車身制造過程質(zhì)量控制

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1、車身制造過程控制方法車身是汽車的主要部分，其質(zhì)量對(duì)汽車整體功能有很大的影響。本文介紹控制白車身制造質(zhì)量的一些方法，并期望透過與其它汽車制造商分享經(jīng)驗(yàn)，能夠提高中國車身制造的水平。車身制造偏差的來源汽車車身的制造工藝是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，通常由300~500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(

2、如圖1)：零件本身的偏差、工夾具定位的不穩(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，車身的制造過程又可分為試生產(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。車身制造過程控制方法由上述分析可知車身制造過程的尺寸偏差是不可避免的，但是如果采用科學(xué)的檢測(cè)及分析方法，尺寸的偏差可以得到有效控制，并且不斷減少。典型的過程控制方法對(duì)于任何一個(gè)工藝過程（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)過程進(jìn)行有效的監(jiān)

3、控，即工程過程控制（EngineeringProcessControl）和統(tǒng)計(jì)過程控制（StatisticalProcessControl）。所謂工程過程控制(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)過程控制(SPC)是指系統(tǒng)檢測(cè)量沒有恒定的控制界限，需要從檢測(cè)量的歷史測(cè)量數(shù)據(jù)中計(jì)算出當(dāng)前的控制界限來判斷系統(tǒng)是否失控。例如，對(duì)于車身上的每個(gè)測(cè)點(diǎn)都可

4、以根據(jù)歷史測(cè)量數(shù)據(jù)繪制控制圖來產(chǎn)生報(bào)警。這兩種典型的過程控制方法雖然都很有效，但是由于車身制造工藝的復(fù)雜性使得車身上的產(chǎn)品過程監(jiān)控測(cè)點(diǎn)數(shù)多達(dá)幾百個(gè)，這就給判斷制造過程的穩(wěn)定性帶來了一定難度。通過與上海交通大學(xué)車身制造技術(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)合車身制造的特點(diǎn)，建立了適用于車身的尺寸過程控制方法，即2mm工程，經(jīng)過實(shí)踐取得了顯著效果。車身尺寸質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)2mm工程所謂的“2mm”指的是所有白車身的關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)的波動(dòng)(6σ)值小于2mm。該技術(shù)對(duì)白車身尺寸質(zhì)量的評(píng)定是

5、以關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)的6σ表示，包括單個(gè)測(cè)點(diǎn)的6σ以及整車的6σ，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)。由于車身的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)主要是由三坐標(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。目前車身車間采用“2mm工程”作為車身尺寸質(zhì)量評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)。6σ，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20～30臺(tái)。對(duì)于小樣本離線檢測(cè)，通常要求通過數(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6σ的計(jì)算。單

6、點(diǎn)6σ計(jì)算每個(gè)點(diǎn)波動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)差σ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±3σ以內(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6σ將全部測(cè)點(diǎn)的6σ從大到小進(jìn)行排序，取95百分位的點(diǎn)的6σ值作為該白車身的6σ值(如圖2)。CII曲線(如圖3），一般是按一定的時(shí)間間隔計(jì)算6σ值，然后以時(shí)間為橫坐標(biāo)繪出的曲線。用來直觀顯示白車身尺寸質(zhì)量的變化狀況。整車6σ給出了一定時(shí)間內(nèi)白車身尺寸波動(dòng)水平的度量，并明確了尺寸波動(dòng)控制的對(duì)象，經(jīng)過一輪改進(jìn)后，會(huì)得到較低的6σ；然后確定出新的波動(dòng)控制點(diǎn)，

7、再進(jìn)行控制，如此不斷改進(jìn)，車身的整體尺寸質(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。尺寸通過率是指在EPC的指導(dǎo)下對(duì)單臺(tái)白車身的質(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)的比值即為通過率。通過率也是一個(gè)直接利用原始測(cè)量值進(jìn)行評(píng)定的方法。由于導(dǎo)致通過率變化的原因很多，如均值漂移和波動(dòng)過大等，因此通過率是一個(gè)總體的評(píng)價(jià)，可以作為

8、質(zhì)量的一個(gè)即時(shí)監(jiān)控，即時(shí)報(bào)警。車間尺寸質(zhì)量問題解決流程車身車間在以先進(jìn)的2mm工程所提出的6σ和CII指數(shù)作為主要指標(biāo)的同時(shí)，結(jié)合尺寸通過率對(duì)白車身尺寸整體水平進(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。當(dāng)通過上述兩種質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)(尺寸通過率與2mm工程)發(fā)現(xiàn)尺寸質(zhì)量問題后，應(yīng)根據(jù)車間尺寸控制流程(圖4)開展工作。通常由車間的尺寸控制工程師為主實(shí)施白車身尺寸質(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)