汽車零部件尺寸質(zhì)量控制和方法

陳偉

[摘 要]汽車零部件是構成一輛完整汽車的重要基礎，每一個零部件都有可能對汽車的質(zhì)量造成影響。當前，汽車在制造過程中，制造商往往采用訂單的方式從生產(chǎn)型企業(yè)訂購零部件，由于生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)零件的過程中很難做到統(tǒng)一的質(zhì)量管理，導致汽車制造過程中無法很好的控制質(zhì)量，進而影響了汽車的整體質(zhì)量。因此有必要加強汽車零部件的質(zhì)量管理和優(yōu)化，采用先進的生產(chǎn)理念合理的控制汽車零部件的尺寸和質(zhì)量。本文主要對汽車零部件尺寸質(zhì)量控制和方法進行了具體分析。

[關鍵詞]汽車零部件；尺寸；質(zhì)量；控制方法

中圖分類號：F426.471 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）05-0021-02

隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展以及科學技術的不斷進步，汽車產(chǎn)業(yè)逐漸發(fā)展起來，并在市場經(jīng)濟體系中占據(jù)了重要的位置。汽車行業(yè)在很多發(fā)達國家中占據(jù)了較大財政稅收比例，在國家經(jīng)濟發(fā)展過程中具有不可忽視的作用。要保證汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，就要不斷提升汽車的整體質(zhì)量。汽車零部件是保證汽車質(zhì)量的關鍵要素，同時也是汽車行業(yè)的基礎。近年來，我國汽車產(chǎn)量逐年增長，車型的投入也增加了，這就加劇了市場競爭，汽車的采購成本不斷降低，而且供應商管理也更加嚴峻，降低了單價商品的利潤，同時也加劇了汽車零部件供應商企業(yè)的競爭，汽車零部件企業(yè)面臨著巨大的降價壓力，這就要求汽車零部件企業(yè)必須要不斷提高零部件的質(zhì)量。

1、我國汽車及其零部件行業(yè)的整體分析

在國家經(jīng)濟飛速發(fā)展的大好形式的基礎上，我國汽車行業(yè)也緊緊跟隨其步伐，步入了快速發(fā)展階段。從2000年中國汽車銷售不到200萬輛到2015年汽車全國銷售總量的2459.8萬輛，同比增長4.7%，十五年間增加了近13倍。這也是自從2013年以來連續(xù)三年超過2000萬輛。即使在2008年遭受全球金融危機的影響，但是中國汽車的銷售量依然在增長，全年汽車銷售935萬輛，同比增長6.70%[1]。汽車零部件的銷售量也相應的飛速增長，在這樣的大好形式下，做好汽車及其零部件的質(zhì)量控制和優(yōu)化將是未來的一個大的趨勢。雖然我國汽車行業(yè)發(fā)展迅猛，但是相比部分發(fā)達國家的汽車行業(yè)，我國汽車行業(yè)不僅在規(guī)模上存在差距，更重要的是制造技術和管理技術上的差距。就汽車零部件行業(yè)來說，我國汽車零部件行業(yè)普遍存在著一些嚴峻的質(zhì)量管控問題：我國汽車零部件行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，沒有形成規(guī)模化生產(chǎn)；汽車產(chǎn)業(yè)信息化不完善，對生產(chǎn)的預測信息不夠準確，各個部門信息交流不夠流暢，時間周期偏長且容易出錯；新產(chǎn)品研發(fā)優(yōu)化周期偏長，不能適應國內(nèi)快速變化的市場需求；雖然我國已經(jīng)建立了遍布全國的銷售網(wǎng)絡體系，但是其中問題頗多，不夠完善，效率低下，也得不到及時的信息反饋。如何解決上述汽車質(zhì)量管理控制的問題，將是我國整個汽車產(chǎn)業(yè)都需要思考的問題。

當前汽車制造業(yè)的國際競爭日益激烈，產(chǎn)品的質(zhì)量成為企業(yè)迎接挑戰(zhàn)的核心競爭力，汽車制造及其零部件供應企業(yè)都致力于提高自身競爭力。1%的零件尺寸制造缺陷都有可能給產(chǎn)品最終用戶帶來惡劣的影響，乃至降低汽車制造企業(yè)的市場競爭力[2]。因此，汽車及其零部件的尺寸質(zhì)量控制成為整車質(zhì)量的重要組成部分。質(zhì)量的控制與提高需要有一個準確、高效的質(zhì)量控制系統(tǒng)和方法。對于汽車零件而言，裝配的尺寸精度是主要的裝配質(zhì)量要求，而目前國內(nèi)的主要汽車零部件制造廠均沒有一項關于尺寸質(zhì)量控制的系統(tǒng)和方法，零件的尺寸測量雖然已經(jīng)采用三座標測量機等設備進行，但是仍存在質(zhì)量檢測裝置單一、控制方法落后、控制系統(tǒng)不盡合理、工作效率較低的弊端。汽車零件制造過程是一個規(guī)模化批量生產(chǎn)的過程，目前大部分零件制造企業(yè)無法做到100%檢測，尺寸質(zhì)量的評價只能采用離線的小樣本抽檢的方法[3]。因此，通過規(guī)范的采樣和測量數(shù)據(jù)的分析來準確對汽車零件裝配尺寸質(zhì)量進行評價，并根據(jù)尺寸質(zhì)量控制2mm工程要求，以“數(shù)據(jù)驅(qū)動質(zhì)量”為目標，發(fā)掘有用的測量數(shù)據(jù)進行過程分析，具有較強的實用意義。

2、零部件質(zhì)量尺寸對車身造成的影響

2.1 零部件尺寸

零部件尺寸不合格會造成焊接誤差，從而影響車身尺寸偏差，所謂零件尺寸不合格是指零件實物尺寸和產(chǎn)品設計圖紙不一致。在整車所包含的零部件中，有很多是由不同的供應商提供的，因存在技術水平上的差異，提供的零部件質(zhì)量也存在一定的差異，這些差異在整車制造過程中產(chǎn)生累積誤差，影響車身尺寸精度及整車品質(zhì)。因此，必須要嚴格控制零部件尺寸精度，所有焊接零件必須檢驗合格才能投入使用，特別是車身上一些主要的裝配孔、工藝孔的位置尺寸和搭接面尺寸是必須控制的。

2.2 物流包裝

影響零部件不同的包裝方式及運輸方式會對零部件尺寸和變形產(chǎn)生不同的影響，而零部件定位孔、搭接邊變形會影響車身尺寸偏差。因此，必須改善各供應商的零部件包裝及物流方式，將物流過程中的零部件狀態(tài)變化納入質(zhì)量管理范疇，防止運輸過程中零部件之間的碰撞變形。

2.3 操作影響

操作的影響既包括零部件在生產(chǎn)過程中在夾具間的傳遞，也包括人工操作懸掛式電阻點焊機的方法。因此，必須正確評估分總成的轉(zhuǎn)運工具和吊裝工具對尺寸和變形的影響。操作者要嚴格按照操作規(guī)范來操作，操作過程中保證焊鉗與工件垂直，減少操作不規(guī)范、不正確帶來的隨機的制造誤差。

3、汽車及其零部件制造的質(zhì)量控制過程分析

作為汽車整車生產(chǎn)的關鍵部分，汽車零部件生產(chǎn)與一般制造業(yè)相似卻又不同，更加嚴格的質(zhì)量保證體系是汽車零部件生產(chǎn)與其他的制造業(yè)最大的不同。其制造和質(zhì)量控制管理流程從策劃產(chǎn)品、產(chǎn)品設計和研發(fā)、過程設計和研發(fā)、產(chǎn)品和過程的檢驗以及確認、生產(chǎn)出產(chǎn)品最后得到反饋和評定。這樣一套流程下來，如果零部件制造企業(yè)規(guī)模小，就難以斷定能否加工出大于企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的訂單，并且難以確定合適的價格去競標以獲得訂單。

3.1 汽車及其零部件制造的質(zhì)量控制要求

第一點要求是對汽車企業(yè)的創(chuàng)新優(yōu)化能力的要求。在經(jīng)濟全球化的影響下，想要成為國際采購商的長期選擇，其創(chuàng)新優(yōu)化能力是一個相當重要的條件，具備創(chuàng)新優(yōu)化能力的廠商才能在國際化這樣大的競爭環(huán)境下成為更加有實力的合作伙伴。第二點是汽車及其零部件的質(zhì)量穩(wěn)定性要求和按時交貨能力要求，這就需要企業(yè)有一定的規(guī)模和實力，能做好相關質(zhì)量控制。在全球化的汽車產(chǎn)業(yè)鏈下，任何一家企業(yè)出現(xiàn)質(zhì)量問題或者沒能按時交貨都將影響整車的制造，都可能造成很巨大的損失。第三點是汽車及其零部件制造對成本控制能力要高，在總成本的控制下，各個零部件的運輸成本，庫存成本等都要控制到位。這三點中最重要的是質(zhì)量控制，如若產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，那么成本、創(chuàng)新也就無從談起。企業(yè)只有做好嚴格的質(zhì)量控制管理工作，在保證汽車及其零部件的制造質(zhì)量穩(wěn)定性的條件上，不斷的進行優(yōu)化研究，實現(xiàn)技術創(chuàng)新，產(chǎn)品優(yōu)化，運用新的材料降低成本，嚴格做好質(zhì)量控制管理工作。

3.2 汽車及其零部件制造的質(zhì)量控制理論發(fā)展

質(zhì)量管理控制理論從20世紀到今天，經(jīng)歷了三個大的階段，從最初的質(zhì)量檢驗階段到統(tǒng)計質(zhì)量控制階段到全面質(zhì)量管理階段，說明了對汽車及其零部件制造質(zhì)量控制的嚴重性。三大階段從最開始的以事后把關為主到監(jiān)控生產(chǎn)過程，在過程中預防控制到最后的防范與檢驗結合、著重管理能夠影響汽車及其零部件制造質(zhì)量的各種因素和環(huán)節(jié)[4]。我國在質(zhì)量控制方面與發(fā)達國家存在著很大的差距，其根本原因是我國多是中小企業(yè)，國外多是大型企業(yè)，所以我們不能完全照搬國外先進的質(zhì)量控制管理思想，需要考慮到我國的汽車及其零部件產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和具體國情，結合實際研究出一套適合我國大多中小企業(yè)的，容易操作的、能夠有效控制產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定系數(shù)的質(zhì)量控制管理方案。

3.3 汽車及其零部件制造的優(yōu)化研究

從制造上來看，產(chǎn)品的穩(wěn)定性主要是由車間生產(chǎn)過程所決定的，從人員、機器設備、原材料、方法過程和環(huán)境等方面決定。排除人為因素，只有對車間生產(chǎn)過程進行實時、有效的監(jiān)控管理，才能從根本上提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性與合格率。對此，采用結合應用計算機信息技術和合理科學的統(tǒng)計方法的實時在線質(zhì)量監(jiān)控，及時得到信息反饋，學習和引用發(fā)達國家先進的技術和材料，就能減少產(chǎn)品的質(zhì)量的不穩(wěn)定性，做到汽車及其零部件制造的優(yōu)化。

4、一種汽車零部件尺寸質(zhì)量控制方法

汽車零件尺寸質(zhì)量控制主要是客觀地對制造過程的穩(wěn)定性進行評價。整車制造過程中的尺寸穩(wěn)定性是一種隨機數(shù)據(jù)波動，這種隨機變化的數(shù)據(jù)是一類具有多個參數(shù)的多變量情況，結合車身制造工藝的特點采用指數(shù)加權滑動平均法對測量數(shù)據(jù)進行分析，建立尺寸波動質(zhì)量的評價指標，為整車制造尺寸質(zhì)量控制與提高提供了依據(jù)。對于組成整車的汽車零件尺寸也具有相似的特征，但是尺寸質(zhì)量的控制手段與整車有所不同，零件尺寸質(zhì)量控制除了適用于整車尺寸監(jiān)控的三座標測量機采集數(shù)據(jù)以外，還包括線旁檢具測量控制。對于檢具測量控制過程，具有連續(xù)值的計量質(zhì)量特性。根據(jù)汽車零件尺寸質(zhì)量特點，需要有更科學的方法來對整體的尺寸狀況進行有效的評價，目前缺少一個合理的體系來切合實際的反映汽車零部件制造的尺寸狀況，也沒有發(fā)現(xiàn)相關文獻報道[5]。

本文研究的這種汽車零部件尺寸質(zhì)量控制系統(tǒng)，包括：零件總成檢具與三座標測量機相連接，零件線旁檢具與便攜式測量工具連接，三座標測量機和便攜式測量工具的輸出連接到數(shù)據(jù)分析計算機，數(shù)據(jù)分析計算機連接企業(yè)計算機網(wǎng)絡裝置和終端輸出設備。

一種汽車零部件尺寸質(zhì)量控制方法，包括下列步驟：

（1）測量數(shù)據(jù)采樣：零件的尺寸數(shù)據(jù)通過線旁檢具測量和三座標測量機進行采集，將測量的數(shù)據(jù)結果送入中央計算機進行存儲和處理；

（2）測量數(shù)據(jù)分析：對線旁檢具測量數(shù)據(jù)和三座標測量機測量數(shù)據(jù)分別進行處理，對于線旁檢具測量數(shù)據(jù)，采用均值一極差圖分析，得到均值一極差控制圖；對于三座標測量機測量數(shù)據(jù)，采用下列步驟：（a）采用指數(shù)加權滑動平均方法進行誤差分離的計算，獲得趨勢數(shù)據(jù)和波動數(shù)據(jù)；（b）根據(jù)趨勢數(shù)據(jù)得到趨勢分析圖：根據(jù)波動數(shù)據(jù)進行波動質(zhì)量評價；（c）應用數(shù)據(jù)分離以后的波動數(shù)據(jù)獲得階段6值和尺寸工藝能力評價；

（3）問題識別：根據(jù)均值一極差控制圖，趨勢分析圖，階段6值和尺寸工藝能力評價進行問題識別；

（4）主成分分析：給出一組零件分析數(shù)據(jù)變化的主要模式；相關性分析：對測點測量數(shù)據(jù)的趨勢之間的相似程度進行分析計算，分析零件不同區(qū)域之間尺寸的關聯(lián)性；

（5）原因確定：結合數(shù)據(jù)分析與工藝知識模型，確定原因；

（6）改進措施：根據(jù)所確定的原因提出短期措施、長期措施并進行實施跟蹤，及時更新跟蹤狀態(tài)，直至缺陷得到抑制，問題得到解決。

在離線測量的情況下，采樣的時間及樣本的大小對于質(zhì)量的評估是非常重要的。本發(fā)明針對常用的測量條件，提出了適合于零部件生產(chǎn)廠離線測量質(zhì)量評估的采樣方法，根據(jù)不同的評價要求進行采樣。

所述的測量采樣包括樣本大小的確定和采樣時間的確定，樣本大小的確定包括：對于線旁檢具檢測，根據(jù)當天的測量樣本進行分析評價，樣本數(shù)一般為3—6件；對于離線三座標測量機檢測，統(tǒng)計樣本至少為15—18件；對于生產(chǎn)線尺寸工藝能力評價，取測量數(shù)據(jù)的整體作為樣本，即從量產(chǎn)開始的所有數(shù)；采樣時間的確定包括：每天在固定的時間抽樣；線旁檢具測量采樣可以連續(xù)完成，為3—6次/班，離線三座標測量機采樣頻率1—2件/班；特殊需求的裝配關系采樣為不定期采樣，且保證準確的裝配關系。所述的測量數(shù)據(jù)分析對線旁檢具測量獲得的數(shù)據(jù)通過均值一極差圖分析，對測量結果是否處于上、下控制界限內(nèi)進行判斷，超出控制線即時報警；對離線三座標測量機獲得的數(shù)據(jù)采用指數(shù)加權滑動平均法處理，篩選數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)“超出設計公差”、“波動大”、“連續(xù)10點在均值一側(cè)進行即時報警。

該方法在汽車零件離線小樣本尺寸測量的情況下，能及時有效地提取裝配尺寸質(zhì)量信息，進行準確評價。給出的評價指標能夠?qū)α慵叽缳|(zhì)量及尺寸工藝能力進行評價。通過評價與分析，可為試生產(chǎn)階段零件生產(chǎn)線工裝狀態(tài)水平的評定給出依據(jù)。由于能夠及時準確的反饋，可以有效地縮短尺寸質(zhì)量問題解決周期，加快新零件的供貨速度。并且在正常生產(chǎn)期，能夠?qū)ιa(chǎn)線狀態(tài)進行有效監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。比較適用于大批量生產(chǎn)、小樣本檢測的機械零件產(chǎn)品裝配過程中尺寸質(zhì)量的控制與分析。

結語

本文主要對我國汽車以及零部件制造的現(xiàn)狀進行了具體分析，指出了當前汽車制造行業(yè)的質(zhì)量管理需求。汽車零部件是汽車生產(chǎn)過程中的一個關鍵項目，該項目的綜合控制能力直接反映了企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量控制水平。企業(yè)要不斷研究總結出一種汽車零部件質(zhì)量控制的方法，不斷引進和利用先進的制造技術以及質(zhì)量控制方法，以不斷提升汽車的整體質(zhì)量，進而促進汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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