汽車零部件尺寸質量控制和方法

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型企業訂購零部件，由于生產企業在生產零件的過程中很難做到統一的質量管理，導致汽車制造過程中無法很好的控制質量，進而影響了汽車的整體質量。因此有必要加強汽車零部件的質量管理和優化，采用先進的生產理念合理的控制汽車零部件的尺寸和質量。本文主要對汽車零部件尺寸質量控制和方法進行了具體分析。

[關鍵詞]汽車零部件；尺寸；質量；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

隨著社會經濟的迅速發展以及科學技術的不斷進步，汽車產業逐漸發展起來，并在市場經濟體系中占據了重要的位置。汽車行業在很多發達國家中占據了較大財政稅收比例，在國家經濟發展過程中具有不可忽視的作用。要保證汽車行業的可持續發展，就要不斷提升汽車的整體質量。汽車零部件是保證汽車質量的關鍵要素，同時也是汽車行業的基礎。近年來，我國汽車產量逐年增長，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的競爭，汽車零部件企業面臨著巨大的降價壓力，這就要求汽車零部件企業必須要不斷提高零部件的質量。

1、我國汽車及其零部件行業的整體分析

在國家經濟飛速發展的大好形式的基礎上，我國汽車行業也緊緊跟隨其步伐，步入了快速發展階段。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量控制和優化將是未來的一個大的趨勢。雖然我國汽車行業發展迅猛，但是相比部分發達國家的汽車行業，我國汽車行業不僅在規模上存在差距，更重要的是制造技術和管理技術上的差距。就汽車零部件行業來說，我國汽車零部件行業普遍存在著一些嚴峻的質量管控問題：我國汽車零部件行業生產規模小，沒有形成規?；a；汽車產業信息化不完善，對生產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；新產品研發優化周期偏長，不能適應國內快速變化的市場需求；雖然我國已經建立了遍布全國的銷售網絡體系，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量管理控制的問題，將是我國整個汽車產業都需要思考的問題。

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

2、零部件質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，提供的零部件質量也存在一定的差異，這些差異在整車制造過程中產生累積誤差，影響車身尺寸精度及整車品質。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變化納入質量管理范疇，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范來操作，操作過程中保證焊鉗與工件垂直，減少操作不規范、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量控制過程分析

作為汽車整車生產的關鍵部分，汽車零部件生產與一般制造業相似卻又不同，更加嚴格的質量保證體系是汽車零部件生產與其他的制造業最大的不同。其制造和質量控制管理流程從策劃產品、產品設計和研發、過程設計和研發、產品和過程的檢驗以及確認、生產出產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規模小，就難以斷定能否加工出大于企業生產規模的訂單，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量控制要求

第一點要求是對汽車企業的創新優化能力的要求。在經濟全球化的影響下，想要成為國際采購商的長期選擇，其創新優化能力是一個相當重要的條件，具備創新優化能力的廠商才能在國際化這樣大的競爭環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量穩定性要求和按時交貨能力要求，這就需要企業有一定的規模和實力，能做好相關質量控制。在全球化的汽車產業鏈下，任何一家企業出現質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量控制，如若產品質量不穩定，那么成本、創新也就無從談起。企業只有做好嚴格的質量控制管理工作，在保證汽車及其零部件的制造質量穩定性的條件上，不斷的進行優化研究，實現技術創新，產品優化，運用新的材料降低成本，嚴格做好質量控制管理工作。

3.2 汽車及其零部件制造的質量控制理論發展

質量管理控制理論從20世紀到今天，經歷了三個大的階段，從最初的質量檢驗階段到統計質量控制階段到全面質量管理階段，說明了對汽車及其零部件制造質量控制的嚴重性。三大階段從最開始的以事后把關為主到監控生產過程，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量的各種因素和環節[4]。我國在質量控制方面與發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，國外多是大型企業，所以我們不能完全照搬國外先進的質量控制管理思想，需要考慮到我國的汽車及其零部件產業現狀和具體國情，結合實際研究出一套適合我國大多中小企業的，容易操作的、能夠有效控制產品質量穩定系數的質量控制管理方案。

3.3 汽車及其零部件制造的優化研究

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

4、一種汽車零部件尺寸質量控制方法

汽車零件尺寸質量控制主要是客觀地對制造過程的穩定性進行評價。整車制造過程中的尺寸穩定性是一種隨機數據波動，這種隨機變化的數據是一類具有多個參數的多變量情況，結合車身制造工藝的特點采用指數加權滑動平均法對測量數據進行分析，建立尺寸波動質量的評價指標，為整車制造尺寸質量控制與提高提供了依據。對于組成整車的汽車零件尺寸也具有相似的特征，但是尺寸質量的控制手段與整車有所不同，零件尺寸質量控制除了適用于整車尺寸監控的三座標測量機采集數據以外，還包括線旁檢具測量控制。對于檢具測量控制過程，具有連續值的計量質量特性。根據汽車零件尺寸質量特點，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，也沒有發現相關文獻報道[5]。

本文研究的這種汽車零部件尺寸質量控制系統，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據分析計算機，數據分析計算機連接企業計算機網絡裝置和終端輸出設備。

一種汽車零部件尺寸質量控制方法，包括下列步驟：

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

（2）測量數據分析：對線旁檢具測量數據和三座標測量機測量數據分別進行處理，對于線旁檢具測量數據，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據，采用下列步驟：（a）采用指數加權滑動平均方法進行誤差分離的計算，獲得趨勢數據和波動數據；（b）根據趨勢數據得到趨勢分析圖：根據波動數據進行波動質量評價；（c）應用數據分離以后的波動數據獲得階段6值和尺寸工藝能力評價；

（3）問題識別：根據均值一極差控制圖，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據變化的主要模式；相關性分析：對測點測量數據的趨勢之間的相似程度進行分析計算，分析零件不同區域之間尺寸的關聯性；

（5）原因確定：結合數據分析與工藝知識模型，確定原因；

（6）改進措施：根據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，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量的評估是非常重要的。本發明針對常用的測量條件，提出了適合于零部件生產廠離線測量質量評估的采樣方法，根據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，根據當天的測量樣本進行分析評價，樣本數一般為3—6件；對于離線三座標測量機檢測，統計樣本至少為15—18件；對于生產線尺寸工藝能力評價，取測量數據的整體作為樣本，即從量產開始的所有數；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。所述的測量數據分析對線旁檢具測量獲得的數據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據采用指數加權滑動平均法處理，篩選數據發現“超出設計公差”、“波動大”、“連續10點在均值一側進行即時報警。

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量信息，進行準確評價。給出的評價指標能夠對零件尺寸質量及尺寸工藝能力進行評價。通過評價與分析，可為試生產階段零件生產線工裝狀態水平的評定給出依據。由于能夠及時準確的反饋，可以有效地縮短尺寸質量問題解決周期，加快新零件的供貨速度。并且在正常生產期，能夠對生產線狀態進行有效監控，及時發現問題和解決問題。比較適用于大批量生產、小樣本檢測的機械零件產品裝配過程中尺寸質量的控制與分析。

結語

本文主要對我國汽車以及零部件制造的現狀進行了具體分析，指出了當前汽車制造行業的質量管理需求。汽車零部件是汽車生產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產品的質量控制水平。企業要不斷研究總結出一種汽車零部件質量控制的方法，不斷引進和利用先進的制造技術以及質量控制方法，以不斷提升汽車的整體質量，進而促進汽車行業的可持續發展。

參考文獻

[1] 陳曦.質量控制活動在汽車零部件生產中的應用[J].輕工科技，2015，（10）：106-108.

[2] 答建成，周細應，周濤，張有為，楊濤.汽車零部件表面強化技術研究現狀及展望[J].表面技術，2015，（07）：68-75.

[3] 徐濱士，董世運，史佩京.中國特色的再制造零件質量保證技術體系現狀及展望[J].機械工程學報，2013，（20）：84-90.

[4] 曾敏剛，朱佳.汽車零部件運輸包裝尺寸標準化研究[J].工業工程與管理，2013，（02）：31-38.

[5] 陳銘，李玉杰.我國汽車零部件再制造發展現狀與技術趨勢[J].汽車與配件，2013，（11）：26-29.