車(chē)身制造過(guò)程質(zhì)量控制

1、中國(guó)汽車(chē)工程論壇( )整理發(fā)布，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源車(chē)身制造過(guò)程控制方法車(chē)身是汽車(chē)的主要部分， 其質(zhì)量對(duì)汽車(chē)整體功能有很大的影響。本文介紹控制白車(chē)身制造質(zhì)量的一些方法，并期望透過(guò)與其它汽車(chē)制造商分享經(jīng)驗(yàn)，能夠提高中國(guó)車(chē)身制造的水平。車(chē)身制造偏差的來(lái)源汽車(chē)車(chē)身的制造工藝是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，通常由 300500多個(gè)具有復(fù)雜空間曲面的薄 板沖壓零件，在有近 100個(gè)裝配工位的生產(chǎn)線上大批量、快節(jié)奏地焊裝而成；同時(shí)車(chē)體裝 配又為一種多層次體系結(jié)構(gòu)，若干零件經(jīng)焊裝成為分總成，分總成又變成下一層裝配中的零件。因此中間環(huán)節(jié)眾多，制造偏差難以控制。其尺寸偏差主要源于以下幾個(gè)方面(如圖1):零件本身的偏差、工夾具定

2、位的不穩(wěn)定性、焊裝變形、操作及工藝的影響。另外，對(duì)于一個(gè) 新產(chǎn)品而言，車(chē)身的制造過(guò)程又可分為試生產(chǎn)、生產(chǎn)啟動(dòng)、單班生產(chǎn)及翻班生產(chǎn)四個(gè)典型的生產(chǎn)階段。由于不同階段生產(chǎn)的不同特點(diǎn)，在這四個(gè)階段影響制造穩(wěn)定性的原因也有所不同。中國(guó)汽車(chē)工程論壇( )整理發(fā)布，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源中國(guó)汽車(chē)工程論壇( )整理發(fā)布，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源團(tuán)1押舞件尺寸館差診B因素車(chē)身制造過(guò)程控制方法但是如果采用科學(xué)的檢測(cè)及分析方由上述分析可知車(chē)身制造過(guò)程的尺寸偏差是不可避免的, 法，尺寸的偏差可以得到有效控制，并且不斷減少。典型的過(guò)程控制方法對(duì)于任何一個(gè)工藝過(guò)程(可以是機(jī)械、電子、化工各個(gè)領(lǐng)域)一般可以用兩種典型的方法對(duì) 過(guò)程進(jìn)行有效的

3、監(jiān)控，即工程過(guò)程控制(Engin eeri ng Process Control)和統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制(Statistical Process Control )。所謂工程過(guò)程控制 (EPC)，是指對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)檢測(cè)量，它 有一個(gè)明確并且恒定的控制界限，當(dāng)檢測(cè)量超出該控制界限時(shí)系統(tǒng)即可報(bào)警。例如，車(chē)身上的每個(gè)測(cè)點(diǎn)都有明確的理論值及公差帶，當(dāng)測(cè)點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果超出公差范圍時(shí)系統(tǒng)即產(chǎn)生報(bào) 警。統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制(SPC)是指系統(tǒng)檢測(cè)量沒(méi)有恒定的控制界限，需要從檢測(cè)量的歷史測(cè)量數(shù) 據(jù)中計(jì)算出當(dāng)前的控制界限來(lái)判斷系統(tǒng)是否失控。例如，對(duì)于車(chē)身上的每個(gè)測(cè)點(diǎn)都可以根據(jù)歷史測(cè)量數(shù)據(jù)繪制控制圖來(lái)產(chǎn)生報(bào)警。這兩種典型的過(guò)程控制方法

4、雖然都很有效，但是由于車(chē)身制造工藝的復(fù)雜性使得車(chē)身上的產(chǎn)品過(guò)程監(jiān)控測(cè)點(diǎn)數(shù)多達(dá)幾百個(gè)，這就給判斷制造過(guò)程的穩(wěn)定性帶來(lái)了一定難度。通過(guò)與上海交通大學(xué)車(chē)身制造技術(shù)中心的合作以及生產(chǎn)實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，上海通用汲取上述兩種方法的優(yōu)勢(shì)并結(jié)合車(chē)身制造的特點(diǎn)，建立了適用于車(chē)身的尺寸過(guò)程控制方法，即2mm工程，經(jīng)過(guò)實(shí)踐取得了顯著效果。車(chē)身尺寸質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)2mm工程所謂的“2mr”指的是所有白車(chē)身的關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)的波動(dòng)(6 b)值小于2mm。該技術(shù)對(duì)白車(chē)身尺寸質(zhì)量的評(píng)定是以關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)的6 b表示，包括單個(gè)測(cè)點(diǎn)的6 b以及整車(chē)的6叭并以CII指數(shù)(持續(xù)質(zhì)量改進(jìn)指數(shù))反映尺寸質(zhì)量的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)。由于車(chē)身的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)主要是由三坐

5、標(biāo)測(cè)量機(jī)采集的，受硬件條件的限制，采樣頻次較低，故不適合用SPC的方法評(píng)價(jià)尺寸質(zhì)量的穩(wěn)定性。目前車(chē)身車(chē)間采用“ 2mm工程”作為車(chē)身尺寸質(zhì)量評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)。6 b,是對(duì)一定數(shù)量的樣本數(shù)據(jù)波動(dòng)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)的階段評(píng)價(jià)指標(biāo)。樣本一般為2030臺(tái)。對(duì)于小樣本離線檢測(cè)，通常要求通過(guò)數(shù)據(jù)分離提取出數(shù)據(jù)的波動(dòng)項(xiàng)。須使數(shù)據(jù)具有平穩(wěn)的統(tǒng)計(jì)特性(近似正態(tài)分布) 才可以進(jìn)行6 b的計(jì)算。單點(diǎn)6 b計(jì)算每個(gè)點(diǎn)波動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)差b的6倍。從統(tǒng)計(jì)意義上講，代表該點(diǎn)的實(shí)際尺寸有99.73%的可能落在名義值的 ±3b以?xún)?nèi)，因此可以認(rèn)為表明了該點(diǎn)數(shù)據(jù)的變動(dòng)范圍。整車(chē)6 b將全部測(cè)點(diǎn)的6 b從大到小進(jìn)行排序，取95百分位的點(diǎn)的

6、6 b值作為該白車(chē)身的 6 b值(如圖2)。£2整車(chē)幣國(guó)CII曲線(如圖3)，一般是按一定的時(shí)間間隔計(jì)算 6 b值，然后以時(shí)間為橫坐標(biāo)繪出的曲線。 用來(lái)直觀顯示白車(chē)身尺寸質(zhì)量的變化狀況。g| J CD Mt整車(chē)6 b給出了一定時(shí)間內(nèi)白車(chē)身尺寸波動(dòng)水平的度量，并明確了尺寸波動(dòng)控制的對(duì)象，經(jīng) 過(guò)一輪改進(jìn)后，會(huì)得到較低的6 b；然后確定出新的波動(dòng)控制點(diǎn)，再進(jìn)行控制，如此不斷改進(jìn)，車(chē)身的整體尺寸質(zhì)量就會(huì)達(dá)到很高的水平。因此，“ 2mm充分體現(xiàn)了波動(dòng)，即質(zhì)量的損失和不斷改善的思想。尺寸通過(guò)率是指在EPC的指導(dǎo)下對(duì)單臺(tái)白車(chē)身的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的即時(shí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。計(jì)算方法是以各點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)模上該點(diǎn)的

7、標(biāo)準(zhǔn)值和公差帶進(jìn)行比較， 如果差值落在公差范圍內(nèi)， 則該測(cè)點(diǎn) 及格，否則為不及格。一臺(tái)白車(chē)身上所有測(cè)點(diǎn)中及格點(diǎn)數(shù)與測(cè)點(diǎn)總數(shù)的比值即為通過(guò)率。 通 過(guò)率也是一個(gè)直接利用原始測(cè)量值進(jìn)行評(píng)定的方法。 由于導(dǎo)致通過(guò)率變化的原因很多， 如均 值漂移和波動(dòng)過(guò)大等，因此通過(guò)率是一個(gè)總體的評(píng)價(jià)， 可以作為質(zhì)量的一個(gè)即時(shí)監(jiān)控， 即時(shí)報(bào)警。車(chē)間尺寸質(zhì)量問(wèn)題解決流程車(chē)身車(chē)間在以先進(jìn)的 2mm工程所提出的6 和CII指數(shù)作為主要指標(biāo)的同時(shí)，結(jié)合尺寸通過(guò)率對(duì)白車(chē)身尺寸整體水平進(jìn)行即時(shí)的評(píng)估，并在此基礎(chǔ)上建立了相應(yīng)的尺寸控制流程。國(guó)4白車(chē)身尺寸控般程當(dāng)通過(guò)上述兩種質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo) （尺寸通過(guò)率與2mm工程）發(fā)現(xiàn)尺寸質(zhì)量問(wèn)題后

8、，應(yīng)根據(jù)車(chē)間 尺寸控制流程（圖4）開(kāi)展工作。通常由車(chē)間的尺寸控制工程師為主實(shí)施白車(chē)身尺寸質(zhì)量不斷 改進(jìn)的活動(dòng)，根據(jù)每日的 CMM數(shù)據(jù)檢測(cè)報(bào)告計(jì)算出通過(guò)率，出具檢測(cè)點(diǎn)超差的分析報(bào)告。 在分析過(guò)程中，對(duì)兩種典型的超差原因， 即均值漂移與波動(dòng)過(guò)大進(jìn)行了區(qū)分，對(duì)于波動(dòng)大造成超差的情況，納入 2mm工程進(jìn)行波動(dòng)控制，出具 2mm工程報(bào)告，召開(kāi)定期會(huì)議，對(duì)此進(jìn)行分析跟蹤；對(duì)于均值的漂移，進(jìn)行相應(yīng)的故障查詢(xún)，由工裝工程師對(duì)工裝進(jìn)行調(diào)整，并進(jìn)行調(diào)整后的數(shù)據(jù)跟蹤及效果評(píng)估。根據(jù)總裝匹配的原則，其中極少數(shù)長(zhǎng)期穩(wěn)定的均值漂移對(duì)后續(xù)裝配沒(méi)有影響， 可進(jìn)行名義值的經(jīng)驗(yàn)修正； 對(duì)于既有波動(dòng)又有均值漂移的現(xiàn)象，則采取先控制

9、波動(dòng)，再進(jìn)行均值控制原則進(jìn)行處理。在問(wèn)題解決的過(guò)程中，建立在統(tǒng)計(jì)學(xué)理論基礎(chǔ)上科學(xué)的數(shù)據(jù)分析方法與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工藝知識(shí) 經(jīng)驗(yàn)兩者缺一不可。重要的是應(yīng)以2mm工程指標(biāo)作為衡量，遵循質(zhì)量為本、持續(xù)改進(jìn)的思想。在具體的運(yùn)用中可以首先將6 b值較高的測(cè)點(diǎn)選出(通常是處于最高5%之內(nèi)的測(cè)點(diǎn)).觀察這些不同區(qū)域的測(cè)點(diǎn)波動(dòng)之間是否存在一定的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性，相關(guān)性強(qiáng)的測(cè)點(diǎn)的波動(dòng)往往是由同一個(gè)原因引起的。 對(duì)于問(wèn)題的解決可采用建立一個(gè)個(gè)案例的形式進(jìn)行分析研究。工藝知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)可以幫助解釋數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，并采取有效的措施改進(jìn)工藝穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品質(zhì)量。案例分析以一個(gè)對(duì)車(chē)頂尺寸質(zhì)量不斷改進(jìn)為例。圖5為小車(chē) Wagon車(chē)型車(chē)頂上

10、定位點(diǎn)及進(jìn)出測(cè)點(diǎn)的示意圖。在計(jì)算 CII指數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)這些測(cè)點(diǎn)的波動(dòng)很大，其6 b經(jīng)常處于最高的5%之內(nèi)。這種波動(dòng)對(duì)后舉門(mén)的配合尺寸的穩(wěn)定造成了相當(dāng)大的影響。直接影響后舉門(mén)與白車(chē)身相關(guān)部位C2LC2 艮的匹配，引起總裝客戶(hù)的抱怨。C2Y6定位夾頭 #1宀#3檢測(cè)點(diǎn)P3L、P3R走位孔首先對(duì)車(chē)頂后部的定位孔的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析。計(jì)算測(cè)點(diǎn)各方向之間的相關(guān)系數(shù)如表通過(guò)綜合分析發(fā)現(xiàn)了車(chē)頂原有的定位方式存在著以下兩個(gè)主要問(wèn)題:車(chē)頂后部定位銷(xiāo) P3L、P3R為圓形定位銷(xiāo)，而車(chē)頂上的定位孔為方形，兩者接觸面積太小， 定位銷(xiāo)不能對(duì)車(chē)頂起到預(yù)期的定位作用，而是經(jīng)常將定位孔的邊緣損壞；車(chē)頂定位夾頭的壓緊及定位動(dòng)作順序不當(dāng)。主要是用于定位車(chē)頂左右方向的夾頭C3、C4、C5不能先于定位前后、高低的夾頭C2，C6起作用而是與前后定位的 C2、C6同時(shí)作用，造成車(chē)頂左右方向的定位不穩(wěn)定。針對(duì)上述兩個(gè)工裝定位問(wèn)題，首先將車(chē)頂尾部定位銷(xiāo)由圓形改為方形，利用改善定位銷(xiāo)接觸面的方法增強(qiáng)定位的穩(wěn)定性，同時(shí)通過(guò)更改控制程序改變了定位夾頭的加緊順序。數(shù)據(jù)分析顯示改進(jìn)工作取得了明顯的效果，見(jiàn)表2。叢2車(chē)頂定位改進(jìn)前融點(diǎn)的6 a值6ctLH#1LH#3RH#1RH#2RH#3觀前2.4782.4684 16275963.3124.625I 8582.0031.4523.0fi62.438在