基于DMAIC方法研究改善某車型車門關(guān)閉力

汽車關(guān)門力，是汽車整車質(zhì)量考核的一項(xiàng)重要指標(biāo)，是一項(xiàng)顧客普遍關(guān)注的汽車產(chǎn)品特性。一個(gè)車型擁有較好的關(guān)門力能夠讓車的品質(zhì)提升很高，也從而讓客戶具有很高的滿意度。由于缺乏專業(yè)的知識(shí)和檢測(cè)手段，顧客往往不能準(zhǔn)確描述具體數(shù)據(jù)，但是卻能直觀地通過(guò)感知感官層面對(duì)關(guān)門力進(jìn)行比較，直白分辨為好關(guān)還是難關(guān)，因此良好的關(guān)門感受能夠提升客戶的滿意度，從而提升消費(fèi)者對(duì)整車品質(zhì)的印象。J.D.power調(diào)查結(jié)果顯示，汽車車門關(guān)閉力問題是客戶抱怨較多的質(zhì)量問題之一，所以汽車關(guān)門力問題是整車制造廠非常重視的問題，也是所有整車廠亟待解決的重要課題。

關(guān)門力的測(cè)量

1.測(cè)量設(shè)備及使用

在梅賽德斯-奔馳全球工廠中，關(guān)門力大小使用BeDa設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，如圖1所示。該設(shè)備由四部分組成：設(shè)備主體a、適配器b、操控手機(jī)c、吸盤d、充電器e及線材。

其中，適配器用于保證該設(shè)備主體能適用于不同車寬的關(guān)門力測(cè)量，測(cè)量設(shè)備的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度，單位為mm；操控手機(jī)通過(guò)藍(lán)牙與主體設(shè)備連接，操作設(shè)備進(jìn)行測(cè)量動(dòng)作并讀數(shù)；主體設(shè)備通過(guò)吸盤連接到車窗上實(shí)現(xiàn)測(cè)量操作，如圖2所示。

主體設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。彈簧機(jī)構(gòu)為關(guān)門力的動(dòng)力來(lái)源，該設(shè)備伸長(zhǎng)長(zhǎng)度越大，彈簧拉伸量越大。鎖止機(jī)構(gòu)基于電磁鐵原理用于固定主體設(shè)備伸長(zhǎng)長(zhǎng)度，當(dāng)主體設(shè)備被伸長(zhǎng)到設(shè)置長(zhǎng)度后，電磁鐵通電，此時(shí)設(shè)備不能回彈，點(diǎn)擊手機(jī)上的“關(guān)門”按鈕，電磁鐵斷電，設(shè)備在彈簧的作用下回彈到初始長(zhǎng)度。

2.測(cè)量與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

測(cè)量時(shí)，將主體設(shè)備通過(guò)吸盤吸附在車門把手正上方的車窗玻璃上，在操控手機(jī)上設(shè)置測(cè)量值（例如 120mm ），然后打開待測(cè)量車門到停止位，操控手機(jī)開始測(cè)量，如果車門正常關(guān)閉，則關(guān)門力小于設(shè)定值，之后減小設(shè)定值再次測(cè)量（例如減小 10～ 110mm ），重復(fù)上述步驟，直到車門沒有關(guān)閉（例如80mm 沒關(guān)上），則以上一次能關(guān)閉的值（ 90mm ）為初始值，再次逐步減?。ɡ缑看螠p小 .2mm ），直到車門再次關(guān)不上的時(shí)候，則上一次的測(cè)量值即為關(guān)門力大小的實(shí)際值（例如96mm關(guān)閉而 沒關(guān)閉，則96mm即為關(guān)門力測(cè)量值）。

BeDa測(cè)量以關(guān)門距離作為判定標(biāo)準(zhǔn)，如圖5所示，以H247車型為例，合格范圍為 30～110mm ，警告范圍（prio.4）為 30～40mm 與 100～110mm ，需返修范圍（prio.2）為大于 110mm 或小于 30mm 。

影響關(guān)門力的因素分析

影響車門關(guān)閉力的因素有很多且復(fù)雜，供應(yīng)商來(lái)件、裝焊尺寸、總裝裝配及車身設(shè)計(jì)等方面均會(huì)對(duì)關(guān)門力造成影響。

1）來(lái)件方面，膠條、門限位器、門內(nèi)飾板都是關(guān)門力的影響因素，膠條CLD值膠條排氣孔的數(shù)量都會(huì)對(duì)膠條的壓縮變形量產(chǎn)生影響；門限位器的摩擦力大小、限位器的擋位相對(duì)位移的距離也會(huì)對(duì)關(guān)門力大小產(chǎn)生影響；門內(nèi)飾板會(huì)與門框密封膠條產(chǎn)生直接擠壓，因此內(nèi)飾板的厚度尺寸也會(huì)對(duì)關(guān)門力產(chǎn)生影響。

2）裝焊尺寸方面，車門分總成安裝門膠條的定位面Y向尺寸、窗框的Y向尺寸，白車身骨架門洞法蘭邊的Y向尺寸、與門膠條貼合面的Y向尺寸，白車身總成車門的裝配姿態(tài)、Y向深度等，都會(huì)對(duì)車門關(guān)門力產(chǎn)生直接影響。

3）總裝裝配方面，膠條裝配時(shí)與車門的貼合程度、鎖體鎖柱的安裝位置與角度、車門平順度偏外程度等，也對(duì)關(guān)門力的控制有影響。

4）車身設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)之初是否考慮了車門自重因素，車門關(guān)閉過(guò)程中重心坐標(biāo)的變化，是否很好地考慮了車門關(guān)閉過(guò)程中車內(nèi)氣壓的排放，這些也都會(huì)對(duì)整個(gè)車門關(guān)閉過(guò)程有影響。

研究方法與實(shí)施 基于DMAIC方法

六西格瑪DMAIC方法論是一種廣泛應(yīng)用于企業(yè)質(zhì)量管理中的結(jié)構(gòu)化改進(jìn)流程，旨在通過(guò)一系列嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟襟E，幫助企業(yè)識(shí)別、分析和解決質(zhì)量問題，從而實(shí)現(xiàn)流程的持續(xù)優(yōu)化和卓越績(jī)效。DMAIC由五個(gè)關(guān)鍵階段組成，分別是定義（Define）、測(cè)量（Measure）、分析（Analyze）、改進(jìn)（Improve）和控制（Control）。

1.定義階段

在定義階段，明確問題的核心是改善車門關(guān)閉力。團(tuán)隊(duì)成員包括質(zhì)量工程師、尺寸工程師、研發(fā)工程師和供應(yīng)商代表。

項(xiàng)目目標(biāo)為：

1）將車門關(guān)閉力控制在合格范圍 （40～110mm） 。

2）確定影響車門關(guān)閉力的關(guān)鍵因素。

3）提供改善措施以確保車門關(guān)閉力符合客戶需求。

2.測(cè)量階段

在測(cè)量階段，確保測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。為此，首先進(jìn)行了MSA（MeasurementSystemAnalysis）測(cè)量系統(tǒng)分析，以驗(yàn)證使用的BeDa設(shè)備是否能夠提供一致且可靠的測(cè)量數(shù)據(jù)。MSA包含重復(fù)性和再現(xiàn)性（Ramp;R）分析，確保不同操作人員和設(shè)備能夠得到一致的結(jié)果。首先需要進(jìn)行MSA1的驗(yàn)證，來(lái)確保BeDa設(shè)備自身的測(cè)量能力，關(guān)門力公差設(shè)定為 30mm 通過(guò)多人多次測(cè)量已經(jīng)確定待測(cè)車輛關(guān)門力標(biāo)準(zhǔn)值為105mm ，單個(gè)人對(duì)目標(biāo)車輛15次的測(cè)量結(jié)果見表1。

計(jì)算15次測(cè)量均值 =105.07mm. 。計(jì)算測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)差

公差 ，能力指數(shù)： $C_{g}{=}0.2T/6＼sigma_{_{E V}}{=}1.42＼$ ，計(jì)算公差上限與下限：公差上限 °leddash 基準(zhǔn)值 +0.1T=108 ，公差下限 = 基準(zhǔn)值 -0.1T=102 。則綜合能力指數(shù)

計(jì)算結(jié)果表明， 和 都大于1.33，證明測(cè)量工具BeDa具備測(cè)量能力。在驗(yàn)證了測(cè)量工具的能力之后，還需要對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行能力確認(rèn)。3個(gè)測(cè)量員分別對(duì)10輛車進(jìn)行的3次重復(fù)測(cè)量測(cè)量數(shù)據(jù)見表2，利用這些測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算重復(fù)性和再現(xiàn)性以及測(cè)量系統(tǒng)變異（ （%G R R） ：

1）重復(fù)性EV（EquipmentVariance）。設(shè)備變異反映了在相同條件下，同一測(cè)量人員使用同一測(cè)量設(shè)備對(duì)同一待測(cè)物進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，測(cè)量結(jié)果的一致性程度。重復(fù)性越好，說(shuō)明測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性越高，測(cè)量結(jié)果越可靠。

2）再現(xiàn)性AV（AppraiserVariance）。人員差異反映了不同測(cè)量人員使用同一測(cè)量設(shè)備對(duì)同一待測(cè)物進(jìn)行測(cè)量時(shí)，測(cè)量結(jié)果的一致性程度。再現(xiàn)性越好，說(shuō)明測(cè)量系統(tǒng)的通用性和可重復(fù)性越高，不同測(cè)量人員之間的測(cè)量結(jié)果差異越小。

以下為具體計(jì)算結(jié)果，其中 ， ， 均為MSA手冊(cè)中定義的系數(shù)。

平均極差

設(shè)備變異 E V

（單位：mm）

人員變異AV

GRR（測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性）

T V （總變差）

%G R R=G R R/T V=9.93%lt;10%

證明測(cè)量系統(tǒng)完全具備測(cè)量能力。

3.分析階段

在確保測(cè)量系統(tǒng)具備測(cè)量能力之后，進(jìn)入分析階段，通過(guò)團(tuán)隊(duì)頭腦風(fēng)暴會(huì)議，確定了主要因素如圖6所示。

最終通過(guò)團(tuán)隊(duì)投票，確定了相對(duì)可控且對(duì)關(guān)門力影響最大的三個(gè)因素：

1）膠皮條CLD：不同密度的膠皮條對(duì)車門關(guān)閉時(shí)的阻尼效果不同。2）內(nèi)間隙：車門與車體之間的間隙影響關(guān)門力的大小。3）車門鉸鏈Y向值：影響車門關(guān)閉過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡和摩擦力。

4.改進(jìn)階段

在改進(jìn)階段，采用DOE設(shè)計(jì)試驗(yàn)法對(duì)影響車門關(guān)閉力的三個(gè)主要因素進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)膠皮條密度、內(nèi)間隙、車門鉸鏈Y向值的不同組合進(jìn)行試驗(yàn)，找出最優(yōu)的因子組合以改善車門關(guān)閉力。

測(cè)量數(shù)據(jù)見表3，包括每個(gè)因素的正負(fù)號(hào)及對(duì)應(yīng)的關(guān)門力測(cè)量值，正號(hào)代表高水平值，負(fù)號(hào)代表低水平值。

計(jì)算效果和交互作用共有3個(gè)步驟。

（1）步驟1，計(jì)算每個(gè)因素的主效應(yīng)計(jì)算依據(jù)為：主效應(yīng) 高水平均值一低水平均值。

1）膠皮條CLD（A）：高水平均值為（ +108mm+109mm+112mm） ， ，低水平均值為（ ） /4= 103mm ，主效應(yīng)： （204

2）內(nèi)間隙（B）：高水平均值為（ ） /4=104.7mm ，低水平均值為（ ） 107.2mm ，主效應(yīng)： 104.7-107.2=-2.5mm （2

3）車門鉸鏈Y向值（C）：高水平均值為（ 107mm /4=105.5mm ，低水平均值為（ ） 106.5mm ，主效應(yīng)：

（2）步驟2，計(jì)算交互作用計(jì)算依據(jù)為：交互作用 高水平交互作用均值一低水平交互作用均值。

1） 交互作用：高水平交互作用均值為 ） /4=105.7mm 低水平交互作用均值為 103mm ） /4=106.2mm ，交互作用： 0.5mm （20

2） 交互作用：高水平交互作用均值為（107mm+109mm+103mm+103mm） ） 14=105.5mm 低水平交互作用均值為 105mm ） /4=106.5mm ，交互作用： $105.5-106.5=-＼$ 1mm 。

3） 交互作用：高水平交互作用均值為（2 （107mm+112mm+101mm+103mm） /4=105.7mm 低水平交互作用均值為（ +105mm ） /4=106.2mm ，交互作用： 0.5mm （204號(hào)

4） 交互作用：高水平交互作用均值為

（107mm+112mm+103mm+105mm）/4=106.7mm ，低水平交互作用均值為（ +103mm ） /4=105.2mm ，交互作用： 106.7-105.2= 1.5mm （20

（3）步驟3，結(jié)果總結(jié)根據(jù)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果，每個(gè)因素主效應(yīng)和交互作用的總結(jié)建表4。

結(jié)論：根據(jù)計(jì)算結(jié)果，膠皮條CLD值的主效應(yīng)最大（6mm），表明膠皮條CLD值對(duì)關(guān)門力影響顯著，接下來(lái)可以考慮優(yōu)化膠皮條CLD值，以顯著改善關(guān)門力。

5.控制階段

在控制階段，建立了一系列控制計(jì)劃以確保改善措施的持續(xù)有效性。對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中使用的膠皮條CLD值進(jìn)行定期檢查，并使用控制圖對(duì)關(guān)門力進(jìn)行監(jiān)控。

控制計(jì)劃如下，通過(guò)VOCA、PAF等部門反饋數(shù)據(jù)持續(xù)改進(jìn)車門關(guān)閉力。1）定期檢查膠皮條的供應(yīng)質(zhì)量，確保其CLD值在規(guī)定范圍內(nèi)。2）使用SPC（統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制）圖表監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程中關(guān)門力的變異。3）制定糾正措施流程，當(dāng)監(jiān)控圖顯示異常時(shí)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

結(jié)語(yǔ)

本文以奔馳某車型為例，通過(guò)DMAIC方法，定義階段，精準(zhǔn)錨定車門關(guān)閉力大的問題，明確優(yōu)化目標(biāo)；測(cè)量階段，運(yùn)用專業(yè)設(shè)備Beda進(jìn)行測(cè)量；分析階段，鎖定密封膠條CLD值、內(nèi)間隙、鉸鏈Y向深度等根源因素；改進(jìn)階段，采用DOE試驗(yàn)法確定密封膠條CLD值為最大影響因素，可通過(guò)優(yōu)化膠皮條CLD以改善關(guān)門力；控制階段，通過(guò)設(shè)立監(jiān)測(cè)點(diǎn)與監(jiān)測(cè)計(jì)劃持續(xù)追蹤，確保改善措施長(zhǎng)期有效。在定義、測(cè)量、分析、改進(jìn)和控制過(guò)程中，分析并梳理了影響車門關(guān)閉力各個(gè)環(huán)節(jié)，確定密封膠條CLD為關(guān)門力主要影響因素，然后確定了改進(jìn)和優(yōu)化方向。通過(guò)本文的研究，為汽車行業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)車門關(guān)閉力的有效管控和優(yōu)化提供了理論和技術(shù)支撐，從而更好地提升車輛品質(zhì)和客戶滿意度。

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