運用SPC開展扭矩控制過程能力提升案例淺析

姜磊　郭維夏　李龍龍

摘 要：本文以上汽通用五菱總裝車間壓縮機支架固定螺栓扭矩為例，運用SPC對扭矩過程控制能力進行分析，并在此基礎上開展問題分析與解決。

關鍵詞：SPC;CP;（制造過程精密度）;CPK（制造過程能力指數）;均值極差圖;動態扭矩;靜態扭矩

1 引言

汽車制造工廠通常使用QCOS開展扭矩監控，監控扭矩為靜態扭矩，當QCOS檢測扭矩不合格時，首先要對動態扭矩擰緊的過程能力進行分析，在工廠中通常采用SPC對擰緊過程能力進行分析，生產中的總變差通常由94%的普通原因+6%的特殊原因導致，對于扭矩質量控制而言，就是要消除94%的普通原因，以持續改進質量。

2 運用SPC分析實例

以總裝車間壓縮機支架連接螺栓扭矩為具體案例進行分析，發動機分裝線在6月上半旬開展QCOS測量時，發現6次CN112、CN050V壓縮機支架固定栓扭矩超標，車間對于該擰緊點的制造過程能力開展分析（表1）。

在開展SPC分析前，需要選定子組樣本容量，并選擇合適的工具開展數據測量：

每個子組都是一個樣本，樣本量越大，控制圖就會越敏感，發現偏移的能力越強，但是兩本量過大，數據收集的負擔越重，所以綜合考慮，子組的容量通常設定為5，數據收集條件好的工廠或車間可以設置為更高。在取樣過程中，為了數據的有效性，可以每個班次取一個子組數據，但是子組數據必須是測量的連續n臺車（本文中n=5）。在扭矩測量工具的選擇上，不能用指針扳手作為測量工具，需要選擇精度高的手動扳手配合動態扭矩傳感器進行測量。

通過數據測量，收集到如下數據（表2）：

關于控制圖生成的方式主要有兩種，一種是手動計算，這類計算在相關手冊、SPC文件中有詳細公式與相關系數查詢方法，本文不做介紹。本文計算的方法是將以上數據導入Minitab中進行計算，直接生成如控制圖1：

將以上數據導入Minitab中，生成如下控制圖，并對過程能力圖和均值極差圖開展過程能力分析：

3 對扭矩偏大的問題開展原因分析并進行問題解決

在整車工廠中，扭矩質量的主要因素分為人、機、料、法、環五個因素，分析這5個因素常用的分析工具為魚骨圖，在這里，我們也用魚骨圖對本案例開展原因分析（圖2）。

車間內部針對以上因素逐一開展分析，針對存在偏差的因素，再進行要因篩選

原因分析結論：

1.用沖擊勢電槍預緊，預緊力波動大，導致過程能力不足——要因一

2.查看現場員工操作，打緊壓縮機扭力員工在打緊扭力過程中扳手轉動不足45°時未執行退松重打，造成扭矩偏大——要因二

措施制定：

針對要因一：更換原有的預擰緊工具，將沖擊式電槍為博世定扭電槍

針對要因二：重復培訓員工在施加扭矩過程中扳手轉動不足45°時執行退松重新施加扭矩（表3）。

4 對措施執行后的數據進行分析

措施執行后，每一小時連續測量5臺車動態扭矩并進行記錄，連續測量25個有效工時數據記錄如下：

將數據導入Minitab中進行分析，得到如控制圖3：

過程能力改善：

CPK=3.00，過程能力由D級提升到A++級，后續可對QCOS開展管理成本優化，降低抽檢頻率，節約管理成本。

5 總結

目前各個整車工廠都在運用SPC開展扭矩過程控制能力分析，但SPC只是一個分析工具，只有結合5W、魚骨圖等問題解決工具對具體扭矩點開展問題解決，才能夠有效地提升扭矩過程控制能力，形成問題的閉環解決。

參考文獻：

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