汽車加油口蓋檢具的GRR雙性分析

郭偉　周巖

摘 要：汽車加油口蓋作為汽車重要的外觀件之一，其與車身對手件的間隙與面差決定著車身的外觀質量。而汽車加油口蓋檢具作為加油口蓋的專用量具，其測量變差受檢具本身以及檢具的人員操作等影響。針對汽車油箱加油口蓋進行重復性和再現性的分析評估；測量該檢具的評估結果是否在可接受范圍之內；找出變差原因進行糾正和調整，為汽車加油口蓋的外觀檢測提供可靠的測量系統以及測量數據，為汽車零件檢測提供參考。

關鍵詞：汽車加油口蓋；檢具；GRR分析

汽車油箱加注口分為兩部分：油箱蓋和車身加油口蓋兩部分。油箱蓋的主要功能為密封和調節油箱內氣壓，車身加油口蓋覆蓋于油箱之上，成為車身外觀件的一部分，對其質量的判斷主要基于與車身的配合間隙，面差和色差。加油口蓋與車身的配合間隙和面差是否在標準之內主要通過檢具來進行快速的測量判斷。

檢具是汽車生產企業用于控制零部件各種外觀尺寸（例如孔徑、空間尺寸等）的簡捷工具，提高生產效率和控制質量，適用于大批量生產。檢具測量作為一個獨立的測量系統，存在一定的測量系統變差，影響測量人員正確判斷零部件檢測結果。

1 量具GRR雙性的定義

圖1中評價量具變差的重復性（Repeatability）及衡量評價人變差的再現性（Reproducibility）組成了量具的GRR雙性。

（1）重復性（Repeatability）：同一評價人，采用同一種儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的測量值變差。（2）再現性（Reproducibility）：不同評價人，采用相同的儀器，測量同一零件同一特性時測量值的變差。

MSA（測量系統分析）對GRR指定了可接受性標準：低于10%的變差，檢具可接受；10%-30%的變差， 根據檢具的重要程度、成本及維修費用等因素，確定該檢具是否可接受； 大于30%的變差，檢具不可接受，需要改進，查找問題并改正。

2 加油口蓋檢具的GRR雙性分析研究

對于該計量型GRR，文章采用平均值極差法，將GRR分解成無交互作用的重復性和再現性進行計算。選取3位評價人，10個加油口蓋樣品，分別進行3次測量。

2.1 測量準備

（1）測量點：加油口蓋作為車身的對手件，控制其與車身之間的間隙以及面差成為控制其質量的關鍵。本次對加油口蓋與車身的面差，進行測量。在加油口蓋上選取了測量點8個，均勻分布在加油口蓋邊緣最外端。（如圖2所示）

（2）測量工具：測量工具使用檢具自帶百分表，在規定位置進行所選取點的面差測量。（3）檢具操作方法：按照加油口蓋檢具操作指導書嚴格進行。（4）評價人：培訓A，B，C 三位操作人員進行正確的安裝測量程序。

2.2 測量程序

（1）給10個加油口蓋樣品編號，三位評價人不知曉該編號。（2）評價人A隨機測量10個樣品并做好記錄。（3）評價人B、C分別隨機測量該10個樣品并做好記錄。（4）打亂10個樣品順序，進行第二、三次的測量。（5）測量人A、B、C互不知道彼此測量結果。

2.3 測量數據

文章展示測量點1的測量結果及計算結果如表1。

3 分析原因

（1）重復性變差占比EV較再現性變差占比AV多出6.25%。說明量具本身變差影響大于評價人變差影響，該檢具可能需要維護，改進夾緊及檢測點，甚至修改檢具設計，在仔細分析和檢查檢具情況后，提出修改步驟。（2）GRR在總變差中占比為25.92%，屬于調整后可接受的范圍之內，需對該加油口蓋檢具進行進一步分析研究，找出GRR變差偏大原因進行優化。初步結合以上分析結果，對檢具本身和測量過程進行回顧以及進一步分析。在之前的測量過程中，同一評價人在進行不同的三次面差測量中，用于輔助放置百分表而在檢具上設置的平面槽口與百分表底部固定鐵塊配合不良，加之該槽口的平面度不良，這兩個因素導致同一評價人在不同的3次測量中，百分表的固定及測量位置容易發生較大偏差，造成同一評價人在不同次測量中，由于測量位置的變動，導致每次所獲得的測量值浮動較大，造成該檢具的重復性較差。（3）由計算結果可知，本次測量再現性變差較小，結果證明，在測量之前，對不同評價人進行的培訓所產生的效果顯著，三位評價人在量具儀器的使用及讀數等方面一致性較好。由于再現性低于10%為可接受，所以仍需加強不同評價人的測量標準性以及一致性，提高再現性能力。

4 優化對策

由以上分析可對改善該檢具GRR初步制定如下優化對策，對策實施后，重新測量，驗證對策的有效性。（1）修改加油口蓋的檢具所產生的成本較大，為優化百分表測量準確性，只需優化百分表上用于固定的鐵塊的尺寸，使之能與檢具上的槽良性配合。此外，對于檢具上的槽也應通過打磨優化其平面度。通過該兩項措施，優化同一評價人在不同次測量中，所得數據的一致性。（2）加強評價人在檢具使用，零件安裝以及量具讀數上的培訓，提高不同評價人之間的操作一致性，保證百分表能在測量中放置于正確且固定的位置。表2為優化檢具后10個加油口蓋樣品測量點1的測量數據。通過對兩次測量數據的詳細對比，A評價人對加油口蓋樣品3的判斷由2次不合格變為1次不合格，此次檢具的優化提升了該量具判斷零件是否合格的準確性。

優化百分表固定鐵塊以及加強評價人培訓之后，GRR評估結果表3，可以看到在對加油口蓋檢具進行優化之后，該量具的再現性與重復性能力都有所提升。但相關人員需對該檢具GRR變差進行進一步的原因分析，不斷降低GRR在總變差中占比直至10%以下。

5 結束語

汽車加油口蓋作為重要的汽車外觀件，對其外觀尺寸的快速準確測量是保證該外觀件高質量體現的環節。檢具作為快速測量的量具之一，為評價人提供準確有效的零件質量判斷依據，是檢具應該既有的基本功能。文章以汽車加油口蓋檢具的GRR分析為例，對加油口蓋檢具進行GRR分析，找出GRR能力偏弱的部分原因，實施相應對策，提升該檢具的GRR能力。整車廠車型的變更，新車型項目的啟動，量具的磨損以及操作人員的操作持續的規范性都決定著檢具能否為企業提供可靠的測量。對檢具進行定期的GRR雙性分析，找出量具本身變差以及人因素變差的波動原因，持續提出優化對策，才能為整車廠的生產提供合格高質量的零部件保障。

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