淺談SPC在緊固件扭矩監(jiān)控工作中的實戰(zhàn)運用

摘 要：如何控制大批量產(chǎn)品質(zhì)量，滿足產(chǎn)品質(zhì)量更高的要求，SPC（統(tǒng)計過程控制）的質(zhì)量控制方法已廣泛運用于各個領域。文章針對汽車制造過程的總裝配階段扭矩監(jiān)控，淺談SPC（統(tǒng)計過程控制）的質(zhì)量控制方法的實戰(zhàn)運用。

關鍵詞：扭矩監(jiān)控；SPC質(zhì)量控制方法；實戰(zhàn)運用

緊固件扭矩質(zhì)量作為汽車制造總裝配過程中重要的裝配要求，如何控制好扭矩質(zhì)量成為一個突出的問題，只依靠檢測、簡單記錄數(shù)據(jù)，單純判定合格與否的“片面數(shù)據(jù)分析”的質(zhì)量控制方法，無法確定制程是否穩(wěn)定，也不能準確地做出預測；采用統(tǒng)計過程控制，即應用SPC控制圖對扭矩裝配作業(yè)中的緊固件扭矩進行過程控制，質(zhì)量得到有效保證。

文章通過實例介紹SPC在扭矩監(jiān)控中的具體運用。

1 SPC（Statistical Process Control）控制原理及基本概念

SPC的質(zhì)量控制方法運用統(tǒng)計學的原理和方法以控制圖為工具對過程及其輸出進行統(tǒng)計技術分析，當過程變差原因是普通原因，過程處于統(tǒng)計控制狀態(tài)（受控狀態(tài)），當過程變差是特殊原因，過程不處于統(tǒng)計控制狀態(tài)（非受控狀態(tài)），采取適當措施達到統(tǒng)計控制狀態(tài)。并保持統(tǒng)計控制狀態(tài)從而提高過程能力。

SPC的直接目標：區(qū)分變異的特殊原因和普通原因。

SPC的終極目標：持續(xù)改進過程，改進產(chǎn)品。

2 實戰(zhàn)運用

2.1 選擇控制圖

（1）控制圖的選擇方法（圖1）。

（2）確定選擇X-R （均值和極差）圖

2.2 測量工具的選擇

（1）測量工具的選擇原則（圖2）：測量必須保證始終產(chǎn)生準確和精密的結(jié)果，測量工具的選擇尤其重要。

（2）測量工具：一是表盤式的扭矩扳手：很大程度上會受到操作員用力情況的影響，出現(xiàn)錯誤的峰值和錯誤的值。二是轉(zhuǎn)角功能的電子扭矩扳手：在測量扭矩值的時候配合螺栓的轉(zhuǎn)動角度，能夠很好的避免人為因素的影響，測量的準確度和重復性很高。

（3）測量工具選用：轉(zhuǎn)角功能的電子扭矩扳手。

2.3 收集數(shù)據(jù)

以樣本容量恒定的子組形式報告，并周性期的抽取子組。

（1）選擇子組大小，頻率和數(shù)據(jù)

一是子組大?。簶颖玖繐?jù)國標取5；二是子組頻率：在適當?shù)臅r間內(nèi)收集足夠的數(shù)據(jù)，這樣子組才能反映潛在的變化，這些變化原因可能是換班/操作人員更換/材料批次不同等原因引起。對正在生產(chǎn)的產(chǎn)品進行監(jiān)測的子組頻率為每班2次；三是子組數(shù)：子組越多，變差越有機會出現(xiàn)。一般為25組。

（2）記錄原始數(shù)據(jù) （實例見表1）

2.4 計算參數(shù)

（1）計算每個子組的均值（■）和極差R 值（實例見表2）

對每個子組計算：

表3 D4、D3、A2參數(shù)表

2.5 繪制控制圖

2.5.1 極差控制圖（圖3）

2.5.2 均值控制圖（圖4）

2.6 分析及改進

一是分析控制圖：

分析控制圖的目的在于識別過程變化或過程均值不恒定的證據(jù)。（即其中之一或兩者均不受控）進而采取適當?shù)拇胧?/p>

注1：R圖和X圖應分別分析，但可進行比較，了解影響過程的特殊原因。

注2：因為子組極差或子組均值的能力都取決于零件間的變差，

因此，首先應分析R圖。

從R圖（極差控制圖）上看，三個點超出控制限（圖3），說明處于失控狀態(tài)，查看原始數(shù)據(jù)，出現(xiàn)偏低的數(shù)值，低于規(guī)范值（監(jiān)控范圍值）下限（見表4），查找特殊原因。

導致出現(xiàn)變異（特殊原因）的原因是：

（1）供應商批次零件狀態(tài)有差異，供應商沖頭磨損導致安裝孔邊緣毛刺多且尖銳，與螺栓接觸不平整，摩擦系數(shù)改變，導致扭矩衰減。

（2）支架焊點焊渣突出，與車身安裝面，有一定的接觸不平，也導致扭力衰減。

二是排除特殊原因后重新采集數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)補充，重新計算，（計算過程略，方法同上）。

重新繪制控制圖（處于統(tǒng)計控制狀態(tài)的極差控制圖和均值控制圖，圖5）：

2.7 計算過程能力指數(shù)（CPK）

在過程的極差和均值都處于統(tǒng)計控制狀態(tài)，計算過程能力指數(shù)（CPK）值。

過程能力指數(shù)是一種表示制造過程水平高低的參數(shù)。

（1） 計算過程的標準偏差（σ）：

σ=■/d2=4.78/2.33=2.05

d2 是隨樣本容量變化的常數(shù)（見表5）

制程實際平均值：■=49.3，將■值提高接近規(guī)范中心值C，減少中心偏移量。

減少中心偏移量的措施：將扭力操作工具-扭力扳手的設定值由50N.m調(diào)整為53N.m，

（2）改善Cp值

讓輸出的數(shù)據(jù)量更穩(wěn)定、變差小，才能提高Cp值。從工藝方法方面進行改進。聯(lián)接件應均勻受壓，分析支撐桿合件與車身連接特性、聯(lián)接件形狀、螺栓的分布情況，按一定順序逐次擰緊緊固件。圖中編號為擰緊的順序，通過改善施加扭力的操作工藝，使輸出的扭矩值更穩(wěn)定，減少變異和偏差。（見圖8）

（3）對CPK重新評估

采集數(shù)據(jù)、統(tǒng)計計算（略）；

采取改進措施后，Ca值達到10.6%，Cp值達到1.45，Cpk值達到1.30不僅處于統(tǒng)計控制狀態(tài)，過程能力也達到了較好的水平。

3 結(jié)束語

在扭矩監(jiān)控工作中運用SPC（統(tǒng)計過程控制）的質(zhì)量控制方法，使用客觀的數(shù)據(jù)，科學的計算方法來判定是否合格、制造過程是否穩(wěn)定，為過程改進的決策提供科學的依據(jù)，使制造過程能力不斷提高 ，更有助于提高和促進制造水平、質(zhì)量水平。

參考文獻

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