Clamp Location

Location 2

Location 2

Weld Density (welds per X inches)

1.33

1.33

Clamp Pressure

2100 psi

2100 psi

background image

12

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

Analyze Phase 

A

Analyze

DOE for Response Variable ASM_10Y

• DOE factorial analysis shows Clamp Position is also the only 
significant 
  factor in determining ASM_10Y dimension

 
DOE Response Optimization for ASM_10Y

• Setting clamp to location 2 also improves ASM_10Y
• Recommend same settings used to improve ASM_9Y to improve 
process 
  capability which also allows for no changes to machine setup and 
helps reduce 
  possible process concerns
• Run additional tests at recommended settings to confirm results
• Weld Density and Clamp Pressure are robust parameters and can 
be set to optimize 
   the process capability to maximum level and lowest cost.

background image

13

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

DOE for Response Variable ASM_3Y

• DOE factorial analysis shows that no factors are significant
• Response Optimization shows no solution for response 
optimizer 

Observe Process Capability of A_3Y and BS_3Y

• ASM_3Y and A_3Y have a similar mean shift in the -Y 
direction 

Correlation of Output Variables

• No dimensional correlations appear to exist between 
ASM_3Y and 
  A_3Y or BS_3Y

Stepwise Regression Analysis of BS_3Y

• Tonnage and Die Pressure appear to be significant in 
determining 
  dimension BS_3Y
• Tonnage values < 920 may improve BS_3Y
• Die Pressure appears to have no clear correlation to 
BS_3Y

Analyze Phase 

A

Analyze

background image

14

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

Process Capability of BS_ 3Y and ASM_3Y at Tonnage < 920

• Created subset of body data looking only at dimensions with 
Tonnage < 935

• Tonnage < 920 appears to improve the mean of BS_3Y slightly, 
but has no
  impact on improving the mean of ASM_3Y.

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

LSL

USL

Capability Analysis of ASM_3Y

USL
Target
LSL
Mean
Sample N
StDev (Within)
StDev (Overall)

Cp
CPU
CPL
Cpk

Cpm

Pp
PPU
PPL
Ppk

PPM < LSL
PPM > USL
PPM Total

PPM < LSL
PPM > USL
PPM Total

PPM < LSL
PPM > USL
PPM Total

 1

 *

-1

 0

36

0.0851436
0.0971725

3.91
3.91
3.91
3.91

   *

3.43
3.43
3.43
3.43

0.00
0.00
0.00

0.00
0.00
0.00

0.00
0.00
0.00

Process Data

Potential (Within) Capability

Overall Capability

Observed Performance

Exp. "Within" Performance

Exp. "Overall" Performance

Within

Overall

Die remachined to move mean +0.80

Capability of A_3Y and ASM_3Y with 
+0.80 mm mean offset

• Manipulate data for A_3Y and 
ASM_3Y by +0.80 mm to simulate 
re-machining

• Process capability shows 0 
defects for A_3Y and ASM_3Y with 
this mean offset

Analyze Phase 

A

Analyze

background image

15

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

Analyze Phase 

A

Analyze

Conclusions

• From the analysis of ASM_7Y and ASM_8Y we can conclude 
that:

 Setting tonnage > 935 results in ASM_7Y and ASM_8Y 

meeting the goal

• Analyzing ASM_9Y and ASM_10Y helps determine that:

 Setting clamp position to location 2, weld density to 1 weld 

every 1.33” 
  and clamp pressure to 2000 psi helps with dimensions 
ASM_9Y and
  ASM_10Y

• Analyzing ASM_3Y helps us conclude that: 

 Re-machine A-Pillar die to move A_3Y to nominal – which 

could cause 
  BS_3Y to shift towards nominal – effectively shifting ASM_3Y 
to nominal

background image

16

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

With the recommended changes the process performance will 
improve significantly

Dimension Mean

StDev 
Overall

DPM_Obsv DPM_Within DPM_Exp

P

p

P

pk

C

p

C

pk

ASM_1Y

-0.035

0.165

0

0

0

2.01

1.94

2.47

2.39

ASM_2Y

0.259

0.152

0

0

1

2.20

1.63

2.31

1.71

ASM_3Y

0.000

0.097

0

0

0

ASM_4Y

0.009

0.115

0

0

0

2.90

2.87

3.53

3.50

ASM_5Y

-0.330

0.145

0

0

2

2.30

1.54

3.72

2.50

ASM_6Y

-0.284

0.160

0

1

4

2.08

1.49

2.24

1.60

ASM_7Y

0.090

0.148

0

0

0

2.25

2.05

2.04

1.86

ASM_8Y

-0.128

0.089

0

0

0

3.74

3.26

3.27

2.85

ASM_9Y

0.521

0.180

0

0

0

ASM_10Y

0.395

0.191

0

0

0

A

Analyze

Analyze Phase 

background image

17

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

Recommendations for improving the process:

 Set Tonnage to above 935 to improve ASM_7Y & ASM_8Y

 Set Clamp to Location 2 to improve ASM_9Y & ASM_10Y

 Re-machine the A-Pillar die to move the mean of A_3Y to 

nominal which in turn will move ASM_3Y to nominal

 

Implement the above recommendations and run additional samples to 
verify results.

I

Improve

Improve Phase 

background image

18

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

Control Phase

C

Control

Recommended controls :

 Implement a gauge on the body side component press to 

monitor tonnage

 Implement an alarm and shut-off feature on the body side press 

if tonnage 
  falls below 935 tons

 Implement poke-yoke clamping fixture that ensures clamp is 

always in 
  Position 2

 Establish an affordable control plan for ongoing monitoring of 

the 10 
  critical assembly dimensions.

 

background image

19

D M A I C

Define Measure Analyze Improve Control

Summary

ABC Incorporated is not achieving Six Sigma quality levels for all 
critical Body-Side Sub-Assembly dimensions as requested by their 
customers. BBM needs to apply Six Sigma problem solving 
methodology to establish an improvement strategy that minimizes 
rework costs, yet achieves the desired quality objective.

 Implement a gauge on the body side component press to monitor 

tonnage

 Implement an alarm & shut-off feature on body side press if 

tonnage falls below 935

 Implement poke-yoke clamping fixture that ensures clamp is always 

in Position 2

 Establish control plan for ongoing monitoring of the 10 critical 

assembly dimensions.

 Set Tonnage to above 935 to improve ASM_7Y & ASM_8Y

 Set Clamp to Location 2 to improve ASM_9Y & ASM_10Y

 Re-machine the A-Pillar die to move the mean of A_3Y to 

nominal

Bring the key process output variables within Six Sigma quality 
level of   3.4 DPM. 

C

p

 2.0 and C

pk

 1.67


Document Outline