正極材料燒結(jié)爐內(nèi)，溫度曲線輕微波動0.5%，可能導(dǎo)致整批材料容量衰減15%——熱處理過程像一個“黑箱”，結(jié)果無法全檢追溯，而CQI-9就是為這個“黑箱”裝上實時監(jiān)控系統(tǒng)，讓看不見的過程變得透明可控。

CQI-9（Customer Quality Initiative-9），全稱《特殊過程：熱處理系統(tǒng)評估》（Heat Treat System Assessment, HTSA），是由美國汽車工業(yè)行動集團（AIAG）制定的汽車行業(yè)熱處理專項質(zhì)量管理標準。2006年首版發(fā)布，最新為2020年第四版，已成為全球高端制造業(yè)熱處理過程管理的“黃金準則”。傳統(tǒng)熱處理均用在汽車零部件行業(yè)，材料行業(yè)適用嗎？今天我們一起來討論下

核心價值

在電池材料行業(yè)，CQI-9的三大支柱價值：

1. 風(fēng)險預(yù)防盾牌：針對“結(jié)果不可全檢”的特殊過程，通過系統(tǒng)化控制提前預(yù)防質(zhì)量變異

2. 過程透明化工具：將“黑箱操作”轉(zhuǎn)化為可量化、可監(jiān)控、可追溯的透明工藝系統(tǒng)

3. 供應(yīng)鏈通行證：滿足主機廠強制要求，成為進入高端制造供應(yīng)鏈的必備資質(zhì)

• 人員資質(zhì)體系化：從操作工到審核員，建立完整的能力矩陣與定期再認證機制

• 設(shè)備管理數(shù)據(jù)化：SAT（系統(tǒng)精度測試）、TUS（爐溫均勻性測試）等關(guān)鍵指標實時監(jiān)控

• 流程控制標準化：8大工藝過程表（A-H）覆蓋所有熱處理場景，參數(shù)頻次明確量化

工藝參數(shù) 控制范圍 監(jiān)控頻次 失控影響 推薦測量設(shè)備 燒結(jié)溫度 設(shè)定值±5℃ 連續(xù)記錄（2Hz） 容量衰減、相變異常 K型鎧裝熱電偶 保溫時間 設(shè)定值±10min 每爐次自動記錄 晶粒生長不均、殘鋰升高 時間-溫度積分儀 升溫速率 3-5℃/min（可控） 程序段監(jiān)控 熱應(yīng)力裂紋、顆粒破碎 微分溫度傳感器 氣氛氧含量 ≤50ppm（氮氣保護） 實時在線分析 表面氧化、電化學(xué)性能下降 氧化鋯氧分析儀 裝料密度 設(shè)定值±5% 每批次抽查 傳熱不均、燒結(jié)一致性差 體積-重量計算系統(tǒng) 冷卻速率 程序控制±10% 降溫段監(jiān)控 相結(jié)構(gòu)鎖定、內(nèi)應(yīng)力殘留 紅外熱像儀
控制目標

針對正極材料燒結(jié)過程的四大核心控制目標：

1. 溫度穩(wěn)定性：有效加熱區(qū)內(nèi)溫度均勻性≤±10℃，控溫精度≤±3℃

2. 批次一致性：同批次材料容量極差≤2%（0.5C放電），循環(huán)100次容量保持率≥95%

3. 過程可追溯：每批產(chǎn)品可關(guān)聯(lián)完整工藝曲線、設(shè)備狀態(tài)、操作人員、原材料批次

4. 異常預(yù)警率：關(guān)鍵參數(shù)超差自動報警率100%，預(yù)警響應(yīng)時間≤15分鐘

• TUS（爐溫均勻性測試）熱力圖：可視化展示有效加熱區(qū)內(nèi)溫度分布梯度

• SAT（系統(tǒng)精度測試）趨勢圖：監(jiān)控?zé)犭娕夹势铍S時間變化趨勢

• 工藝參數(shù)SPC控制圖：實時監(jiān)控溫度、時間、氣氛等關(guān)鍵參數(shù)的過程能力

• 燒結(jié)曲線對比圖：標準曲線與實際生產(chǎn)曲線疊加分析，識別異常波動

• 材料性能關(guān)聯(lián)矩陣：建立工藝參數(shù)與材料容量、首效、循環(huán)性能的量化關(guān)系模型

核心任務(wù)：將CQI-9要求融入現(xiàn)有質(zhì)量管理體系（IATF16949）

1. 管理職責(zé)落地：

• 總經(jīng)理簽署《熱處理質(zhì)量方針承諾書》

• 建立熱處理專項質(zhì)量目標（如：溫度穩(wěn)定性達標率≥99%）

• 組建CQI-9推進委員會（跨部門，含技術(shù)、生產(chǎn)、質(zhì)量、設(shè)備）

文件體系搭建：

• 修訂《熱處理過程控制程序》，明確CQI-9對應(yīng)條款

• 建立《熱處理工藝文件包》，包含：工藝卡、作業(yè)指導(dǎo)書、參數(shù)記錄表、異常處理流程

• 編制《CQI-9內(nèi)部審核計劃》，每年至少1次全面審核

適用范圍界定：

• 識別企業(yè)所有熱處理工藝類型，對照8大過程表（A-H）進行分類

• 確定適用過程表：正極材料燒結(jié)→過程表A（Ferrous，含淬火、回火、時效等）

• 建立《熱處理過程清單》，明確每個工藝的關(guān)鍵控制參數(shù)

核心任務(wù)：確保熱處理設(shè)備與測量系統(tǒng)滿足CQI-9精度要求

1. 熱工計量體系：

• 熱電偶管理：建立臺賬，高溫工藝（≥760℃）每年更換，低溫工藝（<760℃）每2年更換

• SAT（系統(tǒng)精度測試）：每季度執(zhí)行，用標準熱電偶比對，誤差≤±3℃

• TUS（爐溫均勻性測試）：每年執(zhí)行，9點測溫，高溫爐均勻性≤±10℃，回火爐≤±5℃

過程監(jiān)控“鐵律”：

• 溫度記錄：必須自動連續(xù)采集（≥2Hz），手動補錄直接判定“不符合”

• 報警系統(tǒng)：關(guān)鍵參數(shù)超差自動報警，報警記錄保存≥3年

• 數(shù)據(jù)追溯：每批產(chǎn)品工藝曲線自動存檔，保存期限≥產(chǎn)品生命周期+1年

設(shè)備維護計劃：

• 預(yù)防性維護：爐襯檢查（每半年）、加熱元件電阻測試（每月）

• 糾正性維護：故障停機時間≤4小時，備品備件安全庫存≥3個月用量

• 性能驗證：大修后必須重新執(zhí)行SAT和TUS，合格后方可復(fù)產(chǎn)

核心任務(wù)：建立熱處理人員能力矩陣與持續(xù)培訓(xùn)機制

1. 關(guān)鍵崗位資質(zhì)要求：

• 工藝工程師：材料科學(xué)與工程專業(yè)背景，3年以上熱處理工藝開發(fā)經(jīng)驗

• 操作工：持《熱處理操作上崗證》，通過破壞性試驗考核（如：標準試樣熱處理+性能測試）

• 審核員：IATF16949內(nèi)審員證書+熱處理領(lǐng)域5年以上經(jīng)驗

培訓(xùn)體系設(shè)計：

• 基礎(chǔ)理論：金屬學(xué)、熱處理原理、相變動力學(xué)（每年8學(xué)時）

• 標準解讀：CQI-9第四版條款逐條講解（新員工入職必訓(xùn)）

• 實操技能：設(shè)備操作、參數(shù)設(shè)定、異常處置（每季度現(xiàn)場演練）

• 案例分析：行業(yè)內(nèi)熱處理失效案例復(fù)盤（每月質(zhì)量例會）

能力評估矩陣：

• 建立《熱處理人員技能矩陣表》，覆蓋理論、實操、應(yīng)急處理三個維度

• 每半年評估一次，未達標者進入“能力提升計劃”（一對一輔導(dǎo)）

• 考核結(jié)果與績效、晉升、薪酬直接掛鉤

核心任務(wù)：建立CQI-9內(nèi)部審核機制與持續(xù)改進循環(huán)

1. 審核流程標準化：

• 工藝參數(shù)實際執(zhí)行與文件規(guī)定一致性

• 監(jiān)控記錄的真實性、完整性、可追溯性

• 人員操作的規(guī)范性、熟練度、異常應(yīng)對能力

• 首次會議：明確審核范圍、依據(jù)、方法、日程安排

• 現(xiàn)場審核：采用“看、查、問、測”四步法，重點驗證：

• 末次會議：通報審核發(fā)現(xiàn)，確認不符合項，制定整改計劃

審核常見不符合項（電池材料行業(yè)高頻問題）：

• 設(shè)備類：熱電偶超期使用（最常見）、SAT測試記錄不完整、爐溫均勻性測試點覆蓋不全

• 工藝類：升溫速率超出程序設(shè)定范圍、保溫時間記錄缺失、氣氛控制參數(shù)未實時監(jiān)控

• 文件類：工藝變更未更新作業(yè)指導(dǎo)書、培訓(xùn)記錄不完整、異常處理報告未閉環(huán)

• 人員類：新員工未通過破壞性試驗考核、審核員熱處理經(jīng)驗不足

改進循環(huán)機制：

• 問題分析：采用5Why、魚骨圖深入挖掘根本原因

• 措施制定：臨時圍堵（ICA）+永久糾正（PCA）雙重保障

• 效果驗證：通過過程能力指數(shù)（Cpk）、不良率趨勢、客戶投訴率量化評估

• 標準化：有效措施更新至體系文件，橫向展開至同類工藝

• 坑點表現(xiàn)：認為±10℃的波動“可以接受”，未意識到0.5%的溫度偏差可能導(dǎo)致材料性能15%衰減

• 根本原因：對熱處理“非線性效應(yīng)”認識不足，低估參數(shù)敏感度

• 避坑指南：建立“過程參數(shù)-材料性能”量化關(guān)系模型，執(zhí)行±3℃的嚴格控溫標準，微小波動即觸發(fā)根本原因分析

• 坑點表現(xiàn)：關(guān)鍵參數(shù)靠操作工手寫記錄，存在補錄、篡改、遺漏風(fēng)險

• 根本原因：自動化投入不足，管理層對數(shù)據(jù)真實性重視不夠

• 避坑指南：100%關(guān)鍵參數(shù)自動采集，數(shù)據(jù)直接上傳MES系統(tǒng)，手動記錄直接判定“嚴重不符合”

• 坑點表現(xiàn)：加熱元件斷裂才更換，爐襯嚴重侵蝕才修補，導(dǎo)致生產(chǎn)過程頻繁中斷

• 根本原因：維護計劃缺失或執(zhí)行不到位，追求短期成本最低

• 避坑指南：建立基于風(fēng)險的預(yù)防性維護計劃，關(guān)鍵部件設(shè)定“預(yù)警閾值”，提前干預(yù)

• 坑點表現(xiàn)：培訓(xùn)簽到即算完成，未驗證員工是否真正掌握技能

• 根本原因：培訓(xùn)體系重過程輕結(jié)果，缺乏有效的能力評估機制

• 避坑指南：建立“理論+實操+破壞性試驗”三重考核，未通過者不得上崗，每半年復(fù)訓(xùn)復(fù)考

• 坑點表現(xiàn)：被審核方隱瞞問題、推卸責(zé)任，審核方高高在上、只提要求

• 根本原因：審核目的錯位，缺乏“共同改進”的合作理念

• 避坑指南：建立“審核是幫我們變得更好”的文化，審核方提供改進建議與資源支持，被審核方主動暴露問題求提升

某頭部電池材料企業(yè)（匿名化處理）為一線動力電池廠商供應(yīng)高鎳三元正極材料（NCM811）。2025年第二季度連續(xù)出現(xiàn)批次質(zhì)量問題：同批次材料0.5C放電容量極差達4.8%（行業(yè)要求≤2%），導(dǎo)致客戶生產(chǎn)線頻繁調(diào)整工藝參數(shù)，引發(fā)質(zhì)量索賠風(fēng)險（預(yù)估潛在損失超500萬元）。

問題診斷與根本原因分析

現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與分析：

1. 溫度均勻性測試（TUS）發(fā)現(xiàn)：

• 燒結(jié)爐后區(qū)溫度比前區(qū)高12℃（超出±10℃標準）

• 溫度梯度導(dǎo)致同一爐次內(nèi)材料燒結(jié)程度差異明顯

工藝曲線對比分析：

• 設(shè)定升溫速率5℃/min，實際波動范圍3.5-6.2℃/min

• 保溫段溫度波動±8℃（設(shè)定要求±5℃）

材料性能關(guān)聯(lián)分析：

• 后區(qū)材料容量比前區(qū)平均高3.5%

• 升溫速率波動與材料晶粒尺寸離散度呈正相關(guān)（R2=0.73）

根本原因5Why分析鏈：

1. Why1：為什么燒結(jié)爐溫度均勻性超標？

• 數(shù)據(jù)：加熱元件老化不均勻，后區(qū)元件使用時間比前區(qū)長3000小時

• 驗證：電阻測試顯示后區(qū)元件電阻值升高15%

Why2：為什么加熱元件老化監(jiān)測不到位？

• 數(shù)據(jù)：預(yù)防性維護計劃未包含“加熱元件性能趨勢監(jiān)控”

• 驗證：設(shè)備臺賬只有“更換記錄”，無“性能衰減曲線”

Why3：為什么維護體系缺失關(guān)鍵監(jiān)控項？

• 數(shù)據(jù)：維護計劃由設(shè)備部單獨制定，未邀請工藝、質(zhì)量部門評審

• 驗證：跨部門評審記錄缺失，設(shè)備維護與工藝需求脫節(jié)

Why4：為什么跨部門協(xié)同機制失效？

• 數(shù)據(jù)：部門KPI考核只關(guān)注本部門指標，缺乏“過程穩(wěn)定性”共同目標

• 驗證：質(zhì)量會議紀要顯示，溫度問題多次提及但無跨部門行動方案

Why5：為什么管理體系未將“過程能力”作為核心指標？

• 根本原因：企業(yè)質(zhì)量文化仍停留在“結(jié)果合格”，未建立“過程受控”的預(yù)防性思維

臨時措施（24小時內(nèi)執(zhí)行）：

1. 調(diào)整裝料方式：將高容量需求產(chǎn)品集中放置在后區(qū)，低容量需求產(chǎn)品放置在前區(qū)

2. 增加中間測溫點：在爐體中部增加3支監(jiān)控?zé)犭娕迹?小時人工記錄

3. 工藝參數(shù)調(diào)整：將后區(qū)設(shè)定溫度降低5℃，前區(qū)升高3℃，縮小溫差

永久措施（90天內(nèi)完成）：

1. 設(shè)備改造升級：

• 更換全爐加熱元件，采用新一代碳化硅加熱棒（壽命延長50%）

• 安裝爐溫智能調(diào)控系統(tǒng)，基于TUS數(shù)據(jù)自動補償各區(qū)溫度

• 增加氣氛循環(huán)風(fēng)機，提升爐內(nèi)熱交換效率

流程體系優(yōu)化：

• 修訂《設(shè)備預(yù)防性維護程序》，增加“關(guān)鍵部件性能趨勢監(jiān)控”模塊

• 建立《跨部門過程評審機制》，每月召開“熱處理過程穩(wěn)定性專題會”

• 開發(fā)《工藝參數(shù)-材料性能實時關(guān)聯(lián)看板》，生產(chǎn)與質(zhì)量部門共享

人員能力提升：

• 對全體熱處理操作工進行“微小波動識別”專項培訓(xùn)

• 建立“工藝工程師-設(shè)備工程師”結(jié)對學(xué)習(xí)機制，促進知識融合

• 引入外部CQI-9專家，每季度進行深度審核與輔導(dǎo)

效果驗證（改善后連續(xù)6個月跟蹤）：

指標維度 改善前 改善后（第6個月） 目標值 改善幅度過程穩(wěn)定性

爐溫均勻性 ±12℃ ±6℃ ≤±10℃ 提升50% 升溫速率波動 3.5-6.2℃/min 4.8-5.2℃/min 設(shè)定值±0.5℃ 波動范圍縮小86% SAT測試合格率 85% 98% ≥95% 提升13個百分點材料一致性

0.5C容量極差 4.8% 1.6% ≤2% 縮小67% 循環(huán)100次保持率 92% 96.5% ≥95% 提升4.5個百分點 批次間容量差異 ±3% ±1.2% ≤±2% 縮小60%經(jīng)濟收益

質(zhì)量損失成本 18萬元/月 3.5萬元/月 ≤5萬元/月 降低81% 客戶投訴次數(shù) 3次/季度 0次/季度 0次/季度 100%消除 生產(chǎn)效率 92% 96.8% ≥95% 提升5.2個百分點

核心經(jīng)驗沉淀：

1. 過程微小波動不容忽視：0.5%的溫度偏差可能導(dǎo)致15%的性能衰減，必須建立“零容忍”的監(jiān)控標準

2. 設(shè)備維護需與工藝需求深度融合：加熱元件不僅是“設(shè)備部件”，更是“工藝核心要素”，維護策略必須基于工藝穩(wěn)定性需求

3. 跨部門協(xié)同是過程穩(wěn)定的組織保障：溫度問題本質(zhì)是“設(shè)備-工藝-質(zhì)量”協(xié)同失效，必須打破部門墻，建立共同的過程改進目標

請對照以下問題，評估你所在企業(yè)的熱處理過程控制水平：

1. 體系融合度：是否已將CQI-9要求系統(tǒng)化融入IATF16949質(zhì)量管理體系？是否有總經(jīng)理簽署的專項質(zhì)量承諾？

• □ 完全未開展 □ 部分條款覆蓋 □ 系統(tǒng)化融入并有效運行

設(shè)備監(jiān)控完備性：是否建立并執(zhí)行SAT（系統(tǒng)精度測試）和TUS（爐溫均勻性測試）？測試頻率與標準是否符合CQI-9要求？

• □ 未建立 □ 部分執(zhí)行但頻率不足 □ 完全符合標準并定期執(zhí)行

數(shù)據(jù)真實性保障：關(guān)鍵工藝參數(shù)是否100%自動采集？是否存在手動補錄、篡改風(fēng)險？

• □ 主要依賴手動記錄 □ 部分自動采集但可人為干預(yù) □ 100%自動采集且不可篡改

人員資質(zhì)矩陣：是否建立熱處理關(guān)鍵崗位（操作工、工藝師、審核員）的能力矩陣？是否定期考核與再認證？

• □ 無明確資質(zhì)要求 □ 有要求但未系統(tǒng)考核 □ 完整能力矩陣并定期評估

工藝文件完整性：每個熱處理工藝是否有完整的“工藝文件包”（含工藝卡、作業(yè)指導(dǎo)書、參數(shù)記錄表、異常處理流程）？

• □ 文件缺失或不完整 □ 有基本文件但缺乏系統(tǒng)性 □ 完整文件包并實時更新

過程能力監(jiān)控：是否對關(guān)鍵工藝參數(shù)進行SPC監(jiān)控？過程能力指數(shù)（Cpk）是否持續(xù)達標？

• □ 無統(tǒng)計過程控制 □ 偶爾監(jiān)控但不系統(tǒng) □ 實時SPC監(jiān)控且Cpk≥1.33

變更管理有效性：工藝變更、設(shè)備改造、材料更換是否經(jīng)過充分驗證？變更流程是否嚴格執(zhí)行？

• □ 變更隨意無控制 □ 有流程但執(zhí)行不到位 □ 嚴格變更管理并閉環(huán)驗證

異常響應(yīng)機制：關(guān)鍵參數(shù)超差是否自動報警？是否有標準化的異常處理與根本原因分析流程？

• □ 異常響應(yīng)依賴個人經(jīng)驗 □ 有流程但執(zhí)行延遲 □ 自動報警+標準化分析流程

審核閉環(huán)管理：CQI-9內(nèi)部審核發(fā)現(xiàn)的不符合項是否100%整改驗證？是否有持續(xù)改進跟蹤機制？

• □ 審核流于形式 □ 部分整改但未驗證效果 □ 完全閉環(huán)并橫向展開改進

供應(yīng)商協(xié)同：對涉及熱處理的外協(xié)供應(yīng)商是否有CQI-9審核要求？是否建立供應(yīng)商過程能力提升支持機制？

• □ 無供應(yīng)商審核要求 □ 有要求但未系統(tǒng)執(zhí)行 □ 完整供應(yīng)商審核與協(xié)同提升體系

評估結(jié)果解讀：

• 0-3個“完全符合”：熱處理過程控制處于基礎(chǔ)階段，存在系統(tǒng)性風(fēng)險，建議立即啟動CQI-9導(dǎo)入項目

• 4-7個“完全符合”：具備一定控制基礎(chǔ)，但存在關(guān)鍵薄弱環(huán)節(jié)，需要針對短板制定專項改進計劃

• 8-10個“完全符合”：熱處理過程控制達到行業(yè)先進水平，建議進一步深化數(shù)據(jù)驅(qū)動優(yōu)化與智能化升級

學(xué)員風(fēng)采

⊙VDA5系列文章

⊙特殊特性相關(guān)知識文章

⊙VDA6.3相關(guān)知識

版權(quán)聲明： 本微信公眾號（IATF16949）所推送文章中，部分來源于網(wǎng)絡(luò)。除非確實無法確認，我們都會注明作者和來源。部分文章推送時未能與原作者取得聯(lián)系。若涉及版權(quán)問題，煩請原作者聯(lián)系我們，我們會在 24 小時內(nèi)刪除處理，謝謝！內(nèi)容若有誤，歡迎批評指正

加群或咨詢課程具體內(nèi)容

掃碼添加客服企業(yè)微信號咨詢

離開前，記得點個和?