论文部分内容阅读
（上汽通用五菱汽车股份有限公司 青岛分公司，山东 青岛 266555）
【摘 要】随着汽车工业的飞速发展，国内消费者的购买力日益增强，对汽车的要求日趋提高。就一台整车而言，提高车身质量相当于间接提升了整车质量。为了提高和控制车身尺寸合格率，通过人员操作变量、设备的稳定性、零件質量的一致性、工艺过程的一致性、三坐标测点设计的合理性、测量过程的稳定性等方面对白车身尺寸加以研究和分析，面向最终用户的需求，提高车身尺寸合格率及稳定性，提升客户满意度。
【关键词】车身尺寸；合格率；三坐标；方法
【中图分类号】U463.82 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2016）07-0102-04
0 引言
1978年，我国汽车产量不足15万辆；2009年，在国际金融危机冲击、全球汽车市场萧条的形势下，我国汽车产销突破千万辆大关，跃居世界第一；2015年全年中国汽车销量为2 459.8万辆。自2013年以来，连续3年超过2 000万辆。根据中国汽车协会的预测，2016年中国汽车全年销量为2 604万辆。连续的快速增长，意味着中国消费者的日益庞大，但同时对品质的要求越来越高。对于汽车制造企业而言，客户满意度则成为衡量其品牌价值的重要指标。承担了众多电气化设备上层建筑的车身生产制造，作为汽车制造的前端，则显得尤为重要。车身质量决定着汽车行驶性、舒适性，而车身的尺寸控制又是建造“金字塔”的基石。本文结合上汽通用五菱股份有限公司（简称通用汽车）的生产实际，以及通用汽车先进的生产管理经验，对车身尺寸的控制（如人员操作变量、设备的稳定性、零件质量的一致性、工艺过程的一致性、三坐标测点设计的合理性、测量过程的稳定性等）进行说明。
下面以解决某车型车身尺寸合格率不达标为例，阐述尺寸合格率控制的方法和过程。
1 某P车型车身合格率连续不达标
2016年1月份出现某P车型车身合格率不达标，且合格率有持续下滑趋势，具体表现如图1所示。
因该车型产量高，市场保有量大，影响范围广，因此公司在第一时间展开分析和调查工作。
2 合格率不达标原因分析及调查
本文着重针对某P车型合格率不达标问题进行分析，从“人、机、料、法、环”5个方面，利用鱼骨图展开分析，希望能够从中寻找到导致该问题的主要原因（如图2所示）。
2.1 人员操作变量
在整个车身制造过程中，要求稳定车身尺寸和提高车身尺寸精度，而人员的因素在其中非常重要。在生产过程中，正确的过程、正确的工具、正确的零件都与人员的职业素养密不可分，人员的操作直接影响到结果，从生产线第一现场的操作人员到掌握工艺信息的工程师等，涉及的每个环节和个人，都非常重要。人人都将车身制造制造质量为核心，以客户的需求为第一要务，都愿意为提高制造质量和车身尺寸稳定性出力。
作为第一现场的操作人员，对制造的产品质量负有直接的责任。在生产过程中，要求员工执行“三不原则”（不接受缺陷，不制造缺陷，不传递缺陷），严格按照作业指导书进行操作，发现有任何缺陷及变异点，需立刻通知相关人员，并及时进行排查，制定措施解决问题。而作为工程师，更应深入现场了解情况，对制造流程及环节做到一清二楚，在员工需要获得现场指导时给出合理的意见和建议；掌握在线测量和离线测量数据，对数据进行分析，将潜在的变异趋势扼杀在摇篮里。对于设备维修人员，需要确保设备正常和稳定运行。测量工程师要根据质量控制计划安排各车型的测量计划，按时、定量地完成各种车型的测量任务，提供可靠的测量数据和分析建议等。
结合本案例所涉及的某P车型合格率下降问题，通过现场制造确认和了解相关操作和质量记录后发现，各级人员在本次生产制造环节中各司其职，未发现明显影响车身合格率的因素。
2.2 设备的稳定性
就目前汽车工业而言，车身的尺寸及质量稳定性主要依赖于良好的设备。而涉及的设备，如输送装置、焊接装置等是辅助性设备，对产品质量并不产生直接影响；然而，工装作为零件的直接接触定位，成为最终输出结果的重中之重，工装的运行状态直接影响整个车身质量。
本案例所涉及的某P车型为半自动生产线P线，P线总计13个工装。由于保证工装的精度是首要任务，因此需要定期组织工艺工程师、CIP及测量人员对工装进行校准，主要的定位销按照±0.15 mm、定位面按照±0.2 mm进行校准，通过分析测量数据，判断哪些工装的稳定性不足，哪些工装需要更换，哪些工装需要增加校准频次。技术部门还要进行工艺纪律检查等；除了全面校准测量外，还可以采用一些快速检查方法，如简易工装标定法、划线法、激光定位等。
除此以外，生产工段还应该对所辖工装进行周期性TPM（全员生产性维护），对工装的定位面及销子进行清理清洁，保证工作平台井然有序；对发现的工装松旷磨损要及时报修及更换。
就本次某P车型车身尺寸合格率下降问题，主要抽查近期刚刚校准完成关键工装总拼4#校准记录（如图3所示）。临时安排三坐标及车身工艺相关人员对总拼6#进行校准确认，并未发现影响车身合格率的问题点。
2.3 零件质量的一致性
伴随用户需求的提高，无论是对整车工厂，还是对于汽车零部件供应商，都面临同样的问题，做到最佳的成本，引进先进的管理经验，精益化生产，减少浪费，缩短生产周期等，提高产品质量的一致性，获得用户认可。
对于整车工厂而言，拼装焊接的各个零部件的质量决定了最后车身的质量，零件基础决定车身状态。如果有零件总成没有达到标准而被大量地使用到车身焊接过程中，其最终输出的质量则无法保证。不但有可能影响生产的正常运行，还有可能影响下工序的总装零件装配，导致较大的质量事故，由此造成返修、等待等不必要的浪费。因此，零件质量的一致性控制尤为重要。 为了提高供应商零件制造能力，应该让其从项目阶段初期就参与其中，并着手培养它们的技术人员，使供应商有足够的研发能力，从而不断提高自身的品质控制能力。整车工厂帮助供应商获得良好的生产能力和技术能力，也是在帮助自己顺利地完成生产任务。整车工厂在供应商有足够的自控能力的同時，还应进行相应的零部件抽检、供应商零件审核等工作，如车身车间或质量部定期对供应商生产的关键零件进行抽检，从整车工厂的角度进行检查，促使供应商经常自检、自查、自纠。对于有问题的零件及时反馈、停用及纠正。建立起供应商零件数据库，将供应商的关键零件按照特定的频次进行全尺寸测量并将数据上传，由工程师进行分析评估。组织供应商审核，由主机厂中有经验的尺寸工程师组成审核小组对关键零部件及生产程序进行审核。
就本次所开展的某P车合格率下降原因分析，将重点调查对象锁定为某P车型前后车架，由整车工厂采用三坐标抽检该前后车架总成后发现，P车型后车架合格率低（如图4所示），且前车架总成前部出现纵梁翘曲，与支基面离空超过4.0 mm（如图5所示）。结合车身三坐标测量数据发现，前部整体偏高。该问题为本次合格率不达标之要因。
2.4 工艺过程的一致性
为了保证生产过程的一致性及最终车身尺寸的稳定性，这个生产过程需要有作业指导书、工艺指导书、检验标准及各种规程制度的指引，它们能够及时准确地反映出产品的工艺和质量要求，操作人员严格按照规程作业，是保证车身尺寸和质量的先决条件。
车身制造是一个庞大、系统的过程，车身有数百个冲压件，数个大总成，几十个不同工位按照一定的工艺集成在一起，其工艺过程复杂程度可想而知，因此单个环节出现偏差，是很难从最终结果中发现的，例如零件偏差、工装偏差、零件强度、焊接顺序等导致偏差累计等。
结合某P车型合格率下降的案例，共计抽查工艺文件等5份文件，并未发现与之不符的情况。
2.5 三坐标测点设计的合理性
在整车工厂车身生产过程中，三坐标测量的目的是确定过程控制和不断进行改进，面向的是下工序客户；而对于本工序则主要应用于车身工艺稳定性控制、装配功能控制及装配过程的分析，按照测点功能的不同，将车身三坐标的量点分为3类：关键功能基准检测点（Key Function Points）、关键产品特征检测点（Key Product Characteristic及安装匹配尺寸（Key Control Characteristic），而其中关键功能基准点又包括安装匹配点，车身定位点、底盘关键点3种。关键功能基准点能够反映出车身的定位状态及对下工序的装配影响，以及某些总装关注的关键性能指标点。
关键产品特征检测点能够反映车身零件、分总成、总成等关键特征的变化，此类点的变差将极大地影响产品的性能指标；关键控制特征检测点是关键产品特征点的必要保证，其作用是控制装配中工装夹具对车身装配尺寸的质量。
车身制造过程中存在各种偏差，如何控制这些偏差是提高车身尺寸及质量的关键，在涉及车身测点分布时要考虑这些因素，能够对制造过程给予合理的反应。测点的分布既不能过于稀疏，也不能过于密集，稀疏会使测点失去其监控意义，太密集又会导致资源浪费及车身尺寸数据敏感性变强。
结合某P车型车身尺寸合格率下降问题，通过检查故障区域测点分布，未发现不合理的因素。
2.6 测量过程的稳定性
车身尺寸合格率主要是三坐标测量结果输出，因此该测量过程的合理性也是影响结果的重要因素。测量工作开始前，应有测量员按照作业指导书对车身进行检查，只有满足测量要求时，才能进行测量工作。检查时，应确认该车身的生产班次、外观等信息，确保测量室内温湿度达标，一般要求室温为20 ℃，相对湿度为30%～80%（设备不同要求会有所不同）；测量设备应定期校准，有相应计量证书等。测量过程所使用的工具正确，如测量支架的状态良好等。
经过抽查温、湿度环境记录及设备校准记录发现，均符合要求。
3 结语
通过上述分析，结合某P车型车身尺寸合格率下降问题，经过确认某P车前车架翘曲及后车架合格率下降为影响车身合格率的主要原因。经采用本文阐述的方法后，某P车型车身合格率整体提升了约6个百分点（如图6所示）。因此，从员操作变量、设备的稳定性、零件质量的一致性、工艺过程的一致性、三坐标测点设计的合理性、测量过程的稳定性等方面进行车身尺寸合格率控制活动是行之有效的，可以解决车身尺寸质量问题，提高问题解决效率，为企业节约成本。
参 考 文 献
[1]唐远志，向雄方.汽车车身制造[M].北京：化学工业出版社，2009.
[2]曾昭华，傅祥志.优化设计[M].北京：机械工业出版社，1992.
[3]关文达，吴明，张凯良.汽车构造[M].第2版.北京：清华大学出版社，2009.
[责任编辑：陈泽琦]
【作者简介】许永辉，男，河南濮阳人，本科，上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司助理工程师，从事车身尺寸控制工作；杨明星，男，山东青岛人，本科，上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司助理工程师，从事零部件监测工作；李振华，男，山东青岛人，本科，上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司工程师，从事车身焊接质量工作。
【摘 要】随着汽车工业的飞速发展，国内消费者的购买力日益增强，对汽车的要求日趋提高。就一台整车而言，提高车身质量相当于间接提升了整车质量。为了提高和控制车身尺寸合格率，通过人员操作变量、设备的稳定性、零件質量的一致性、工艺过程的一致性、三坐标测点设计的合理性、测量过程的稳定性等方面对白车身尺寸加以研究和分析，面向最终用户的需求，提高车身尺寸合格率及稳定性，提升客户满意度。
【关键词】车身尺寸；合格率；三坐标；方法
【中图分类号】U463.82 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2016）07-0102-04
0 引言
1978年，我国汽车产量不足15万辆；2009年，在国际金融危机冲击、全球汽车市场萧条的形势下，我国汽车产销突破千万辆大关，跃居世界第一；2015年全年中国汽车销量为2 459.8万辆。自2013年以来，连续3年超过2 000万辆。根据中国汽车协会的预测，2016年中国汽车全年销量为2 604万辆。连续的快速增长，意味着中国消费者的日益庞大，但同时对品质的要求越来越高。对于汽车制造企业而言，客户满意度则成为衡量其品牌价值的重要指标。承担了众多电气化设备上层建筑的车身生产制造，作为汽车制造的前端，则显得尤为重要。车身质量决定着汽车行驶性、舒适性，而车身的尺寸控制又是建造“金字塔”的基石。本文结合上汽通用五菱股份有限公司（简称通用汽车）的生产实际，以及通用汽车先进的生产管理经验，对车身尺寸的控制（如人员操作变量、设备的稳定性、零件质量的一致性、工艺过程的一致性、三坐标测点设计的合理性、测量过程的稳定性等）进行说明。
下面以解决某车型车身尺寸合格率不达标为例，阐述尺寸合格率控制的方法和过程。
1 某P车型车身合格率连续不达标
2016年1月份出现某P车型车身合格率不达标，且合格率有持续下滑趋势，具体表现如图1所示。
因该车型产量高，市场保有量大，影响范围广，因此公司在第一时间展开分析和调查工作。
2 合格率不达标原因分析及调查
本文着重针对某P车型合格率不达标问题进行分析，从“人、机、料、法、环”5个方面，利用鱼骨图展开分析，希望能够从中寻找到导致该问题的主要原因（如图2所示）。
2.1 人员操作变量
在整个车身制造过程中，要求稳定车身尺寸和提高车身尺寸精度，而人员的因素在其中非常重要。在生产过程中，正确的过程、正确的工具、正确的零件都与人员的职业素养密不可分，人员的操作直接影响到结果，从生产线第一现场的操作人员到掌握工艺信息的工程师等，涉及的每个环节和个人，都非常重要。人人都将车身制造制造质量为核心，以客户的需求为第一要务，都愿意为提高制造质量和车身尺寸稳定性出力。
作为第一现场的操作人员，对制造的产品质量负有直接的责任。在生产过程中，要求员工执行“三不原则”（不接受缺陷，不制造缺陷，不传递缺陷），严格按照作业指导书进行操作，发现有任何缺陷及变异点，需立刻通知相关人员，并及时进行排查，制定措施解决问题。而作为工程师，更应深入现场了解情况，对制造流程及环节做到一清二楚，在员工需要获得现场指导时给出合理的意见和建议；掌握在线测量和离线测量数据，对数据进行分析，将潜在的变异趋势扼杀在摇篮里。对于设备维修人员，需要确保设备正常和稳定运行。测量工程师要根据质量控制计划安排各车型的测量计划，按时、定量地完成各种车型的测量任务，提供可靠的测量数据和分析建议等。
结合本案例所涉及的某P车型合格率下降问题，通过现场制造确认和了解相关操作和质量记录后发现，各级人员在本次生产制造环节中各司其职，未发现明显影响车身合格率的因素。
2.2 设备的稳定性
就目前汽车工业而言，车身的尺寸及质量稳定性主要依赖于良好的设备。而涉及的设备，如输送装置、焊接装置等是辅助性设备，对产品质量并不产生直接影响；然而，工装作为零件的直接接触定位，成为最终输出结果的重中之重，工装的运行状态直接影响整个车身质量。
本案例所涉及的某P车型为半自动生产线P线，P线总计13个工装。由于保证工装的精度是首要任务，因此需要定期组织工艺工程师、CIP及测量人员对工装进行校准，主要的定位销按照±0.15 mm、定位面按照±0.2 mm进行校准，通过分析测量数据，判断哪些工装的稳定性不足，哪些工装需要更换，哪些工装需要增加校准频次。技术部门还要进行工艺纪律检查等；除了全面校准测量外，还可以采用一些快速检查方法，如简易工装标定法、划线法、激光定位等。
除此以外，生产工段还应该对所辖工装进行周期性TPM（全员生产性维护），对工装的定位面及销子进行清理清洁，保证工作平台井然有序；对发现的工装松旷磨损要及时报修及更换。
就本次某P车型车身尺寸合格率下降问题，主要抽查近期刚刚校准完成关键工装总拼4#校准记录（如图3所示）。临时安排三坐标及车身工艺相关人员对总拼6#进行校准确认，并未发现影响车身合格率的问题点。
2.3 零件质量的一致性
伴随用户需求的提高，无论是对整车工厂，还是对于汽车零部件供应商，都面临同样的问题，做到最佳的成本，引进先进的管理经验，精益化生产，减少浪费，缩短生产周期等，提高产品质量的一致性，获得用户认可。
对于整车工厂而言，拼装焊接的各个零部件的质量决定了最后车身的质量，零件基础决定车身状态。如果有零件总成没有达到标准而被大量地使用到车身焊接过程中，其最终输出的质量则无法保证。不但有可能影响生产的正常运行，还有可能影响下工序的总装零件装配，导致较大的质量事故，由此造成返修、等待等不必要的浪费。因此，零件质量的一致性控制尤为重要。 为了提高供应商零件制造能力，应该让其从项目阶段初期就参与其中，并着手培养它们的技术人员，使供应商有足够的研发能力，从而不断提高自身的品质控制能力。整车工厂帮助供应商获得良好的生产能力和技术能力，也是在帮助自己顺利地完成生产任务。整车工厂在供应商有足够的自控能力的同時，还应进行相应的零部件抽检、供应商零件审核等工作，如车身车间或质量部定期对供应商生产的关键零件进行抽检，从整车工厂的角度进行检查，促使供应商经常自检、自查、自纠。对于有问题的零件及时反馈、停用及纠正。建立起供应商零件数据库，将供应商的关键零件按照特定的频次进行全尺寸测量并将数据上传，由工程师进行分析评估。组织供应商审核，由主机厂中有经验的尺寸工程师组成审核小组对关键零部件及生产程序进行审核。
就本次所开展的某P车合格率下降原因分析，将重点调查对象锁定为某P车型前后车架，由整车工厂采用三坐标抽检该前后车架总成后发现，P车型后车架合格率低（如图4所示），且前车架总成前部出现纵梁翘曲，与支基面离空超过4.0 mm（如图5所示）。结合车身三坐标测量数据发现，前部整体偏高。该问题为本次合格率不达标之要因。
2.4 工艺过程的一致性
为了保证生产过程的一致性及最终车身尺寸的稳定性，这个生产过程需要有作业指导书、工艺指导书、检验标准及各种规程制度的指引，它们能够及时准确地反映出产品的工艺和质量要求，操作人员严格按照规程作业，是保证车身尺寸和质量的先决条件。
车身制造是一个庞大、系统的过程，车身有数百个冲压件，数个大总成，几十个不同工位按照一定的工艺集成在一起，其工艺过程复杂程度可想而知，因此单个环节出现偏差，是很难从最终结果中发现的，例如零件偏差、工装偏差、零件强度、焊接顺序等导致偏差累计等。
结合某P车型合格率下降的案例，共计抽查工艺文件等5份文件，并未发现与之不符的情况。
2.5 三坐标测点设计的合理性
在整车工厂车身生产过程中，三坐标测量的目的是确定过程控制和不断进行改进，面向的是下工序客户；而对于本工序则主要应用于车身工艺稳定性控制、装配功能控制及装配过程的分析，按照测点功能的不同，将车身三坐标的量点分为3类：关键功能基准检测点（Key Function Points）、关键产品特征检测点（Key Product Characteristic及安装匹配尺寸（Key Control Characteristic），而其中关键功能基准点又包括安装匹配点，车身定位点、底盘关键点3种。关键功能基准点能够反映出车身的定位状态及对下工序的装配影响，以及某些总装关注的关键性能指标点。
关键产品特征检测点能够反映车身零件、分总成、总成等关键特征的变化，此类点的变差将极大地影响产品的性能指标；关键控制特征检测点是关键产品特征点的必要保证，其作用是控制装配中工装夹具对车身装配尺寸的质量。
车身制造过程中存在各种偏差，如何控制这些偏差是提高车身尺寸及质量的关键，在涉及车身测点分布时要考虑这些因素，能够对制造过程给予合理的反应。测点的分布既不能过于稀疏，也不能过于密集，稀疏会使测点失去其监控意义，太密集又会导致资源浪费及车身尺寸数据敏感性变强。
结合某P车型车身尺寸合格率下降问题，通过检查故障区域测点分布，未发现不合理的因素。
2.6 测量过程的稳定性
车身尺寸合格率主要是三坐标测量结果输出，因此该测量过程的合理性也是影响结果的重要因素。测量工作开始前，应有测量员按照作业指导书对车身进行检查，只有满足测量要求时，才能进行测量工作。检查时，应确认该车身的生产班次、外观等信息，确保测量室内温湿度达标，一般要求室温为20 ℃，相对湿度为30%～80%（设备不同要求会有所不同）；测量设备应定期校准，有相应计量证书等。测量过程所使用的工具正确，如测量支架的状态良好等。
经过抽查温、湿度环境记录及设备校准记录发现，均符合要求。
3 结语
通过上述分析，结合某P车型车身尺寸合格率下降问题，经过确认某P车前车架翘曲及后车架合格率下降为影响车身合格率的主要原因。经采用本文阐述的方法后，某P车型车身合格率整体提升了约6个百分点（如图6所示）。因此，从员操作变量、设备的稳定性、零件质量的一致性、工艺过程的一致性、三坐标测点设计的合理性、测量过程的稳定性等方面进行车身尺寸合格率控制活动是行之有效的，可以解决车身尺寸质量问题，提高问题解决效率，为企业节约成本。
参 考 文 献
[1]唐远志，向雄方.汽车车身制造[M].北京：化学工业出版社，2009.
[2]曾昭华，傅祥志.优化设计[M].北京：机械工业出版社，1992.
[3]关文达，吴明，张凯良.汽车构造[M].第2版.北京：清华大学出版社，2009.
[责任编辑：陈泽琦]
【作者简介】许永辉，男，河南濮阳人，本科，上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司助理工程师，从事车身尺寸控制工作；杨明星，男，山东青岛人，本科，上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司助理工程师，从事零部件监测工作；李振华，男，山东青岛人，本科，上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司工程师，从事车身焊接质量工作。