车身制造中尺寸改进及问题解决方法

1车身制造中尺寸改进及问题解决方法上海汽车集团股份有限公司乘用车分公司杨再龙摘要：本文介绍了在制造过程中，利用质量工具提高车身合格率和稳定性的一些方法；另外，介绍了解决整车安装和匹配问题的一些思路。关键词：合格率稳定性车身制造是汽车生产制造中非常重要的一环。车身的好坏，直接关系到整车的质量，比如舒适性、安全性等。其中车身尺寸质量又是车身制造中的重点，因此，车身制造中的尺寸工程显得尤为重要，首先，车身白身是由上百个零部件焊接而成，要将这上百个零件按照设计要求定位匹配，制造出符合质量要求的白车身，这也是车身尺寸工程的一项重要内容。其次，整车所有的零部件都是安装在车身上，比如内外饰、底盘、发动机等，它们的最终的安装质量都是由车身的尺寸来决定。白车身的尺寸质量我们一般从两个方面来控制，一是关注合格率和稳定性；二是满足现场安装匹配要求。一、合格率与稳定性的提高（一）评价合格率白车身尺寸检验手段主要是三坐标测量，通过比较白车身各个关键点的设计坐标值与实际坐标值的偏差来判断其尺寸的好坏。合格率是一个对单台白车身的质量进行评价的指标。计算方法是以各点测量偏差数据与公差带进行比较，如果测量偏差值落在公差范围内，则该测点合格，否则为不合格。一台白车身上所有测点中合格点数与测点总数的比值即为通过率。由于导致通过率变化的原因很多，如均值漂移和波动过大等，因此合格率是一个总体的评价，可以作为质量的一个即时监控。一台白车身需要测量评价的测点数量较大，达一千个左右，合格率公式为：合格率=控制范围内的测点数/总测点数x100%我们通过计算出一辆车合格率的大小，来总体评估该车辆的尺寸状态。（二）评价稳定性车身尺寸的稳定性又是我们需要评价的一个指标。车身的稳定性不仅影响我们对车身尺寸的优化，也会影响整车地许多后续工艺过程。单点稳定性我们通过计算一定时间段内某一点波动值6σ的大小，来评价该点这段时间内的稳定性，6σ越小，则该点这一时间段稳定性越好。整车稳定性1.将所有测点的波动值6σ由小到大排序，如图1。2图2图12.以全部测点的第95%个点的波动值6σ为标准画出一条分界线，取第该波动值作为车身某段时间内的的CII（不断改进）值来评价其稳定性，CII值越小，则整车稳定性越好。因此，我们要提高白车身的尺寸质量，首先就要从合格率与稳定性来着手，不断提高车身合格率和稳定性，是尺寸工作的一大重点。要从这两方面改进尺寸质量，它的基础在于测量数据的收集和统计分析。（三）利用质量工具分析测量数据，提高合格率与稳定性利用各种质量工具，分析测量数据是提高尺寸质量的第一步。在日常的工作中，统计分析测量数据用得最多的质量工具有趋势图、直方图、控制图、相关性分析等。趋势图：要监控某一点的尺寸状态，我们不能仅仅查看某一天的测量数据，只有将一点时间内的数据进行比较，监控其变化趋势，才能对该点尺寸有整体把握，并且，根据变化趋势，我们可以预测以后的状态。如图2，从趋势图上就能看出其一段时间内的变化趋势，我们根据它的变化趋势，去寻找原因，比如，从图上可以看出该点数据已经有两次整体的偏移，最新一个点又有新的偏移趋势。可以追溯回去，查看第一次整体偏移的原因，分析零件工装、零件等的最新状态与上次偏移是的异同，这样就能有针对性地消除引起尺寸偏差突变的原因。3图3图4直方图：直方图又称质量分布图，柱状图，它是表示资料变化情况的一种主要工具。用直方图可以的资料，解析出规则性，比较直观地看出产品质量特性的分布状态，对於资分布状况一目了然，便於判断其总体质量分布情况。它是一种几何形图表，它是根据从生产过程中收集来的质量数据分布情况，画成以组距为底边、以频数为高度的一系列连接起来的直方型矩形图。如图3，在直方图中，我们可以非常直观地查看测量数据在每个区域的分布状况，根据其分布状况，来制定尺寸优化调试计划。控制图：控制图是质量管理方面一个不可或缺的管理工具。它是一种有控制界限的图，用来区分引起质量波动的原因是偶然的还是系统的，可以提供系统原因存在的信息，从而判断生产过程是否处于受控状态。控制图用途可分为两类，一是分析生产过程中有关质量特性值的变化情况，看工序是否处于稳定受控状；另一用途是用于发现生产过程是否出现了异常情况，以预防产生不合格品。控制图起着报警铃的作用，控制图点子出界就好比报警铃响，告诉现在是应该进行查找原因、采取措施、防止再犯的时刻了。我们根据控制图的预警，对特定数据进行监测，发现异常点，进而采取措施。如图4。因为白车身或各分总成测量基本是一天测量一次，测量频次不高，且测量的车辆不方便按照时间等其它相似因素分组，因此我们收集数据时不能按照子组取样，控制限也不适合采用需要分组计算的方式计算，因而我们采用单值和移动级差图来建立控制图表。因此，可以绘制两张控制图，4图5X控制图和级差控制图。在X控制图中，我们可以看到单点的受控状态；在级差控制图中，也可以监控到相邻相个数之间的变化。如出现超出控制线等异常情况，必须立即分析原因，采取控制措施。如图所示，最新一个数据在X控制图上和级差控制图上都已超出控制线，我们必须要对该点展开调查，找出造成该情况的原因。相关性分析：相关性分析是找出两个乃至多个测量数据之间的相关关系，找出相关关系后，确定自变量和因变量，找出引起其他区域尺寸变化的点，通过优化自变量点，从而达到优化目标点的目的。如图5，图中所示，点RAA332AH-X的尺寸与RAD338AH-X相关系数是0.677，根据回归分析的理论，它们具有较强的相关性。我们分析两点各自的特性，通过优化点RAD338AH-X的尺寸，就能达到优化点RAA332AH-X的目的。我们通过一系列质量工具手段，找出测量数据的规律，分析各个点趋势特性，结合白车身在各个工装上的定位方式，从人、机、料、法等方面进行分析，逐步提高白车身尺寸的合格率和稳定性。二、解决现场匹配问题由于整车所有内外饰和其他功能模块都是以车身为基础进行安装，因此许多现场的匹配安装问题都需要从车身尺寸着手解决。如果现场出现匹配问题，我们一般由以下几个方面来分析解决：分析尺寸链：安装匹配问题的原因都是由各个零件尺寸超差引起，对于某些方便测量的零件，我们可以直接查看测量数据，找出偏差原因。比如前大灯与发动机盖配合间隙不符合DTS规定，我们首先要分别查看前大灯与发动机盖的测量尺寸，主要是看他们配合区域和安装点的相对功能尺寸，若是测量尺寸有偏差，则从改善两零件本身尺寸方面来消除5该问题；若是查看尺寸后，分析该匹配问题不是由零件尺寸引起，我们必须要分析两零件的安装方式，检查它们各自安装点的相对功能尺寸。有些零件安装涉及的相关零件比较多，在解决他们的一些匹配安装问题时，需要对所有相关零件的尺寸进行分析，从而找出造成问题的根本原因。标准车身上试装：有些零件不能进行三坐标测量，要测量它们的尺寸必须要在特殊检具上才能完成。对于这类零件，若是出现匹配安装的问题，我们可以将该零件在标准车身上试装，标准车身也称为主模型，是一个模块化框架结构，在框架上安装了按车身CAD数据铣削出的高精度的铝合金模块和模块接头，通过模块接头可以更换零件，不仅能测量和评价单个零件与相邻零件的匹配情况，比如缝隙、平整性等，还可以测量和评价单个零件与周围理论值的平整性和缝隙，同时还可以评价车身外观的视觉效果。我们将匹配零件安装在主模型上后，该零件与主模型的配合状态一目了然，有面差和间隙问题都能很直观地表现出来，我们再根据表现出来的匹配状态采取改进措施。零件作互换试验：在实际工作中会出现偶尔有几台车某一区域匹配不合标准，但是其他车辆状态良好。出现这种情况我们为了快速找出原因，可以采取零件互换的方式，将状态良好和有缺陷的车辆上该零件作互换安装，这样可以快速找出造成匹配问题的原因：匹配问题跟着哪个零件走，则可能是哪个零件尺寸有偏差，消除问题应该从该零件上着手。综上所述，在车身制造过程中，我们提高车身尺寸水平，首先要保证车身与设计数模的符合性，即是从提高车身的合格率和改进尺寸的稳定性来满足这一要求。其次，整车的安装匹配直接影响到车辆报交下线和客户的满意度，因此，解决好这一方面的问题也是尺寸工作的另一重点。