車身尺寸綜合評(píng)估方法研究

領(lǐng)途集團(tuán) 制造工程中心 江蘇無錫 214000

1 研究背景

白車身是汽車最重要的組成部分之一,是決定汽車質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),約40%的汽車產(chǎn)品質(zhì)量問題由車身尺寸偏差造成。目前，汽車制造行業(yè)均以合格率的方式來評(píng)估白車身質(zhì)量[1]。但合格率的評(píng)估方式并不能全面評(píng)估車身質(zhì)量,其在實(shí)際評(píng)估過程中存在一些問題。

(1) 車身有常規(guī)測(cè)點(diǎn)與功能尺寸,可能存在常規(guī)測(cè)點(diǎn)合格率與功能尺寸合格率不一致的情況,無法根據(jù)合格率判斷車身尺寸質(zhì)量[2]。

(2) 不能分析實(shí)際測(cè)點(diǎn)偏差量的影響。如某車型大燈定位孔公差要求為±1.2 mm,實(shí)際偏差量為1.1 mm和0.1 mm時(shí)均為合格,實(shí)際偏差量為1.3 mm時(shí)不合格。偏差0.1 mm與偏差1.1 mm差別較大,用合格率評(píng)價(jià)時(shí)兩種偏差量評(píng)估結(jié)果相同。偏差1.1 mm與偏差1.3 mm差別不大,用合格率來評(píng)價(jià)時(shí)1.1 mm為合格,1.3 mm為不合格?？梢姡细衤试u(píng)估方法在實(shí)際應(yīng)用中存在較大弊端。

(3) 不能區(qū)分測(cè)點(diǎn)功能對(duì)車身的影響。不同功能的測(cè)點(diǎn)對(duì)車身質(zhì)量影響不同[3],如剎車踏板支架定位孔對(duì)整車質(zhì)量影響非常大,而乘客扶手安裝孔對(duì)整車質(zhì)量影響相對(duì)較小,以合格率的評(píng)估方式評(píng)估這兩個(gè)點(diǎn)合格與否對(duì)車身質(zhì)量的影響相同,而實(shí)際上剎車踏板定位孔影響度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于乘客扶手安裝孔?？梢?，傳統(tǒng)的合格率評(píng)估方法不能合理評(píng)估車身質(zhì)量[4]。

筆者提出一種新的車身尺寸綜合評(píng)估方法,通過建立函數(shù)關(guān)系將功能尺寸、常規(guī)尺寸、實(shí)際測(cè)點(diǎn)偏差量、測(cè)點(diǎn)功能轉(zhuǎn)換為分?jǐn)?shù)，對(duì)車身尺寸質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)估,進(jìn)而可以更全面評(píng)估車身質(zhì)量。

2 評(píng)估因數(shù)矩陣

車身尺寸綜合評(píng)估方法通過建立矩陣及模糊函數(shù)，綜合考慮測(cè)點(diǎn)的重要程度，基于偏差量對(duì)車身尺寸精度進(jìn)行評(píng)估,得到0～100的分值。分值越高，則車身質(zhì)量越好。

根據(jù)測(cè)點(diǎn)功能對(duì)整車的影響程度，將常規(guī)測(cè)點(diǎn)、功能尺寸測(cè)點(diǎn)各分成S、A、B、C四類[5]。其中，S類點(diǎn)為尺寸超差有安全風(fēng)險(xiǎn)的點(diǎn)，A類點(diǎn)為尺寸超差對(duì)整車性能有潛在風(fēng)險(xiǎn)的點(diǎn)，B類點(diǎn)為尺寸超差對(duì)整車外觀匹配有潛在風(fēng)險(xiǎn)的點(diǎn)，C類點(diǎn)為一般監(jiān)控點(diǎn)[6]。

建立四類測(cè)點(diǎn)的評(píng)估矩陣D[7]:

D=[D1D2D3D4]

(1)

式中：D1、D2、D3、D4為測(cè)點(diǎn)對(duì)質(zhì)量的影響程度,D1+D2+D3+D4=1。

假設(shè)常規(guī)測(cè)點(diǎn)和功能尺寸測(cè)點(diǎn)的S、A、B、C類點(diǎn)對(duì)質(zhì)量的影響百分比依次為40%、30%、20%、10%,則常規(guī)測(cè)點(diǎn)評(píng)估矩陣Dc及功能尺寸評(píng)估矩陣Df為:

3 模糊函數(shù)矩陣

對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)的實(shí)際測(cè)量偏差值取絕對(duì)值，建立評(píng)價(jià)矩陣V：

V=[V1,V2,V3,…,Vn]

(2)

Vi=Ci/Ti

(3)

式中：Ci為測(cè)點(diǎn)的偏差值，i=1，2，3，…，n；Ti為測(cè)點(diǎn)的公差帶。

根據(jù)Vi值將測(cè)量點(diǎn)分為優(yōu)、良、中、差四類,建立每個(gè)測(cè)點(diǎn)的優(yōu)、良、中、差概率矩陣R：

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

式中：ri1為測(cè)點(diǎn)優(yōu)的概率；ri2為測(cè)點(diǎn)良的概率；ri3為測(cè)點(diǎn)中的概率；ri4為測(cè)點(diǎn)差的概率[5]，ri1+ri2+ri3+ri4=1。

繪制概率矩陣曲線，如圖1所示。

▲圖1 概率矩陣曲線

建立常規(guī)測(cè)點(diǎn)S類點(diǎn)概率矩陣Rc1、A類點(diǎn)概率矩陣Rc2、B類點(diǎn)概率矩陣Rc3、C類點(diǎn)概率矩陣Rc4,建立功能尺寸測(cè)點(diǎn)S類點(diǎn)概率矩陣Rf1、A類點(diǎn)概率矩陣Rf2、B類點(diǎn)概率矩陣Rf3、C類點(diǎn)概率矩陣Rf4。

4 評(píng)分體系矩陣

設(shè)四類測(cè)點(diǎn)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為優(yōu)100分、良70分、中40分、差0分。

建立四類點(diǎn)的優(yōu)、良、中、差評(píng)分矩陣U：

U=[100 70 40 0]

建立矩陣P,確定每個(gè)測(cè)點(diǎn)得分。

P=RUT

(9)

P=[p1p2p3…pn]

(10)

式中：pi為測(cè)點(diǎn)得分。

根據(jù)式(9)得出常規(guī)測(cè)點(diǎn)S類點(diǎn)矩陣Pc1、A類點(diǎn)矩陣Pc2、B類點(diǎn)矩陣Pc3、C類點(diǎn)矩陣Pc4，建立功能尺寸測(cè)點(diǎn)S類點(diǎn)矩陣Pf1、A類點(diǎn)矩陣Pf2、B類點(diǎn)矩陣Pf3、C類點(diǎn)矩陣Pf4。

計(jì)算每一類測(cè)點(diǎn)的得分矩陣T：

T=[t1t2t3t4]

(11)

(12)

式中:tk為四類測(cè)點(diǎn)得分。

根據(jù)式(12)得出常規(guī)測(cè)點(diǎn)S類點(diǎn)得分矩陣tc1、A類點(diǎn)得分矩陣tc2、B類點(diǎn)得分矩陣tc3、C類點(diǎn)得分矩陣tc4，建立功能尺寸測(cè)點(diǎn)S類點(diǎn)得分矩陣tf1、A類點(diǎn)得分矩陣tf2、B類點(diǎn)得分矩陣tf3、C類點(diǎn)得分矩陣tf4。

建立常規(guī)測(cè)點(diǎn)得分矩陣Tc：

Tc=[tc1tc2tc3tc4]

(13)

建立功能尺寸測(cè)點(diǎn)得分矩陣Tf：

Tf=[tf1tf2tf3tf4]

(14)

結(jié)合每個(gè)測(cè)點(diǎn)對(duì)質(zhì)量的影響程度Di,建立車身評(píng)分S：

S=DTT

(15)

根據(jù)式(15)分別計(jì)算出常規(guī)尺寸評(píng)分Sc及功能尺寸評(píng)分Sf：

Sc=DcTcT

(16)

Sf=DfTfT

(17)

根據(jù)常規(guī)尺寸及功能尺寸對(duì)車身精度的影響，建立車身精度影響因數(shù)G：

G=(g1,g2)

(18)

式中：g1、g2分別為常規(guī)尺寸及功能尺寸對(duì)車身的影響,g1+g2=1。

假設(shè)常規(guī)尺寸及功能尺寸對(duì)車身的影響分別為0.4,0.6,則G=(0.4,0.6)。

確定最終車身尺寸精度得分V：

V=(Sc,Sf)GT

(19)

V為0～100中的一個(gè)分值,分值越高，則車身質(zhì)量越好。

5 實(shí)例

某公司有一車型,車身測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)由式(2)、式(4)、式(9)、式(12)得:

Tc=[87.4 75.2 88.3 76.3]

Tf=[90.2 85.2 87.3 78.9]

由式(15)得：

·[87.4 75.2 88.3 76.3]T=82.8

·[90.2 85.2 87.3 78.9]T=87.0

由式(19)得：

V=(Sc,Sf)GT=(82.8,87.0)·(0.4,0.6)T=85.3

根據(jù)綜合評(píng)估方法對(duì)車身評(píng)估得分為85.3,表示該車型車身質(zhì)量較好。如果根據(jù)原來合格率的評(píng)估方法，該車身常規(guī)尺寸合格率為74.7%,功能尺寸合格率為82.1%,合格率低于實(shí)際的車身質(zhì)量水平。

6 結(jié)束語

新的車身尺寸綜合評(píng)估方法通過建立函數(shù)關(guān)系，將常規(guī)測(cè)點(diǎn)、功能尺寸測(cè)點(diǎn)、測(cè)點(diǎn)實(shí)際偏差量、測(cè)點(diǎn)功能轉(zhuǎn)化為0～100的分值，更科學(xué)地對(duì)車身質(zhì)量進(jìn)行全面評(píng)估。筆者通過實(shí)例驗(yàn)證了這一評(píng)估方法的實(shí)用性和準(zhǔn)確性。