車身幾何尺寸生產(chǎn)控制模式

【摘 要】本文提出了車身幾何尺寸在生產(chǎn)過程中的控制模式。通過建立合理有效的幾何尺寸監(jiān)控計劃，在生產(chǎn)過程中予以控制，構(gòu)建以測量為基礎(chǔ)的PDCA推進和改善模式，維護和提升車身尺寸質(zhì)量水平，達到車身良好交付的效果。

【關(guān)鍵詞】車身尺寸;監(jiān)控計劃;過程控制;模式

緒 論

隨著中國汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，車身尺寸質(zhì)量開始受到各大汽車廠商的重視，國內(nèi)目前在這方面的質(zhì)量水平離國外知名汽車公司還有很大差距，很多主機廠車身幾何尺寸精度的控制還處在發(fā)展和摸索階段，方式也不盡相同。本文遵循PDCA模式建立一種車身幾何尺寸生產(chǎn)控制模型并闡述了實行的方法和原理（圖1）。

1、建立幾何尺寸監(jiān)控計劃

建立幾何尺寸監(jiān)控計劃的目的是在現(xiàn)生產(chǎn)階段控制整車幾何尺寸，達到用戶滿意的質(zhì)量水平。監(jiān)控特性的獲得從理論上來說是按尺寸鏈來核實的，工序特性和相關(guān)零件的產(chǎn)品特性組成了尺寸鏈的矢量，也就是說包含工序特性和產(chǎn)品特性兩個方面，通過對工序和零件的監(jiān)控和控制實現(xiàn)幾何質(zhì)量的控制，監(jiān)控要能適應影響質(zhì)量的正常和異常的情況。幾何尺寸監(jiān)控計劃具體體現(xiàn)為一個叫監(jiān)控計劃的文件，此文件包含監(jiān)控內(nèi)容與要求、參與人、執(zhí)行地點和時間、監(jiān)控頻次以及異常情況下采取的方案。

幾何尺寸監(jiān)控計劃的建立貫穿于設(shè)計和集成過程中。在項目設(shè)計階段對待監(jiān)控的特性進行鑒別、分級，對每個特性的風險進行評估；在工業(yè)化階段根據(jù)級別和風險識別來確認特性的測量設(shè)備、檢測階段和方法，編制監(jiān)控文件，根據(jù)每個特性達不到目標的風險大小估計檢測頻次（圖2）；現(xiàn)生產(chǎn)階段運用監(jiān)控計劃并不斷調(diào)整優(yōu)化。（圖3）

2、測量

監(jiān)控是測量為基礎(chǔ)，測量就是為了了解過程和結(jié)果是否符合監(jiān)控計劃的規(guī)定和要求，按其實施地點可分為在線測量和離線測量，在線測量是在生產(chǎn)線上的實時測量，離線測量就是在生產(chǎn)線上抽取產(chǎn)品進行測量評價。按表征的意義又可分為工序特性測量和產(chǎn)品特性測量，當過程受控產(chǎn)品結(jié)果就受控的條件下，我們優(yōu)先對工序參數(shù)進行監(jiān)控，提前識別出對結(jié)果的不利因素并加以干涉和糾正，最大限度的避免問題處理的滯后性，因此這種對過程參數(shù)的控制來保證結(jié)果的可靠性其作用是顯而易見的。

目前常用的監(jiān)控方式有三坐標測量、檢具量具檢查、激光在線測量等。激光在線測量是一種相對測量，被應用于地板線、車身線和調(diào)整線等焊裝大總成或者整車檢查，可實現(xiàn)關(guān)鍵尺寸100%檢查。檢具量具檢查用于開啟件檢查、白車身間隙面差檢查、樣板檢查等，檢查內(nèi)容為產(chǎn)品總成狀態(tài)，測量快速、直觀。三坐標測量具有精度高、柔性強的特點，是當前世界汽車廠監(jiān)控車身尺寸的主流方式，不過，比較目前國內(nèi)各廠家的測量監(jiān)控方式，部分日系以及自主品牌廠家只針對車身總成進行三坐標測量，對組成車身總成的各子零部件并未進行測量監(jiān)控，我們知道一個車身總成是經(jīng)歷過很多工序加工而成，得到的車身結(jié)果是工序特性和子產(chǎn)品特性的矢量和，最后得到的數(shù)據(jù)是累加的結(jié)果，但對于偏差到底是哪道工序出了問題，很難去界定，只能憑經(jīng)驗去分析解決，對此我們建議對分工序的產(chǎn)品進行監(jiān)控，測量子產(chǎn)品的工序參數(shù)和產(chǎn)品特性，既為整車尺寸偏差診斷提供依據(jù)，也可早識別出有問題的工序和結(jié)果并實施對策，保證合格的零部件產(chǎn)品合裝成好的車身總成。

3、結(jié)果分析、處理

車身的測量數(shù)據(jù)主要分為兩大類：表征生產(chǎn)工序的工序尺寸和表征產(chǎn)品功能特性的功能尺寸。如何從繁瑣的檢測數(shù)據(jù)中找出變化和異常，調(diào)查車身幾何尺寸缺陷產(chǎn)生的原因，分析、制定車身功能尺寸和工序尺寸的優(yōu)化整改措施，開展以改善幾何尺寸偏差的持續(xù)改進工作 ，避免影響到后續(xù)整車安裝匹配甚至整車性能的失效，滿足下游客戶的需要，是實施尺寸過程控制的重要目的。

前面我們提到測量尺寸分為工序尺寸和功能尺寸兩大類，工序尺寸主要是受工序（設(shè)備、參數(shù)）影響的尺寸。功能尺寸則對應的是產(chǎn)品功能需求，功能指的是什么？例如可裝配性、美學外觀、密封性等，它是一種需求或限制條件，在任何情況下，它都是要優(yōu)先滿足的，有時在工序尺寸合格而其它因素無法整改的情況下，為了使功能尺寸符合監(jiān)控計劃的要求還可調(diào)整工序尺寸，并非一成不變，故我們在面對一個超差尺寸時，要充分識別可能的原因，評估這些潛在失效對關(guān)聯(lián)尺寸、最終用戶、下一道工序或下游工廠用戶的后果，制定可以進行的最優(yōu)方案和行動計劃再將其付諸實施，不管我們是調(diào)整夾具還是變更產(chǎn)品或工藝，在我們擬定正式方案實施前對風險程度和后果進行分析是很有必要的，在無風險情況下對監(jiān)控計劃進行優(yōu)化和調(diào)整也是可能的。

如圖1模型所示，分析結(jié)果時我們首先要注意的是測量數(shù)據(jù)的符合性和離散性，其相應標準應已在監(jiān)控計劃文件中規(guī)定，通過數(shù)據(jù)我們能夠得到兩個信息：生產(chǎn)的產(chǎn)品是否滿足技術(shù)要求（名義值、公差）和所得數(shù)據(jù)的離散程度，一般體現(xiàn)為四種情況：數(shù)據(jù)離散且偏離公差帶、數(shù)據(jù)離散但在公差帶內(nèi)、數(shù)據(jù)集中但偏離公差帶以及數(shù)據(jù)集中且在公差帶內(nèi)。很顯然，最后一種情況是我們追求的目標，當數(shù)據(jù)處于離散狀態(tài)的時候，原因是多方面的，來件尺寸不穩(wěn)定、設(shè)備狀態(tài)的不穩(wěn)定、定位設(shè)計不可靠、工藝設(shè)計無法保證或者是操作的隨機性都能帶來波動。特別是我們每次抽測樣本數(shù)較少的情況下，數(shù)據(jù)中值在公差帶外很有可能由于數(shù)據(jù)離散的原因帶來，會干擾對中值調(diào)節(jié)的判斷，對于此類問題，首先要解決的是數(shù)據(jù)的離散，不應該匆忙對系統(tǒng)中值實施糾正措施。

4、固化和預防

針對監(jiān)控計劃的不符合項，除確認糾正措施的有效性，還要確保不合格項的不再發(fā)生，已經(jīng)固化相關(guān)措施并保持改進，在類似區(qū)域內(nèi)傳播、分享經(jīng)驗和方法，定義新的規(guī)則或技術(shù)規(guī)范。同時為消除潛在不合格發(fā)生因素，要求我們提前采取一些預防和保證措施，最大限度防止不合格項產(chǎn)生，減少經(jīng)濟損失。首先要從源頭保證，控制來件狀態(tài)，在每批次零件入廠時供應方需提供檢測報告，匯總和分析不符合項，確認接受的零件不會導致質(zhì)量缺陷、降級返修或報廢，方可接收使用零件，在后序無風險或有后期處理預案的情況下可接受零件的偏差上線，但要有后續(xù)行動方案，整改零件或偏置公差。其次要保證組焊工裝設(shè)備的精度，制定工裝夾具精度預檢修的制度和程序、檢修的標準和檢修周期計劃，檢修項目囊括定位塊、定位銷、壓緊、限位、部件連接、功能、零件間隙、支座和測量基準等，并且定期使用便攜式三坐標測量儀對工裝夾具的定位元件的位置精度進行測量，與前期測量結(jié)果進行對比，分析定位元件空間位置的變化，只有使工裝夾具的技術(shù)狀態(tài)完好、幾何精度滿足技術(shù)要求，才能有效的保證生產(chǎn)處合格的車身總成。

5、良好交付

建立對車身幾何尺寸的監(jiān)控體系并持續(xù)改進，才能穩(wěn)定和提升我們車身的幾何尺寸質(zhì)量水平，達到一個良好的交付水平，我們?nèi)绾蝸碓u價交付質(zhì)量的好壞呢？除了評價整車的實際裝車效果還可以設(shè)定相關(guān)質(zhì)量指數(shù)來衡量我們的車身狀況，這里講解3個指標：IQG，IQV，ICM。IQG（Indice Qualide Geometrique，車身幾何質(zhì)量指數(shù)）是一種零件不合格尺寸加權(quán)指數(shù)，它計算方式為：IQG=∑扣分/∑評價的項數(shù)。扣分數(shù)如圖4所示，在公差帶內(nèi)不扣分，依超過公差的程度來扣分，超差越嚴重扣分值越大，通過這個指標可以看出不符合項的嚴重程度。IQV是產(chǎn)品尺寸合格項百分比，通過對單件的測量，計算出測量項中合格的項目占總測量項的比例。ICM則用來評價工序或產(chǎn)品尺寸的散差或?qū)χ行?，可每周或者每批測量4～5件，計算出每個測量項的均值和散差，衡量均值和散差合格項數(shù)的百分比。根據(jù)不同的目的使用不同的評價方法，通過指數(shù)的評價讓我們更為重視車身幾何尺寸質(zhì)量水平。

6、結(jié)束語

本文闡述的方法模型，強調(diào)全過程監(jiān)控、預防和診斷，通過持續(xù)不斷改善有助于降低不合格品率、提高車身尺寸質(zhì)量，更能為客戶提供有競爭力的產(chǎn)品。最后，希望本文能夠為大家發(fā)展符合自己實際情況的有特色的車身尺寸生產(chǎn)控制方法提供一點參考。

參考文獻

[1] DPCA企業(yè)標準 Q710120 Principes et exigences relatifis aux plans de surveillance監(jiān)控計劃的原則和要求

[2] DPCA企業(yè)標準 Q600010 Politique d’acceptation geometrie 幾何尺寸接受政策