基于六西格瑪理論的白車(chē)身前車(chē)架尺寸合格率提升研究

龐明君

【摘 要】文章以六西格瑪DMAIC理論方法為依據(jù)，選擇S企業(yè)過(guò)往車(chē)型的白車(chē)身前車(chē)架合格率達(dá)不到要求的質(zhì)量問(wèn)題為研究對(duì)象，對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了定義、測(cè)量與分析，繼而針對(duì)影響因素提出了質(zhì)量問(wèn)題的改進(jìn)方案。通過(guò)改進(jìn)方案的實(shí)施，最終實(shí)現(xiàn)了新車(chē)型前車(chē)架合格率的提升，達(dá)到了項(xiàng)目開(kāi)展前期的設(shè)定目標(biāo)。在遵循六西格瑪DMIAC循環(huán)改進(jìn)法過(guò)程中，運(yùn)用了SIPOC系統(tǒng)模型、魚(yú)骨圖、熱圖和FMEA等質(zhì)量管理方法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行定義、分析及驗(yàn)證。

【關(guān)鍵詞】DMAIC;白車(chē)身;合格率;六西格瑪;FMEA

【中圖分類(lèi)號(hào)】U463 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）12-0050-04

0 引言

隨著消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)品質(zhì)需求的升級(jí)，汽車(chē)的外觀質(zhì)量越來(lái)越受到廣泛的關(guān)注。因此，汽車(chē)外觀品質(zhì)在很大程度上決定了汽車(chē)產(chǎn)品在消費(fèi)市場(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng)力的強(qiáng)弱。要想獲得消費(fèi)者的青睞，必須提高汽車(chē)外觀匹配質(zhì)量。而車(chē)身制造尺寸質(zhì)量對(duì)整車(chē)外觀給予了至關(guān)重要的本質(zhì)屬性。汽車(chē)車(chē)身尺寸偏差累積問(wèn)題，直接影響整車(chē)的外觀、裝配及性能，是汽車(chē)制造企業(yè)共同研究的重點(diǎn)問(wèn)題[1]。如何控制和提高車(chē)身制造尺寸質(zhì)量成為各汽車(chē)企業(yè)研究的核心內(nèi)容，也是實(shí)現(xiàn)工藝精細(xì)化、提升品牌形象的必要前提。

為了實(shí)現(xiàn)車(chē)身高精度的尺寸要求，在全球整車(chē)制造企業(yè)內(nèi)，大力推進(jìn)整車(chē)“2 mm工程”車(chē)身尺寸工程控制策略，進(jìn)而推動(dòng)車(chē)身制造尺寸質(zhì)量提升，滿(mǎn)足各項(xiàng)車(chē)身尺寸控制指標(biāo)要求[2]。質(zhì)量控制與尺寸工程相輔相成，貫穿了汽車(chē)制造的整個(gè)過(guò)程。隨著車(chē)身尺寸控制體系的不斷完善和各種評(píng)價(jià)工具日益成熟，采用單一統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制手段完成尺寸質(zhì)量控制目標(biāo)，已不能適應(yīng)現(xiàn)行汽車(chē)制造全過(guò)程需求。依照尺寸工程理念，采用科學(xué)的統(tǒng)計(jì)手段和方法，對(duì)需要重點(diǎn)管控的車(chē)身區(qū)域和關(guān)鍵控制點(diǎn)，開(kāi)展先期質(zhì)量預(yù)防工作，通過(guò)設(shè)計(jì)階段優(yōu)化零部件尺寸、結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)備等資源，是最有效的協(xié)助改善過(guò)程質(zhì)量問(wèn)題的分析與改進(jìn)方法。

其中，六西格瑪管理方法是質(zhì)量問(wèn)題預(yù)防及改善的優(yōu)秀工具之一，在各行業(yè)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用及成功案例[3]。本文以某車(chē)型汽車(chē)白車(chē)身尺寸質(zhì)量為改善對(duì)象，采用六西格瑪DMIAC 五步循環(huán)改進(jìn)法的思路，結(jié)合多種六西格瑪?shù)姆治龉ぞ?，提供科學(xué)合理的數(shù)據(jù)支持，開(kāi)展車(chē)身先期尺寸質(zhì)量預(yù)防工作，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)身質(zhì)量問(wèn)題改善及白車(chē)身合格率的提升。

1 DMAIC介紹

DMAIC過(guò)程改進(jìn)方法是由定義（Define）、測(cè)量（Measure）、分析（Analyse）、改進(jìn)（Improve）、控制（Control）5個(gè)階段構(gòu)成[4]。通常情況下，首先，在定義階段采用基于過(guò)程分析的SIPOC系統(tǒng)模型（如圖1所示）中找出與客戶(hù)需求相關(guān)的供方、輸入、過(guò)程和輸出，確定六西格瑪項(xiàng)目的改進(jìn)目標(biāo)[5]。然后，在測(cè)量階段采用六西格瑪中各種質(zhì)量工具通過(guò)數(shù)據(jù)整理找出真正影響問(wèn)題的關(guān)鍵問(wèn)題。通過(guò)運(yùn)用各種分析工具，對(duì)關(guān)鍵問(wèn)題的逐層剖析，在分析階段確定出影響關(guān)鍵問(wèn)題的核心因素。針對(duì)篩選出的核心因素，組織改善小組成員，共同制訂相應(yīng)的整改方案，在改進(jìn)階段實(shí)施預(yù)定的措施。最后，通過(guò)對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)的監(jiān)控和分析，在控制階段明確實(shí)施的改進(jìn)方案是否有效，并評(píng)估這些措施對(duì)結(jié)果的影響是否達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。這便是DMAIC五步循環(huán)改進(jìn)法。

2 基于DMAIC模型的白車(chē)身前車(chē)架區(qū)域合格率提升步驟

白車(chē)身的前車(chē)體部分位于整車(chē)最前端的部位，其基本功能是滿(mǎn)足整車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)布置功能和實(shí)現(xiàn)碰撞能量的傳遞功能，在整車(chē)中處于核心的地位。其中，前車(chē)架是白車(chē)身前車(chē)體的重要基礎(chǔ)部分，主要由前大梁焊合總成、前圍板焊合總成、輪罩焊合總成、前橫梁焊合總成等零部件構(gòu)成。這些分總成上提供各種安裝點(diǎn)，用于裝配發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、前懸系統(tǒng)、水箱和電瓶等。一旦白車(chē)身上的這些安裝點(diǎn)和匹配面偏差較大時(shí)，就會(huì)影響這些功能件的安裝，進(jìn)而直接影響這些重要零部件的功能，造成極大的汽車(chē)質(zhì)量問(wèn)題。因此，研究白車(chē)身前車(chē)架偏差的影響是至關(guān)重要和不可或缺的。

2.1 白車(chē)身前車(chē)架區(qū)域問(wèn)題的定義

根據(jù)S企業(yè)車(chē)身車(chē)間對(duì)過(guò)往3款量產(chǎn)車(chē)型的白車(chē)身數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，3款車(chē)型的白車(chē)身前車(chē)架區(qū)域的合格率偏低（見(jiàn)表1），達(dá)不到S企業(yè)要求的合格率為90%的目標(biāo)。針對(duì)目前車(chē)身這一現(xiàn)狀，需要成立一個(gè)專(zhuān)題攻關(guān)小組，解決新車(chē)型白車(chē)身前車(chē)架區(qū)域合格率低的問(wèn)題。專(zhuān)題小組利用六西格瑪管理方法，根據(jù)SIPOC系統(tǒng)模型，對(duì)白車(chē)身前車(chē)架問(wèn)題進(jìn)行了問(wèn)題結(jié)構(gòu)樹(shù)的剖析，并對(duì)涉及零件范圍進(jìn)行了確定（如圖2所示）。因此，本課題的目標(biāo)設(shè)定為新車(chē)型N白車(chē)身前車(chē)架合格率達(dá)到90%。

2.2 白車(chē)身前車(chē)架區(qū)域問(wèn)題的測(cè)量

根據(jù)以上對(duì)問(wèn)題的定義，為了能實(shí)現(xiàn)新車(chē)型N白車(chē)身前車(chē)架合格率達(dá)到90%的目標(biāo)，需要通過(guò)過(guò)往幾個(gè)車(chē)型前車(chē)架區(qū)域數(shù)據(jù)的匯總，找出過(guò)往車(chē)型共同關(guān)鍵問(wèn)題的所在，為后續(xù)進(jìn)一步的改進(jìn)提供理論基礎(chǔ)。而測(cè)量階段就是為保證項(xiàng)目數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的準(zhǔn)確性和可視化，進(jìn)而為找到問(wèn)題的根源提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

為了能找出前車(chē)架合格率低的本質(zhì)原因，根據(jù)S企業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，首先需要對(duì)某一季度A、B和C 3種車(chē)型前車(chē)架測(cè)點(diǎn)合格率數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。根據(jù)測(cè)點(diǎn)的重要程度，我們需要將測(cè)點(diǎn)按照非常重要、重要和一般3種不同程度進(jìn)行劃分，其目的是為了按重要次序?qū)y(cè)點(diǎn)進(jìn)行逐一改善。圖3展示了A、B和C 3種車(chē)型白車(chē)身前車(chē)架不同重要程度測(cè)點(diǎn)在不同方向上合格率的情況。從統(tǒng)計(jì)反饋的數(shù)據(jù)顯示來(lái)看，3款車(chē)型共同存在的問(wèn)題是發(fā)動(dòng)機(jī)懸置安裝孔Y方向合格率低。這個(gè)位置測(cè)點(diǎn)的合格率未超過(guò)80%?？梢灶A(yù)測(cè)，在車(chē)身結(jié)構(gòu)基本相同的情況下，新車(chē)型N一旦開(kāi)發(fā)，該位置的測(cè)點(diǎn)可能存在合格率偏低的情況。因此，必須找出導(dǎo)致這幾款車(chē)型該位置測(cè)點(diǎn)合格率偏低的原因。

2.3 白車(chē)身前車(chē)架區(qū)域問(wèn)題的分析

在測(cè)量階段，通過(guò)收集系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析，明確了前車(chē)架合格率低主要是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)懸置安裝孔Y向合格率低。但是，造成這一故障發(fā)生的原因還未能確定。對(duì)此，小組成員運(yùn)用魚(yú)骨圖按“人、機(jī)、料、法、環(huán)”進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，逐一排查，總結(jié)出9項(xiàng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置安裝孔Y方向有確定影響的原因（如圖4所示），包括員工質(zhì)量意識(shí)不強(qiáng)、未按標(biāo)準(zhǔn)操作流程操作、工裝定位設(shè)置不合理、前車(chē)體工裝精度不高、前大梁焊合件尺寸不合、零件搭接結(jié)構(gòu)不合理、焊接工藝順序不合理、零件存放無(wú)料框、運(yùn)輸過(guò)程零件磕碰變形等。

根據(jù)以上分析的結(jié)果，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)懸置安裝孔Y方向不滿(mǎn)足合格率要求的因素較多。依照六西格瑪改善原則，需要辨識(shí)出對(duì)問(wèn)題的貢獻(xiàn)大且容易改善的因素，從而為后續(xù)優(yōu)先改善這些因素明確主要方向。因此，小組成員對(duì)魚(yú)骨圖分析的眾多因素采用熱圖分析方法，將有確定影響的原因按難易程度和影響大小進(jìn)行排序（如圖5所示）。

2.4 白車(chē)身前車(chē)架區(qū)域問(wèn)題的改進(jìn)

在問(wèn)題的改進(jìn)階段，小組成員引入了過(guò)程失效模式與影響分析（PFMEA）的方法，對(duì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)懸置安裝孔Y方向不滿(mǎn)足合格率要求的所有因素進(jìn)行問(wèn)題的梳理，鑒別潛在的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)。結(jié)合PFMEA流程和由因果圖識(shí)別出來(lái)的所有因素，按照失效模式預(yù)測(cè)、失效原因分析、評(píng)價(jià)失效原因影響的重要程度等步驟，從風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重度、風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生頻度、風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)度及最終的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)（RPN）按照因素重要度大小進(jìn)行計(jì)分計(jì)算。通過(guò)表2的PFMEA分析后，按風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)得分高低排在前3位的依次如下：{1}前大梁焊合件尺寸不合理;{2}前車(chē)體工裝設(shè)計(jì)不合理;{3}前車(chē)體工裝精度不夠高。因此，以上影響因素為本項(xiàng)目的具體研究因素，制定相應(yīng)的改進(jìn)措施，將以上所有因素展開(kāi)分析。

2.5 白車(chē)身前車(chē)架區(qū)域問(wèn)題的控制

在控制階段，需要對(duì)改進(jìn)階段提出的各種措施和方案進(jìn)行實(shí)施和跟蹤，監(jiān)控方案實(shí)施的效果，持續(xù)完成運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集，并逐步形成系統(tǒng)化的標(biāo)準(zhǔn)流程文件。在完成以上措施和方案的實(shí)施后的兩個(gè)月時(shí)間內(nèi)，我們對(duì)前車(chē)架區(qū)域的合格率再次進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（如圖6所示）。很明顯地看出，新項(xiàng)目N的白車(chē)身發(fā)動(dòng)機(jī)懸置安裝孔Y向的合格率有了明顯的改善，同時(shí)白車(chē)身前車(chē)架的合格率也得到了小幅的提升，滿(mǎn)足了項(xiàng)目要求的90%合格率的目標(biāo)。

根據(jù)以上項(xiàng)目實(shí)施的成果，輸出和納入到S企業(yè)的技術(shù)管理流程和日常監(jiān)控管理中，形成標(biāo)準(zhǔn)化的流程文件，建立針對(duì)操作人員的執(zhí)行情況制度，明確操作人員必須按照流程執(zhí)行操作，避免遇到問(wèn)題時(shí)束手無(wú)策。同時(shí)，在S企業(yè)級(jí)質(zhì)量管理程序里增加對(duì)零件和工裝監(jiān)控要求，并同步更新PFMEA、控制計(jì)劃、作業(yè)指導(dǎo)書(shū)及日常監(jiān)控記錄表。

3 結(jié)論

通過(guò)運(yùn)用DMAIC模型，新車(chē)型N項(xiàng)目的質(zhì)量改進(jìn)取得了成功，證明了六西格瑪方法在問(wèn)題分析和推進(jìn)改善實(shí)施具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬓?，能有效解決過(guò)往車(chē)型存在的共同質(zhì)量問(wèn)題。因此，在開(kāi)發(fā)新項(xiàng)目時(shí)，應(yīng)用DMAIC管理方法總結(jié)過(guò)往車(chē)型的不足，將此經(jīng)驗(yàn)和方法推廣到其他類(lèi)似的問(wèn)題中，對(duì)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和質(zhì)量的提升具有重要的意義。它有利于提高企業(yè)的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量管理水平，保證企業(yè)的精益質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力。

參 考 文 獻(xiàn)

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