SPC在變速器裝配過程中的應用

賀林+趙慶俊

摘 要：文章主要介紹在手動變速器裝配過程中如何應用SPC進行質量控制，保證裝配質量的穩定性。希望通過文章的分析，可以為相關人士提供一定的參考和借鑒。

關鍵詞：SPC；變速器；裝配；質量

1 概述

自2006年至2016年，中國汽車銷量由711萬輛/年迅速增至超2400萬輛/年，增幅超過230%，伴隨著汽車工業飛速發展，汽車產品質量要求日益提高，特別是自2013年1月1日《缺陷汽車召回管理條例》頒布實施以來，汽車產品質量已升級為影響各大汽車集團能否在激烈的市場競爭中穩步發展的關鍵因素。

2 SPC簡介

1924年W.A.Shewhart首次提出統計過程控制（簡稱SPC）概念，SPC作為質量管理五大工具之一，經過近百年的發展，在全球汽車制造領域得到廣泛應用。具體來講，SPC主要有如下用途：

（1）降低檢驗成本：通過運用統計學原理，監控過程是否處于受控狀態，可避免所有產品均需進行100%檢測所帶來的人力、設備方面的浪費。

（2）預防不良品產生：通過監控過程趨勢，可及時發現過程中的異常，避免批量不良品產生。

（3）合理化應用設備：通過計算制程PPK、CPK，合理選擇設備投入，避免投入過高精度設備導致投資浪費。

3 SPC在手動變速器裝配過程中的應用

變速器作為汽車關鍵零部件之一，裝配質量的穩定性顯得尤為重要。變速器裝配過程中主要有壓裝力、壓裝位移、壓裝尺寸、螺栓力矩、涂膠量、噪音等諸多特性要素，每一特性值是否穩定均可反映對應零件的制程是否穩定。例如壓裝力的穩定性反映過盈配合零件過盈量的穩定性，進一步可反映各零件制造過程的穩定性，螺栓擰緊力矩穩定性反映螺栓與對應螺栓孔加工質量穩定性，同時反映擰緊過程穩定性。在手動變速器裝配過程中，絕大部分特性值均符合正態分布，可運用SPC進行統計過程質量控制。本文以螺栓擰緊力矩為例，介紹SPC在裝配過程中的應用。

變速器差速器總成螺栓，擰緊力矩125±5N.m，計算螺栓擰緊機器人過程能力如下：

（1）取樣：在批量生產過程中，因為既要考慮到影響螺栓擰緊力矩的組內變異，又要考慮組間變異，取樣時間隔取樣，每天抽樣5個，連續取藥25天，共125個數據。

（2）判定穩定性：計算各組數據均值、極差，繪制均值極差圖，根據判穩準則確定過程是否處于穩定受控狀態。

（3）若過程處于穩定受控狀態，計算過程CPK，繪制正態分布圖；計算CPK及繪制正態分布圖有兩種方式：利用excel表格和利用統計軟件，計算過程如下。

a.excel表格計算及繪制正態分布圖：

將記錄的數據輸入excel表格，注意數據需要按分組輸入。

利用STDEV函數直接計算出過程標準差σ，之后可利用CPK計算公式計算出CPK，注意STDEV與STDEVA區別，STDEV在計算時不包括文本及邏輯值，STDEVA計算時包括文本及邏輯值。

繪制正態分布圖：首先將數據分組，利用frequency函數計算出記錄的數據處于各組內的頻率，之后利用Normdist函數計算出各組概率密度，根據計算得出的頻率值及概率密度值繪制正態分布圖。

b.利用軟件計算及繪制正態分布圖：本文以Minitab為例進行介紹

將記錄的數據輸入Minitab工作表。

選擇統計→質量工具→能力分析→組內/組間，在彈出窗口內設置數據列、規格上下限等，完成后點擊確認，軟件自動完成計算及繪制正態分布圖。

（4）通過計算可以看出，對于125±5N.m力矩要求，目前設備能力過剩，必要時可采用較低精度擰緊機進行擰緊，避免投資浪費。

4 結束語

本文僅通過螺栓擰緊機過程能力分析來初步介紹SPC在變速器裝配過程中的應用，在整個產品制造過程中，SPC的應用遠遠不止于此，伴隨著SPC在制造領域的廣泛應用，“中國制造”產品質量水平必將產生質的變化，達到真正的世界水平。