基于偏差分析的座艙與前門裝飾板間隙段差的問題解決

羅錦耀 雷露璐

【摘 要】文章以上汽通用五菱汽車股份有限公司某車型的座艙與前門裝飾板間隙段差的問題解決為切入點(diǎn)，探討三維偏差分析軟件在解決復(fù)雜尺寸鏈問題的查找與驗(yàn)證問題的作用，闡述如何利用三維偏差分析軟件工具高效準(zhǔn)確地解決復(fù)雜尺寸鏈問題。

【關(guān)鍵詞】座艙;前門裝飾板;VSA（三維偏差分析軟件）間隙段差;問題解決

【中圖分類號】U463 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）07-0095-04

0 引言

隨著汽車競爭市場的瞬息萬變，對汽車車型的迭代速度要求加快，上汽通用五菱汽車股份有限公司（簡稱SGMW）開發(fā)新車型的時間也在不斷加快，要求員工必須在有限的時間內(nèi)高效、快速地解決復(fù)雜的尺寸鏈問題，確?？煽康难b配性與精致的裝配美觀性。因此，如何利用工具準(zhǔn)確直觀地找出問題原因并快速驗(yàn)證問題，對問題解決具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以某車型的座艙與前門裝飾板間隙段差的問題解決為切入點(diǎn)，探討三維偏差分析軟件在解決復(fù)雜尺寸鏈問題的查找與驗(yàn)證問題的作用，同時闡述如何利用三維偏差分析軟件工具高效準(zhǔn)確地解決復(fù)雜尺寸鏈問題。

1 背景介紹

SGMW某車型的座艙與前門裝飾板間隙段差問題是一個尺寸鏈長，影響因素多，涉及零件數(shù)量多（如圖1所示），并且受造型影響，偏差方向相互之間有干擾（如圖2中Z向尺寸的偏差會帶來Y向尺寸波動）的復(fù)雜尺寸鏈問題，并且項(xiàng)目開發(fā)期間，問題故障沒有規(guī)律，問題處理進(jìn)展緩慢。

2 三維偏差分析軟件mockup-vsa的介紹

VSA是目前常用的三維尺寸仿真分析軟件之一，它通過引入數(shù)據(jù)模型，輸入單件特性、裝配順序及定位系統(tǒng)，模擬裝配多臺車身模型（一般模擬5 000臺車），得出±3σ及Cp的值，評估設(shè)計(jì)是否能滿足尺寸規(guī)格要求，從而對工藝制造能力進(jìn)行評價(jià)。

VSA是一個工程工具，是通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)的計(jì)算方法來仿真分析和評估在設(shè)計(jì)和制造過程中零部件的制造偏差和裝配工藝偏差是如何影響產(chǎn)品的各種關(guān)鍵產(chǎn)品特征的。公差仿真幫助產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員分析和評估某個零部件、工藝和工裝是否能夠滿足既定設(shè)計(jì)目標(biāo)，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和工藝確保最終的產(chǎn)品制造質(zhì)量。

軟件的輸出結(jié)果如下：①仿真結(jié)果可以顯示±3σ、Cp（過程能力指數(shù)）、Cpk（有偏移的過程能力指數(shù)）的值，以及數(shù)據(jù)穩(wěn)定狀態(tài)圖等。②貢獻(xiàn)因子報(bào)告也叫高中低報(bào)告，顯示影響結(jié)果的權(quán)重分配;可根據(jù)偏差權(quán)重分析組成公差的影響因素，通過調(diào)整組成公差值對車身偏差或零部件偏差進(jìn)行控制。

3 某車型座艙與前門裝飾板間隙段差的問題解決研究對比

為了更好地對比常規(guī)解決方法與偏差分析解決辦法，特用以下示例說明。

3.1 常規(guī)問題解決方法

根據(jù)圖2的關(guān)聯(lián)因素表，從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”的角度，對尺寸鏈?zhǔn)Ｊ街饤l分析，從以下13個末端因素進(jìn)行排查：{1}儀表板支架尺寸問題;{2}儀表板單件尺寸問題;{3}座艙裝配工藝問題;{4}前門裝飾板單件尺寸問題;{5}三角裝飾板尺寸問題;{6}白車身前側(cè)板上儀表板支架安裝孔/面尺寸穩(wěn)定性;{7}前隔板下安裝板上4個Z向插片尺寸穩(wěn)定性;{8}白車身側(cè)圍上門鉸鏈安裝孔/面尺寸穩(wěn)定性;{9}門總成上鉸鏈安裝孔/面尺寸穩(wěn)定性;{10}門總成上內(nèi)飾板安裝孔/面尺寸穩(wěn)定性;{11}門蓋裝調(diào)至白車身上時內(nèi)間隙控制的尺寸穩(wěn)定性;{12}前門裝調(diào)至白車身上Z向高度控制尺寸穩(wěn)定性;{13}前門裝調(diào)至白車身上X向控制尺寸穩(wěn)定性。

經(jīng)過歷時1個月的數(shù)據(jù)收集、零件走反訪確認(rèn)及分析排查，判斷最終影響因素為如下6項(xiàng)：{1}儀表板支架尺寸關(guān)鍵點(diǎn)偏差，且數(shù)模設(shè)計(jì)干涉;{2}儀表板單件尺寸打長，X/Y向尺寸偏差1.5～2.0;{3}座艙裝配工藝導(dǎo)致座艙尺寸穩(wěn)定性差;{4}白車身側(cè)圍上門鉸鏈安裝孔/面尺寸偏差;{5}前門總成上鉸鏈安裝孔X向尺寸偏差;{6}前門裝調(diào)Z向尺寸偏差影響較大。

3.2 VSA偏差分析軟件的問題分析方法思路介紹

（1）根據(jù)實(shí)際裝配工藝在VSA軟件中虛擬裝配各相關(guān)影響零件。座艙與前門裝飾板實(shí)際裝配工藝圖如圖3所示。

（2）在模型中輸入關(guān)鍵零部件的裝配定位方式&裝配公差舉例（如圖4、5所示）。

（3）在模型中創(chuàng)建關(guān)鍵測量（如圖6所示）。

（4）測量結(jié)果展示（如圖7、圖8、圖9所示）。

影響X向偏差結(jié)果的前5個因素如下：{1}IP自身的X向測點(diǎn);{2}CCB上儀表板的主定位孔;{3}CCB上儀表板的X向定位面;{4}門飾板的X向測點(diǎn);{5}前門總成上門飾板的主定位孔。

影響Z向偏差結(jié)果的前5個因素如下：{1}CCB上儀表板的主定位孔;{2}IP自身的Z向測點(diǎn);{3}白車身上CCB的主定位孔;{4}白車身上前門安裝工具的Z向面;{5}前門上前門安裝工具的Z向定位面

影響Y向偏差結(jié)果的前6個因素如下：{1}白車身上CCB的主定位孔;{2}CCB上IP的主定位孔;{3}IP自身Y向測點(diǎn);{4}門裝飾板Y向測點(diǎn);{5}白車身上前門安裝工具的Z向;{6}白車身上前門安裝工具的Y向。

經(jīng)過對測量結(jié)果的綜合分析，對座艙與前門裝飾板間隙段差問題影響因素最大的因素如下：{1}IP自身X/Y/Z向的偏差;{2}白車身上CCB的定位孔;{3}CCB上IP的定位孔/定位面;{4}白車身&門總成上前門安裝工具的定位面;{5}門飾板自身X/Y向偏差;{6}前門上前門安裝工具的Z向定位面。

3.3 傳統(tǒng)問題分析與偏差軟件問題分析結(jié)果對比

根據(jù)表1傳統(tǒng)問題分析與偏差分析軟件問題分析結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，偏差軟件分析的影響因子與傳統(tǒng)問題分析的影響因素有4項(xiàng)是相符的，符合度為80%。傳統(tǒng)問題分析的影響因素的排查耗時近1個月的時間，偏差分析軟件的影響因素的排查耗時3 d，時間效率顯著提高。并且，偏差分析軟件能夠直接指出具體的影響位置與方向，比傳統(tǒng)問題分析更具體、直觀。

3.4 問題解決驗(yàn)證對比

傳統(tǒng)方式的問題解決方案的驗(yàn)證，需要各相關(guān)部門配合多輪制作手工樣件造車驗(yàn)證，只有這樣，才能得出最終解決方案，耗時長，消耗項(xiàng)目物料成本高。

偏差分析軟件問題解決方案的驗(yàn)證，可以將現(xiàn)階段各相關(guān)零件的測量數(shù)據(jù)與實(shí)際狀態(tài)輸入軟件分析，根據(jù)敏感因子及結(jié)果偏差示意圖直接得出最終解決方案。驗(yàn)證方案如果正確，結(jié)果偏差示意圖上超差概率會大大減少，并且結(jié)果的穩(wěn)健性會大大提高（如圖10所示）。不需要多輪手工樣件驗(yàn)證，大大減少驗(yàn)證時間與驗(yàn)證成本。

4 結(jié)語

分析以上對比結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，三維偏差分析軟件在查找復(fù)雜尺寸鏈問題在項(xiàng)目時間效率和成本控制上有著傳統(tǒng)問題解決方法不可比擬的優(yōu)勢，是目前SGMW在快速車型開發(fā)過程中復(fù)雜尺寸鏈（間隙段差問題）必備的問題解決工具。

三維偏差分析軟件能夠幫助解決復(fù)雜的尺寸鏈問題，可以準(zhǔn)確、直觀地查找問題的根本原因，并及時地制訂問題解決方案，縮短問題驗(yàn)證解決的時間，減少問題驗(yàn)證解決的成本。

參 考 文 獻(xiàn)

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[4]馬振海，李濤，胡敏.基于偏差分析的前照燈區(qū)域尺寸鏈優(yōu)化[J].汽車工程師，2013（2）.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]