【经验交流】破解高纯金属制备班组管理难题—成都中建材光电材料有限公司战略性关键金属高纯化制备班组实践探索
2026-11-06


在大国竞争加剧、科技自立自强战略深入推进的背景下,超高纯稀散金属(碲、锌、镉、锑、铟等)作为半导体、航空航天、核工业等领域的关键基础材料,其稳定供应与自主可控直接关系国家战略安全。长期以来,我国6N级以上超高纯金属制备在核心技术、装备、检测等方面受制于发达国家,无法实现稳定量产,成为制约高端产业发展的“卡脖子”环节[1]。

成都中建材高纯材料事业部战略性关键金属高纯化制备班组,作为国内超高纯稀散金属研发生产的核心基层单元,承担着6N-7N超高纯金属的生产研发重任。班组依托国家十四五重点研发计划核心项目,建成年产10吨7N超高纯金属专业化生产线,率先突破行业技术壁垒,打破国外技术垄断。但在产业化推进过程中,班组面临多规格小批量订单带来的生产管控难、人员技能差异导致的操作稳定性差、效率与成品率波动大等现实难题。

班组作为企业生产管理的最小单元,是破解生产痛点、筑牢质量防线、推动技术落地的核心阵地[2]。为充分发挥基层班组在关键材料国产化进程中的攻坚作用,本文结合班组实战经验,系统梳理超高纯金属制备过程中的班组管理痛点,详细阐述“五化协同”创新举措,总结实践成效与经验启示,为新时代高端材料制备类班组建设提供实践参考,助力我国战略性关键金属产业高质量发展[3]。

二、班组概况与核心痛点

(一)班组基本概况

战略性关键金属高纯化制备班组专注于超高纯稀散金属制备核心领域,班组核心职责为6N级以上超高纯碲、锌、镉、锑、铟等材料的生产研发与批量制备,产品广泛应用于高端半导体芯片、红外探测、航天航空等领域。凭借极强的技术攻坚能力,班组成功攻克7N级超高纯金属产业化制备核心难题,建成国内领先的专业化生产线,摆脱对国外高端超高纯稀散金属的依赖,为我国尖端科技和国防工业发展提供坚实的战略资源保障 [4]。

(二)班组核心痛点

在产业化推进过程中,班组暴露出四大突出问题,严重影响稳定生产:

1.生产效率波动大,排产难度高

客户订单呈现多规格、多尺寸、小批量、差异化强特点,不同晶棒尺寸、纯度等级、拉制工艺差异明显,导致单炉周期长短不一、调参频繁、准备时间长,无法形成稳定高效的生产节拍,排产困难、交付压力大。

2.产品成品率偏低,质量稳定性差

超高纯制备对温场、洁净度、操作一致性等要求极高。人工经验差异、过程监控不足、异常处置不及时,导致晶棒纯度波动等问题频发,成品率长期偏低。

3.工艺标准化程度低,依赖经验操作

单晶提拉工艺复杂,其引晶、放肩、等径等温度参数和操作,长期依靠老员工经验,无统一标准,同一规格、不同员工、不同班次结果差异明显,批次稳定性差,异常难以溯源、难以复现、难以根治。

4.人员技能参差不齐,队伍稳定性不足

新员工对工艺、设备、异常处置掌握不牢,操作规范性不足;骨干经验强但传承不够;技能水平差异大,影响整体稳定性与应急处置能力,难以支撑高精度、高难度、高一致性生产[2]。

以上痛点叠加,导致班组长期处于“忙、乱、不稳、效率低、成本高”状态,制约产能释放和高质量交付。

三、破解班组管理难题的创新实践

针对四大痛点,班组坚持问题导向、系统思维、一线落地、闭环管理,实施五大创新举措,形成“标准先行、精细管控、技能支撑、设备保障、协同赋能”的班组管理模式[5]。

(一)建立全规格工艺标准库,实现生产标准化

针对多规格、小批量、差异化订单带来的生产管控难题,班组从工艺标准化入手,打破经验依赖,构建全流程、全规格的工艺标准体系,实现“一规格一标准、一工序一规范”。

1.系统梳理工艺参数,构建标准库:组织技术骨干与资深操作工,全面梳理6N-7N级碲、锌、镉、锑、铟等材料的单晶提纯工艺,围绕晶棒尺寸、生长速率、温场参数、真空度等核心指标,系统总结不同规格产品的生产规律,建立《超高纯金属单晶提纯标准作业指导书》。

2.制定专属工艺卡,明确操作要点:针对每一种规格、每一个纯度等级的产品,制定专属工艺卡,明确投料量、拉速、温度区间、设备参数设定等关键操作要点,细化各环节操作规范,消除人工经验差异,确保每位员工操作有章可循、有据可依。

3.优化排产逻辑,提升生产效率:基于工艺标准库,优化排产逻辑,按晶棒规格相似度、工艺参数匹配度集中排产,减少设备频繁调参损耗,缩短单炉准备与调试时间,推的生产模式向“标准驱动、高效生产”转变[2]。

(二)推行全流程精细化管控,提升过程稳定性

超高纯金属制备对生产过程的稳定性、精准度要求极高,任何微小的过程波动都可能影响产品批次稳定性[4]。班组以“全生命周期管控、全环节风险防控、全维度溯源分析”为核心,构建精细化管控体系。

1.实施炉次全生命周期管控:将每炉次生产作为独立管控单元,覆盖清炉、投料、装炉、抽真空、升温、拉晶、冷却、出料、检测全流程,每个环节设置明确的质量控制点、操作规范与记录表单,实现操作可追溯、可核查。

2.引入关键参数在线监测预警:对单晶炉温场波动、真空系统泄漏、设备转速异常等关键风险点实施24小时在线监测,设定异常阈值,系统自动预警,员工快速处置,将质量风险消灭在萌芽状态。

3.建立不合格品闭环溯源机制:对不合格品建立专项追溯台账,从“人、机、料、法、环”五个维度分析根源,明确责任、措施与时限,形成“发现问题-分析原因-整改落实-效果验证”的闭环管理,提升生产过程一致性[5]。

(三)实施分层分类技能提升,补齐人员能力短板

针对班组员工技能水平不均问题,班组坚持“因材施教、分层培养、以练促能、以考促升”原则,构建“师徒结对+分级培训+专项考核”三位一体的技能提升体系[3]。

1.推行师徒结对,强化技能传承:选拔骨干员与新员工、技能薄弱员工一对一结对,明确师徒职责与培养目标。师傅全程指导徒弟实操、工艺、异常处理等技能,缩短新员工成长周期。

2.开展分级分类定制化培训:按技能水平将员工分为新员工、普通操作工、技术骨干三个层级,开展定制化培训。新员工聚焦基础操作与安全规范;普通操作工聚焦特殊规格晶棒生产与异常处置;对技术骨干聚焦高难度研发与故障排查,打造分层技能梯队。

3.强化实操比武与考核激励:定期组织实操比武、工艺复盘会、故障模拟演练,将复杂操作拆解为标准化动作。建立技能等级与绩效挂钩机制,将考核结果与薪酬、评优、晋升直接关联,激发员工主动提升技能的积极性。

(四)优化设备与温场条件,夯实量产硬件基础

设备稳定与温场精准是超高纯金属高纯化制备的核心硬件保障,班组聚焦设备精度提升、状态稳定、数字化改造与温场优化,筑牢硬件支撑。

1.强化设备预防性维护与精度校准:制定单晶炉、真空系统等关键设备的巡检、维护、检修计划,建立维护台账,定期保养、检修,更换老化部件;定期校准测温、测压、转速等核心仪表,消除设备误差对质量的影响。

2.优化温场结构与热场匹配性:针对不同材料的物理特性与提纯需求,优化单晶炉温场结构,调整加热功率、保温层厚度、热场分布等参数,提升温场均匀性与稳定性,减少晶棒缺陷,提升产品质量。

3.推进设备数字化改造升级:对生产设备加装数据采集终端,实现温度、真空度、转速、拉速等参数自动记录、曲线存储、数据实时上传,构建生产数据追溯系统,降低人工记录误差,支撑工艺优化与问题溯源。

(五)构建班组协同与激励机制,凝聚攻坚合力

班组管理的核心是人的管理,高效协同与正向激励能充分调动员工积极性。班组从沟通协同、质量攻坚、激励机制三方面入手,营造全员参与的班组管理氛围。

1.建立常态化沟通协同制度:严格执行班前交底、班中巡检、班后复盘制度。班前明确任务、工艺、质量与安全要求;班中实时掌握生产进度、设备与质量,协调解决问题;班后总结生产、分享经验,实现信息共享、高效协同。

2.成立质量攻坚专项小组:选拔骨干与资深操作工成立攻坚小组,聚焦不合格品、工艺瓶颈、效率短板等问题专项攻关。鼓励全员提出合理化建议与改进点子,及时采纳落地,发挥全员智慧。

3.健全正向激励考核机制:将生产效率、成品率、质量稳定性、工艺改进、安全操作等指标与班组绩效、个人薪酬、评优评先直接挂钩,细化考核标准,做到“多劳多得、优绩优酬”,营造“比学赶超”氛围。

作者:孙艳容 

单位:成都中建材光电材料有限公司高纯材料事业部 

电话:18244291949   邮箱:cdzjcgc@cnbmcoe.com

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