SPC在汽車制造過程的應用

閔莉

摘 要：所有的產(chǎn)品都是過程的結(jié)果，SPC是運用數(shù)理統(tǒng)計方法對生產(chǎn)制造過程的數(shù)據(jù)加以收集、整理和分析，從而了解、預測和監(jiān)控過程的運行狀態(tài)和水平。這是一種以預防為主的質(zhì)量控制方法。

關鍵詞：SPC 控制圖 過程能力 過程控制

Application of SPC in Automobile Manufacturing Process

Min Li

Abstract：All products are the result of the process. SPC is the use of mathematical statistics to collect， sort and analyze the data of the manufacturing process， to understand， predict and monitor the operating status and level of the process. This is a quality control method that focuses on prevention.

Key words：SPC， control chart， process capability， process control

隨著汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，質(zhì)量問題越來越受到企業(yè)和客戶的關注。SPC技術(shù)是一種有效的質(zhì)量控制方法，也愈來愈多地被廣大的汽車制造廠所接受并運用。有的推行成果顯著，但是也有的造成資源巨大浪費，歸咎其原因還是在于對SPC認識不足，對SPC運用存在一定的誤區(qū)。

1 SPC基礎知識介紹

SPC定義

SPC是Statistical Process Control的簡稱，即統(tǒng)計過程控制，是應用統(tǒng)計技術(shù)對過程中的各個階段進行評估和監(jiān)控，建立并保持過程處于可接受的并且穩(wěn)定的水平，從而保證產(chǎn)品符合規(guī)定的要求的一種質(zhì)量管理技術(shù)。

2 控制圖介紹

2.1 控制圖基礎知識

影響質(zhì)量波動的因素可分為普通原因和特殊原因兩類。普通原因是過程固有的，始終存在，對質(zhì)量影響微小，但從技術(shù)上難以去除或從經(jīng)濟上考慮不值得消除，如設備開動時的輕微振動等。

開始應用控制圖時，幾乎總不會恰巧處于穩(wěn)態(tài)，用非穩(wěn)態(tài)下的控制圖來控制未來，將會導致錯誤的結(jié)論。故一開始需要將非穩(wěn)態(tài)的過程調(diào)整到穩(wěn)態(tài)，這就是分析用控制圖的階段。待過程調(diào)整到穩(wěn)態(tài)后，才能延長控制線作為控制用控制圖。

2.2 控制圖的選擇

控制圖的選擇參見圖1。

3 計量型控制圖的應用步驟

本節(jié)主要以某轎車整車廠焊裝車間焊接生產(chǎn)線間隙特性為案例，詳細介紹計量型控制圖在整車制造過程的應用步驟。

3.1 確定分析控制對象

主要是針對產(chǎn)品的關重特性進行分析控制。除關重特性的檢查為破壞性檢測或檢測成本很高外，其他所有關重特性都要做分析控制圖。

根據(jù)焊裝車間工藝規(guī)程和關重特性清單，確定C32B車型焊接生產(chǎn)線翼子板與前門中部1號間隙值為分析控制對象。

3.2 編制分析用控制圖的實施計劃

確定運用控制圖的工藝過程、工序、特性值等，編制實施計劃。

3.3 選擇控制圖類型

因車身間隙值數(shù)據(jù)屬于計量型特性，因此，選用計量型控制圖。

由于焊接車身每班檢測一次，樣本容量n=5，參照圖1選擇均值極差（X--R）控制圖作為控制圖。

3.4 繪制分析用控制圖

3.4.1 收集數(shù)據(jù)

通過收集125輛車身間隙值數(shù)據(jù)后，繪制控制圖如下（推薦使用Minitab）

3.4.2 過程穩(wěn)定性判斷

根據(jù)控制圖判異準則，控制圖中未出現(xiàn)異常點，因此，翼子板與前門中部1號間隙值處于穩(wěn)定受控狀態(tài)。

3.4.3 過程能力分析

①計算過程能力指數(shù)：Cpk=1.4116

②評價過程能力結(jié)果：由于Cpk >1.33，說明過程能力滿足要求，輸出結(jié)果可預測。

3.5 控制用控制圖的繪制和使用

繪制均值極差控制圖X--R：

①由于Cpk >1.33，且過程穩(wěn)定，延長控制限應用于制造過程控制;

②數(shù)據(jù)統(tǒng)計人根據(jù)規(guī)定的取樣頻率和樣本容量、抽取樣本組，立即計算均值和極差，將其畫在控制圖中并與前點用短直線連接，并立即應用判異準則判定工序是否處于受控狀態(tài);

③如工序處于非受控狀態(tài)，應立即分析異常原因并采取措施，確保工序恢復到受控狀態(tài);

④將有效的措施納入文件固化。

4 計數(shù)型控制圖的應用步驟

本節(jié)主要以某轎車整車廠涂裝車間的面漆點補特性為案例，詳細介紹計數(shù)型控制圖在整車制造過程的應用步驟。

4.1 確定分析控制對象

根據(jù)涂裝車間工藝規(guī)程和關重特性清單，確定涂裝車間C32B車型的面漆點補特性為分析控制對象。

4.2 編制分析用控制圖的實施計劃

確定運用控制圖的工藝過程、工序、特性值等，編制實施計劃。

4.3 選擇控制圖類型

因車身漆面點補數(shù)據(jù)屬于計數(shù)型特性，因此，選用計數(shù)型控制圖。

由于單車點補數(shù)特性為缺陷數(shù)統(tǒng)計，車間對該特性進行100%檢驗，且每班產(chǎn)量不同，因此，選用U控制圖作為控制圖。

4.4 繪制分析用控制圖

4.4.1 收集數(shù)據(jù)

通過收集3470輛車點補數(shù)值數(shù)據(jù)后，繪制控制圖如下（推薦使用Minitab）。

4.4.2 過程穩(wěn)定性判斷

根據(jù)控制圖判異準則，控制圖中未出現(xiàn)異常點，因此，該特性值處于穩(wěn)定受控狀態(tài)。

4.4.3 過程能力分析

①計算過程能力指數(shù)：1-U平均=1-0.0023=0.9977=99.77%

②評價過程能力結(jié)果：由于過程能力指數(shù)大于99.73%，說明過程能力滿足要求，輸出結(jié)果可預測。

4.5 控制用控制圖的繪制和使用

U控制圖：

①因分析用控制圖上的點處于受控狀態(tài)，并且1-U>99.73%，且過程穩(wěn)定，延長控制限應用于制造過程控制。

②數(shù)據(jù)統(tǒng)計人根據(jù)規(guī)定的取樣頻率和樣本容量、抽取樣本組，計算當班產(chǎn)品的不良率，將其畫在控制圖中并與前點用短直線連接，并立即應用判異準則判定工序是否處于受控狀態(tài)。

③如工序處于非受控狀態(tài)，應立即分析異常原因并采取措施，確保工序恢復到受控狀態(tài)。

④將有效的措施納入文件固化。

5 結(jié)語

本論文課題來源于某汽車制造廠C32B項目SOP階段，對制造過程控制展開的過程能力分析。論文依據(jù)實際工作，采取理論結(jié)合實際的論述方式，介紹了SPC相關基礎知識，說明了分析用控制圖與控制用控制圖的區(qū)別，并闡述了計量型與計數(shù)型控制圖運用的詳細過程。

通過在SOP階段引進SPC技術(shù)，一方面實現(xiàn)了對SPC技術(shù)的推廣，指導一線工人、檢驗人員進行數(shù)據(jù)采集并畫圖，運用控制圖判異準則判斷過程穩(wěn)定性;另一方面對關重特性控制過程進行過程能力分析，選擇合適的檢驗方式，有效降低檢驗成本。

該車型經(jīng)過前期SPC運用分析，過程穩(wěn)定且過程能力滿足要求，故在導入量產(chǎn)階段后，根據(jù)實際情況降低了檢驗頻次及抽檢樣本量，節(jié)省了檢驗成本。通過制造現(xiàn)場控制圖的實時監(jiān)控，過程持續(xù)穩(wěn)定，且產(chǎn)品不合格率PPM為零。

目前各個汽車整車廠都在運用SPC開展過程能力分析，但SPC只是一個分析工具，只有結(jié)合5Why、魚骨圖等問題解決工具找到問題的根本原因，采取糾正預防措施徹底解決問題，形成問題的閉環(huán)管理，才能有效的提升過程控制能力。

參考文獻：

[1]GB/T 4091—2001，常規(guī)控制圖.

[2]統(tǒng)計過程控制（SPC）第二版，AIAG出版，2005.07.

[3]張公緒，孫靜.質(zhì)量工程師手冊，企業(yè)管理出版社，2003.09.