基于SPC的乘用車離合器生產質量控制研究

周小康， 全世平

（1.安徽江淮汽車集團股份有限公司，合肥 230000；2.合肥工業(yè)大學，合肥230009）

0 引言

在汽車離合器的生產過程中，容易出現(xiàn)汽車離合器分離指結合高度過大或過小的不受控狀態(tài)，直接影響到駕駛的舒適性。因此為了分離指結合高度滿足要求，就需要我們使用正確有效的檢測和控制方法。

人們對于SPC的研究，最早是從美國質量管理專家休哈特（W.A.Shewhart）開始的。H.W.Warswarth[1]和W.E.Dewing[2]針對質量特征值的統(tǒng)計規(guī)律，通過控制圖理論對關鍵工序建立起簡易的控制系統(tǒng)，對出現(xiàn)的問題及時進行糾正，避免大量不合格品的出現(xiàn)。費一正等[3]在《基于SPC的車間制造質量管理系統(tǒng)研究》中運用將計算機與SPC結合，開發(fā)了車間級的制造過程質量管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了車間質量數(shù)據(jù)的分析處理和對產品質量的有效控制，提高了車間生產效率，降低了生產成本。徐葉林等[4]在《基于SPC的汽車主錐軸承壓裝力研究》中利用SPC對軸承壓裝力進行監(jiān)控，將壓裝力波動控制在合適的范圍內,主錐的裝配質量得到了有效的提高。

本研究應用SPC對汽車離合器分離指結合高度進行分析，利用SPC工具中的控制圖和過程能力指數(shù)分析分離指結合高度生產工序，確定生產過程的統(tǒng)計控制界限并判斷生產過程是否失控和生產過程能力是否足夠，及時監(jiān)控產品的質量情況。分析不合格產品產生的原因，并結合企業(yè)的實際情況加以改善。

1 SPC對分離指結合高度現(xiàn)狀分析

SPC是一種借助數(shù)理統(tǒng)計方法的過程控制工具。它對生產過程進行分析評價，根據(jù)反饋信息及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性因素出現(xiàn)的征兆，并采取措施消除其影響，使過程維持在僅受隨機性因素影響的受控狀態(tài)，以達到控制質量的目的[5-6]。實施SPC的過程一般分為兩大步驟：首先用SPC工具對過程進行分析，如繪制分析用控制圖等，根據(jù)分析結果采取必要措施。然后用控制圖對過程進行監(jiān)控。

本文選用X-R控制圖對汽車離合器分離指結合高度進行分析，以平均值Xˉ控制生產過程的質量，通過極差R控制生產過程的誤差。運用工程能力指數(shù)CP對工序生產能力進行評價，CP是指過程能力滿足產品質量標準要求的程度或是指工序在控制狀態(tài)下的實際加工能力。

某企業(yè)生產的汽車離合器分離指高度數(shù)據(jù)如表1所示，子組數(shù)k=25，總數(shù)N=125每個子組容量n=5。

運用X-R控制圖對過程質量進行監(jiān)控，根據(jù)表1計算可得：

表1 分離指結合高度測量數(shù)據(jù)

控制圖的上控制界限為UCL=+A230.68控制圖的下控制界限為LCL=－A229.39控制圖的控制中心線為CL==30.03；R控制圖的上控制界限為UCL=D=2.37；R控制圖的下控制界限為LCL=D3=0；R控制圖的控制中心線為CL==1.12。

其中，A2為均值控制圖控制界限因數(shù)；D3和D4為極差控制圖控制界限因數(shù)，以上因數(shù)均可通過查計量值控制圖因數(shù)表獲得。

離合器分離指結合高度的X-R控制圖如圖1、圖2所示，過程能力指數(shù)如圖3所示。

圖1 分離指結合高度的控制圖

圖2 分離指結合高度的控制圖

圖3 分離指結合高度過程能力指數(shù)圖

應用SPC理論工具中的控制圖和過程能力分析，將收集到的數(shù)據(jù)繪制成控制圖，計算結合高度的過程能力指數(shù)Cp=1.11。

由圖1、圖2可得，控制圖的規(guī)格上限為31.60，規(guī)格下限28.40，管制上限30.68，管制下限29.39，結合高度子組樣本的數(shù)據(jù)有6個數(shù)據(jù)不滿足規(guī)格界限，有27個不滿足管制界限，其中有5個高于管制上限，有22個低于管制下限，不滿足控制圖規(guī)則一。

2 SPC的改善分析

為了解決汽車離合器分離指結合高度工序能力存在的不足，采用魚骨圖法對人員、設備、材料、作業(yè)方法、環(huán)境和測量進行分析，如圖4所示。

圖4 分離指結合高度魚骨圖分析

經過分析，找出了離合器分離指生產工序存在的問題，主要從以下5個方面進行改進：1）提高員工技術水平；2）嚴格檢查半成品工序是否符合要求；3）定期對設備進行維護，裝配時保證夾緊裝置等輔助器具能實現(xiàn)其特定的功能；4）保證作業(yè)標準、作業(yè)指導書、裝配圖樣等規(guī)章的規(guī)范性和正確性，必要時對其進行優(yōu)化；5）選擇準確度和精密度能力足夠的測試設備，定期對所有測量和測量設備進行校準和調整。

表2 改善后分離指結合高度測量數(shù)據(jù)

通過以上幾方面的改進后，重新對數(shù)據(jù)進行了采集分析，分析其工序能力是否有所提高或達到標準，如表2所示。

結合表2，同理可計算得結果如下：CL=30.12，UCL=30.55，LCL=29.68（如圖4）；CL=0.76，UCL=1.60，LCL=0（如圖5）。

圖4 改善后分離指結合高度的控制圖

圖5 改善后分離指結合高度的控制圖

圖6 改善后分離指結合高度過程能力指數(shù)圖

改善后離合器分離指結合高度的X-R控制圖如圖4、圖5所示，過程能力指數(shù)如圖6所示。

通過改進前后的控制圖和控制圖對比，我們可以發(fā)現(xiàn)改進后的控制圖點均在控制界限內且改進后工序能力指數(shù)Cp=1.63，相對于之前的Cp=1.11這一性能指標有了不小的提高，說明改進后的汽車離合器分離指結合高度工序的生產能力是可以接受的。

3 結論

本文以汽車離合器分離指結合高度為研究對象，根據(jù)其工藝特點分析了工序能力。針對企業(yè)的實際情況，運用魚骨圖法找出了影響質量波動的主要原因，提出了合理的優(yōu)化方法，設計出了相應的改進方案，改進后產品合格率得到了一定的提升。可見，統(tǒng)計過程控制（SPC）對于提高企業(yè)產品質量水平、提高企業(yè)管理效率有著重要的意義。

［參考文獻］

[1] WARSWARTH H W.Modern Method for Quality Control and Improvement[M].John Wiley&Sons,1986：354-402.

[2] DEWING W E.Quality Productivity and Competitive position[M].Combridge,MA,Center for Advanceded Engineering Study：MIT Press,1982：4-26.

[3] 費一正,汪惠芬,劉婷婷,等.基于SPC的車間制造質量管理系統(tǒng)研究[J].制造業(yè)自動化,2011(19)：43-46.

[4] 許業(yè)林,葛茂根,蔣增強,等.基于SPC的汽車主錐軸承壓裝力研究[J].機械工程師,2008(6)：3-5.

[5] 馬敏莉.應用SPC技術對機械零件加工過程的管理和控制[J].機械設計與制造,2005(5)：154-156.

[6] 伍愛.質量管理學[M].第3版.廣州：暨南大學出版社,2006：162-170.