客户背景

五十多年来，Bobcat Company 一直是紧凑型设备设计、制造和销售的世界领导者，产品涵盖滑向装载机、紧凑型挖掘机等，广泛应用于农业、建筑、挖掘、景观美化及设备租赁等行业。作为北达科他州最大的制造商，Bobcat 在其生产过程中使用激光切割技术从大型钢板上精确切割出细节部件。这些部件要求具有光滑无瑕的边缘，以确保高质量标准。

核心挑战

Bobcat 工厂的 7 台激光切割机的产出不断提高，这将减少外包的“激光加工业务量”，节省大量成本。

Jim Rose，一位 Bobcat 认证黑带大师，负责改进公司的激光切割工艺。目标是在不牺牲质量的前提下提高生产速度。由于工厂拥有7台激光器但仍需外包部分工作，Rose 的任务是寻找一种方法，既能加快激光加工速度又能提升切割质量。成功实现15%的生产速度增长相当于“节省”一台价值近百万美元的新激光器，并减少对外包服务的需求。

解决方案

为解决这一复杂问题，Rose 利用 Minitab Statistical Software 进行试验设计（DOE）。通过 DOE，Rose 能够评估影响切割性能的关键因素，包括功率、占空比、快速与慢速切割速度的进给速率、辅助气体压力、喷嘴宽度以及聚焦距离。具体步骤如下：

响应变量的选择：将切割质量设定为主要响应变量，采用1-5评分系统（5表示完美切割），并确保测量系统的准确性。
初步分析与基准建立：对现有设置进行初步分析，确定当前工艺的平均切割质量得分为4。
试验设计的选择与实施：选择适当的因子设计，最终采用了16次运行的1/2部分因子设计，并重复了三次以增加结果的可靠性。
数据分析与优化：利用Minitab分析试验数据，识别关键影响因素及其相互作用，进而找到最佳参数组合以优化切割质量和速度。

应用成效

经过一系列精心设计和执行的实验，Rose 成功地提高了所有产品的生产工艺效率超过20%，同时保持或提升了切割质量。这不仅避免了购买额外激光设备的成本（约50万美元），还消除了大约2,000小时的外包需求。总体而言，该项目通过Minitab的应用实现了超过100万美元的潜在经济效益，显著增强了Bobcat的生产能力与市场竞争力。此案例展示了如何运用先进的统计工具解决实际生产中的难题，推动企业持续改进与发展。