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长城汽车2mm工程交流金隼教授/博导上海交通大学机械与动力工程学院院长助理2014-11-07河北保定团队介绍应用案例经验回顾提纲-2-2mm工程–上海交通大学–金隼上海交大车身所团队介绍1996年由林忠钦院士创建，原名“汽车车身制造技术中心”；2004年获批上海市重点实验室，2012年更名为“上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室”；现有教师25人(正高8人、副高12人)、研究生100余人。林忠钦中国工程院院士上海交大常务副校长2mm工程–上海交通大学–金隼团队发展历程2000年1996年上海大众2mm工程上海通用2mm工程通用汽车R&D车身制造技术宝钢汽车板进口替代2mm获国家科技二等奖精益成形获国家科技二等奖奇瑞汽车轻量化技术上汽通用五菱车身制造技术长安汽车尺寸工程技术上海大众尺寸工程实验室建设通过验收唐车高速列车车体精度控制商飞飞机机身尺寸工程2012年薄板偏差上海市发明一等奖机械科学技术一等奖(专著)挑战杯特等奖2004年2006年2008年2010年2002年实验室评估获得优秀微车质量控制教育部一等奖数字化工艺设计获国家科技二等奖AutoBodyManufacturingTechnologyCenter-4-上海通用/泛亚尺寸工程（金桥/沈阳/烟台）1998年发动机两微米工程2mm工程–上海交通大学–金隼主要研究方向1.成形模拟及精益成形2.先进连接工艺与技术3.装配及制造质量控制4.车身结构设计与轻量化5.复杂装备数字化设计“复杂薄板产品成形与制造质量控制”-5-2mm工程–上海交通大学–金隼主要科研项目承担国家、地方和企业大量科研课题，形成汽车板精益成形、车身2mm、数字化封样等一批核心技术，广泛应用于汽车、飞机、高铁、火箭、军工等国家基础制造业。国家973计划项目（含子课题）：6项国家自然科学基金创新群体：1项（滚动）国家自然科学基金杰青、面上、青年项目：32项国家科技支撑计划（含子课题）：6项国家863计划：10项国际科研合作课题：16项企业横向科研课题：略-6-2mm工程–上海交通大学–金隼产学研合作基地1.上海交大&宝钢车用板技术联合实验室(2000)——领域合作级战略伙伴，连续两个国际科技进步奖2.上海交大&美国通用汽车工程联合研究院(CRL)(2001)——GM全球第十四个合作实验室，中国唯一一个3.上海交大PACE中心(2002)——EDS/SUN/GM共建，全球第十七个，中国第一个4.上海市数字化汽车车身工程重点实验室(2003)——上海市科委、上汽集团共建5.上汽通用五菱汽车技术联合工程中心（2006）6.长安汽车联合工程中心（2007）……7.中国商飞中国民机先进制造工艺技术中心（2008）8.唐车高速列车车体先进制造技术联合实验室（2009）2mm工程–上海交通大学–金隼主要科研成就发表学术论文1000余篇，获得国内外发明专利和软件著作权50余项，获得国家级成果奖励4项、省部级成果9项。复杂薄板产品装配的数字化工艺设计与装备技术国家科技进步二等奖2011年《汽车板精益成形技术》中国机械工业科学技术奖一等奖2010年低成本制造模式下微车车身装配质量控制技术教育部高等学校科技进步一等奖2010年复杂薄板产品设计过程偏差控制的新技术与新方法上海市技术发明奖一等奖2008年轿车覆盖件精益成形技术国家科技进步二等奖2005年宝钢高等级汽车板品种、生产及使用技术的研究国家科技进步一等奖2005年国际化创新人才培养国家教学成果二等奖2005年车身功能尺寸互动优化设计系统及在桑塔纳轿车的应用上海市科技进步二等奖2002年轿车车身制造质量控制技术及应用国家科技进步二等奖2002年基于数值模拟的轿车冲压件成形质量控制上海市科技进步一等奖2001年轿车车身制造质量控制技术及应用中国汽车工业科技进步二等奖1999年-8-2mm工程–上海交通大学–金隼人才培养居小凡率队获2008年SAE国际学生方程式赛车比赛“昀佳新秀”邓宇君和邱殿凯获2011年全国“挑战杯”特等奖在读研究生100余人；15年来共培养人才380余名（博士后16名、博士88名、硕士211名、工程硕士68名），大量毕业生已经成为工业和学术界拔尖人才；在尺寸工程领域为上海通用、大众、上汽汽车、上汽通用五菱、重庆长安、中国商飞等培养了一批技术骨干。-9-上海通用尺寸工程合作团队上汽通用五菱尺寸工程合作团队2mm工程–上海交通大学–金隼重点研究：车身2mm工程5.722.682.742.552.903.052.653.002.743.523.593.553.605.365.433.982.003.004.005.006.0099.1100.135791101.135MonthCII(mm)基于数据驱动（data-driven)构建适合中国企业特点车身制造质量控制体系，通过应用显著提升车身制造精度。2002年“轿车车身制造质量控制技术及应用”获国家科技进步二等奖。-10-客观评价快速诊断偏差控制质量持续改进夹具状态故障诊断装配工艺知识库零件质量诊断分析质量诊断案例库质量评价与诊断报告功能尺寸系统分析CII和合格率评价相关分析与模式匹配质量信息数据分析系统（MDIA）著作权:200115924,2008SR239082mm工程–上海交通大学–金隼重点研究：数字化封样用数字化技术模拟薄板定位、装夹、连接等复杂工艺过程，实现柔性薄板装配三维偏差的定量分析，用数字样车逐步替代实物样车，提高设计质量、缩短开发周期，2011年“复杂薄板产品装配的数字化工艺设计与装备技术”获国家科技进步二等奖。产品设计工艺设计试制认证批量生产20～30套总成检具80～120套焊装夹具300～500套冲压件模具60～80台实物样车试拼3~5轮试制与工艺改进，试制周期长达12~18个月实物样车数字样车核心发明专利:白车身数字化封样方法(ZL02111461.7)自主软件著作权：装配偏差三维分析系统（AVA1.0，2.0）2mm工程–上海交通大学–金隼重点研究：发动机两微米工程+汽车车身研究所汽车发动机研究所计算机集成制造研究所工业工程研究所制造技术与装备研究所机械系统与振动国家重点实验室10位固定成员“千人计划”专家密西根大学教授+1.高清晰测量(HDM)1.Highdefinitionmetrology5.过程质量控制5.Variationpropagationcontrol4.公差优化设计4.Designoptimization3.发动机性能预测3.Performanceprediction2.高精密制造(HPM)2.Highprecisionmanufacturingstage1StagekStageN……微米级尺度下准确描述加工尺寸偏差－产品性能波动的映射规律，为发动机精度/成本控制和自主开发奠定基础。2mm工程–上海交通大学–金隼团队介绍应用案例经验回顾提纲-13-2mm工程–上海交通大学–金隼主要工程应用领域产品精度是关系设计与制造的系统工程，涉及质量与成本的综合，是我国制造强国、自主开发瓶颈问题之一。-14-2mm工程–上海交通大学–金隼车身制造精度的重要地位车身是整车产品集成基础，制造精度对于产品大批量制造性能有重要影响，质量与成本制约着市场竞争力。薄板件柔性变形大(±0.5~2mm)零件材料种类和数量多复杂曲面控制特征多多工位制造装配流程长特征定义外观感知：间隙、平整等可靠性：匹配、运动协调安全性：残余应力、疲劳舒适性：密封、噪音等经济性：机械能耗、返修率性能影响-15-2mm工程–上海交通大学–金隼2mm工程的提出-16-BIWMeas.Points6(mm)100095%504ContinuousImprovementIndexCII=4mm2003.1.1~1.31衡量白车身制造尺寸稳定性水平问题的反映吴贤铭(S.M.Wu)1923~1992•交通大学管理学本科-1945•宾州大学管理学硕士-1956•威斯康辛大学机械博士-1962美国2mm工程倡导者，工程统计学奠基人（基于大量在线检测数据）Qualityimprovementisthereductionofvariabilityinprocessesandproducts.（质量改进即工艺和成品波动的下降）22mm工程–上海交通大学–金隼2mm工程在中国国外采用光学在线检测我国普遍采用离线检测90年代我国派出大量人员学习2mm、但收效不大，主要原因在于我国汽车企业普遍采用离线抽检，企业设计制造模式与国外差异巨大，必须结合中国实际走技术创新之路。2mm工程–上海交通大学–金隼中国2mm工程的创新检测评价诊断控制测点－功能尺寸的多属性有向图表征车身→总成→分总成→零件的故障溯源测点－功能关联的功能尺寸系统-18-2mm工程–上海交通大学–金隼检测评价诊断控制中国2mm工程的创新基于贝叶斯的车身质量动态评价方法-1013.243.253.263.273.283.29测量值(mm)日期先验信息与样本信息融合M+M020406080-3-2-101230102030405060708090-3-2-101230102030405060708090-3-2-10123趋势项与随机波动项分离典型数据形态制订离线检测数据评价规范0.400.500.600.700.800.901.001234567精度天数动态评估方法传统统计方法CII（波动）评价0.700.750.800.850.900.951.001234567精度天数动态评估方法传统统计方法合格率（均值）评价-19-2mm工程–上海交通大学–金隼故障源:零件偏差夹具故障焊接故障工序故障开口结构封闭结构梁类结构板类结构匹配结构前风窗开口后风窗开口前舱合拼框后围合拼框散热器框架前后门总成前后盖总成侧围总成轮罩总成保险杠总成前纵梁总成后纵梁总成车顶横梁总成座椅横梁总成前舱隔板总成翼子板总成后围板总成前后地板总成车顶总成前后灯匹配前后门匹配前后盖匹配前后风窗匹配滑移门匹配仪表板总成模式匹配故障模式库：5大类结构、25种典型问题、116个故障模式车身制造质量评价检测评价诊断控制中国2mm工程的创新基于装配偏差模式匹配的故障诊断-20-2mm工程–上海交通大学–金隼夹具状态故障诊断装配工艺知识库零件质量诊断分析质量诊断案例库质量评价与诊断报告功能尺寸系统分析CII和合格率评价相关分析与模式匹配质量信息数据分析系统（MDIA）著作权:200115924,2008SR23908检测评价诊断控制中国2mm工程的创新检测信息多源融合与质量控制系统-21-2mm工程–上海交通大学–金隼我们的工作通过产学研合作与创新，1998以来在国内汽车企业广泛应用，从制造上溯设计、从合资推广到自主品牌，为提高产品质量、降低制造成本、提升自主能力做出重要贡献。企业引进车型1998～上海大众上海通用金杯通用自主品牌2003～上汽五菱上汽汽车重庆长安奇瑞汽车一汽轿车海马汽车吉利汽车-22-2mm工程–上海交通大学–金隼1.上海通用汽车尺寸工程-23-1999年开展别克轿车2mm工程以来，经历上海金桥北厂、南厂、沈阳金杯通用、烟台东岳、沈阳北盛各个基地，先后获得两个国家级科技奖励，为上海通用ME/泛亚DE培养了大批人才。凯越三厢凯越HRV陆尊君越君威新凯越新君越新君威科鲁兹新赛欧SRV新赛欧Sedan开拓者SUV开拓者皮卡20062010201420021999200420082012赛欧别克系列雪佛兰系列2mm工程–上海交通大学–金隼2.上汽荣威╳╳车型质量控制-24-完善自主的车身质量控制技术体系、流程和工具，车身CII达到同类产品合资品牌水平。将问题拉动的事后控制变为数据驱动的过程控制。CII567891011122009.12342008.4检测评价诊断改进稳定控制体系固化检测评价诊断改进稳定控制体系固化体系固化夹具调整及改进；工艺调整(SOS/JIS)设备保养和维护(TPM)；夹具调整记录工艺调整记录；设备保养和维护记录CMM特殊测量案例分析稳定性(CII，