利用大數(shù)據(jù)控制車身尺寸精度

易平

摘 要：本文主要講述了車身尺寸現(xiàn)場質(zhì)量控制過程中存在的主要問題，大部分?jǐn)?shù)據(jù)、信息都沒能被有效利用，作者在工作中通過一些系統(tǒng)管理工具及方法，廣泛收集數(shù)據(jù)和信息并加以利用，為科學(xué)分析決策提供支持，對車身精度控制起到非常重要的作用，有效地提升了尺寸質(zhì)量水平。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);尺寸控制;工裝管理;數(shù)據(jù)系統(tǒng)

1 前言

車身制造是整車四大工藝中重要的一環(huán)，它是車輛的骨骼、內(nèi)外飾及底盤零件的載體，直接影響整車的性能，車身尺寸精度體現(xiàn)了廠家制造水平和產(chǎn)品質(zhì)量水平，也是汽車廠家的核心競爭力。尺寸精度既與產(chǎn)品工藝設(shè)計相關(guān)也與生產(chǎn)過程中的不穩(wěn)定因素相關(guān)，由于整車生產(chǎn)使用零件繁多、制造鏈長、工藝多樣及設(shè)備復(fù)雜，快速準(zhǔn)確找到影響因素一直是車身尺寸控制中的難點。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代制造工廠中可被量化采集的數(shù)據(jù)、信息越來越多，然后其中的絕大部分都沒能被有效的利用?；谶@種現(xiàn)狀，總結(jié)我在車身生產(chǎn)質(zhì)量管理經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，談一下大數(shù)據(jù)在車身尺寸控制方面的淺顯運用。

2 當(dāng)前尺寸控制存在的主要問題

①更多立足于三坐標(biāo)、檢具等傳統(tǒng)尺寸測量監(jiān)控數(shù)據(jù)，很多生產(chǎn)質(zhì)量信息、零件、工裝歷史狀態(tài)信息缺失。

②大量信息處于分散或者不記錄狀態(tài)。

③依靠于經(jīng)驗豐富的工程師，耗費大量時間和精力，做許多重復(fù)的調(diào)查和分析驗證工作。

④數(shù)據(jù)收集手段單一、收集樣本少，缺少來料檢測數(shù)據(jù)、缺少在線100%檢測系統(tǒng)等手段。

⑤資料查閱不便，數(shù)據(jù)、信息的收集與使用脫節(jié)。

⑥各類信息缺乏統(tǒng)一管理，并且很難根據(jù)統(tǒng)計分析識別生產(chǎn)過程中各種因素之間的關(guān)系。

3 大數(shù)據(jù)構(gòu)建

為便于車身尺寸的控制及優(yōu)化改進，我們構(gòu)建一個用于管理制造過程中與制造過程相關(guān)的大數(shù)據(jù)體系。它包含產(chǎn)品及工藝數(shù)據(jù)、工裝數(shù)據(jù)、零件信息、尺寸測量數(shù)據(jù)、生產(chǎn)過程中的變化點信息、以及不斷總結(jié)積累的經(jīng)驗案例庫，這些數(shù)據(jù)應(yīng)該被歸納總結(jié)一個或幾個數(shù)據(jù)庫中，并能快速查詢利用。（圖1）

3.1 產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫及工藝數(shù)據(jù)庫

產(chǎn)品數(shù)據(jù)權(quán)限的適度開放對現(xiàn)場質(zhì)量問題的分析解決具有很好的幫助支持作用，相較于傳統(tǒng)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)CAD文件內(nèi)存占用都比較大，我們使用輕型JT格式文件具有良好的兼容性和開放性，它的最大特點就是產(chǎn)品數(shù)模數(shù)據(jù)的輕量化，JT格式文件僅相當(dāng)于傳統(tǒng)3D文件的百分之一，對電腦配置要求不高，分析處理速度快。通過產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，根據(jù)零件號調(diào)用產(chǎn)品數(shù)據(jù)，進行數(shù)模的查詢、測量、比較、標(biāo)注、截面以及間隙檢查，進行虛擬裝配、尺寸鏈分析等一系列處理。

開發(fā)電子工藝系統(tǒng)代替了以往紙質(zhì)版工藝下發(fā)，利用電子工藝系統(tǒng)查看各車型項目工藝標(biāo)準(zhǔn)及工藝文件，包括工位零件信息、操作內(nèi)容、焊接信息、定位基準(zhǔn)等詳細(xì)內(nèi)容，電子工藝系統(tǒng)讓工藝文件存儲及變更更有條理、查詢檢索更為便捷，提升了工作效率。

3.2 工裝數(shù)據(jù)庫

工裝狀態(tài)是影響尺寸穩(wěn)定性的重要因素之一，建立工裝數(shù)據(jù)的信息化管理，有助于我們分析和解決相關(guān)尺寸波動。工裝數(shù)據(jù)統(tǒng)一歸納一個數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中（圖2），它包含有我們工裝設(shè)計圖、工裝測量數(shù)據(jù)、工裝調(diào)整記錄、TPM記錄、備件臺賬以及工裝貼合狀態(tài)記錄。如工裝TPM發(fā)現(xiàn)定位基準(zhǔn)松動磨損，會直接反映為數(shù)據(jù)波動變大，同樣我們數(shù)據(jù)上的突變，也可以查看相應(yīng)工位的TPM記錄是否發(fā)生過變化，如更換定位銷帶來的尺寸變化。備件臺賬是工裝管理的重要工具，通過備件更換記錄，識別易損件并及時備庫，同時根據(jù)消耗頻次分析我們工裝設(shè)計合理性，進一部優(yōu)化我們工裝設(shè)計結(jié)構(gòu)和材料標(biāo)準(zhǔn)，確保工裝長期穩(wěn)定有效。工裝零件貼合狀態(tài)記錄描述的是基準(zhǔn)與零件、壓頭與零件、零件與零件之間的間隙，能體現(xiàn)出工裝或零件的變化，一般而言間隙過大尺寸波動越大，對工裝鋼板間隙定期測量和進行記錄，有助于我們分析和找到尺寸波動的具體工位具體位置。

3.3 零件信息與問題管理系統(tǒng)

據(jù)統(tǒng)計一半以上車身尺寸偏差案例都是由零部件尺寸變化帶來的，必須對眾多供應(yīng)商零件進行數(shù)據(jù)測量和跟蹤管理，實現(xiàn)零件測量數(shù)據(jù)與整車尺寸監(jiān)控大數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)整車尺寸全過程的監(jiān)控、追溯和改進。供應(yīng)商對于高關(guān)注零件的尺寸進行日常測量監(jiān)控并及時反饋監(jiān)控數(shù)據(jù)，我們把改進工作向供應(yīng)商延伸，協(xié)助供應(yīng)商解決過程波動，提升了上下游各工藝鏈的穩(wěn)定性，才能減小整車尺寸6sig波動。通過供應(yīng)商零件數(shù)據(jù)的收集積累，建立起零件尺寸與整車尺寸關(guān)聯(lián)性，進行整車數(shù)據(jù)及供應(yīng)商鈑金零件波動的相關(guān)性分析，制定零件預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)甚至偏差控制標(biāo)準(zhǔn)，輸入供應(yīng)商執(zhí)行。對日常監(jiān)控及現(xiàn)場走訪識別的零件問題，要形成系統(tǒng)清單并滾動更新，在定期供應(yīng)商例會上進行跟蹤評審，推進問題措施的跟進落實，通過系統(tǒng)管理共同驅(qū)動我們實物質(zhì)量提升。

3.4 尺寸數(shù)據(jù)系統(tǒng)

尺寸數(shù)據(jù)系統(tǒng)是測量數(shù)據(jù)采集、加工以及存儲系統(tǒng)，也是數(shù)據(jù)查詢、分析及數(shù)據(jù)共享平臺、跨部門跨廠區(qū)尺寸信息交流的重要工具，從車型前期開發(fā)到停產(chǎn)全生命周期內(nèi)的所有測量數(shù)據(jù)應(yīng)上傳并長期保存在尺寸信息系統(tǒng)中（圖3）。它上傳的數(shù)據(jù)包括重點供應(yīng)商零件數(shù)據(jù)、沖壓件數(shù)據(jù)、在線測量數(shù)據(jù)、CMM測量數(shù)據(jù)、Audit測量數(shù)據(jù)以及整車匹配等制造全過程數(shù)據(jù)。

我們可以利用這個數(shù)據(jù)大平臺實現(xiàn)廣泛應(yīng)用，通過上下游完整尺寸數(shù)據(jù)建立起整車裝配表現(xiàn)與車身測量狀態(tài)、車身測量數(shù)據(jù)與零部件測量數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系，把下游質(zhì)量控制前移到上游把控。通過數(shù)據(jù)實時上傳服務(wù)器并智能分析，進行自動報警，開發(fā)通過郵件、手機端推送功能，發(fā)送報警信息給相關(guān)人員評估，從而快速發(fā)現(xiàn)缺陷、遏制缺陷。我們可以預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)報告模板，獲得定制的尺寸報告，后續(xù)無需重新設(shè)置就可以從報告服務(wù)器獲取所需的信息。也可以利用數(shù)據(jù)分析軟件進行尺寸數(shù)據(jù)的處理計算和統(tǒng)計過程分析，維護我們車身尺寸的穩(wěn)定。

3.5 變化點清單

車身尺寸質(zhì)量受人機料法環(huán)各方面影響，在車間生產(chǎn)過程中，變化點記錄管理是非常重要的，有利于各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制和質(zhì)量改進，通過變化點記錄預(yù)見性的發(fā)現(xiàn)問題或者出現(xiàn)問題后快速分析原因找出對策。有任何與工裝設(shè)備、人員、工藝、產(chǎn)品、生產(chǎn)條件以及質(zhì)量相關(guān)的事件都應(yīng)記錄，當(dāng)查看測量數(shù)據(jù)時，某個時間點發(fā)現(xiàn)的測量數(shù)據(jù)異常后，可查詢變化點清單可能與之相關(guān)的事件，有助于分析問題的原因;另一方面我們要根據(jù)變化點清單內(nèi)容，提前識別質(zhì)量潛在影響因素并及時采取干預(yù)措施，變化點管理不到位，可能會造成批量質(zhì)量問題。

3.6 案例庫

在不斷解決質(zhì)量問題的過程中，會形成大量的實踐經(jīng)驗，這些經(jīng)驗應(yīng)總結(jié)并吸收到我們數(shù)據(jù)管理中，當(dāng)解決某一問題時，可以搜索以往相似案例，為當(dāng)前問題提供參考，可以幫助我們快速找到問題原因和解決方案，避免許多重復(fù)的調(diào)查和驗證分析工作，通過案例學(xué)習(xí)也可以幫助快速培養(yǎng)人員。案例庫是我們不斷改進的基石，也為后續(xù)尺寸設(shè)計、質(zhì)量目標(biāo)規(guī)劃、工藝設(shè)計提供實踐支持。

4 結(jié)束語

完善我們的尺寸大數(shù)據(jù)系統(tǒng)建設(shè)，解決各類數(shù)據(jù)和信息的管理及使用問題，使尺寸數(shù)據(jù)更完整、信息傳遞更便捷、數(shù)據(jù)監(jiān)控更及時、分析應(yīng)用更快速，是維護和改進車身尺寸的重要手段，有助于提升我們的工藝制造能力和質(zhì)量競爭水平。

參考文獻：

[1]李正平，GDIS系統(tǒng)在整車尺寸數(shù)據(jù)領(lǐng)域的創(chuàng)新實施和應(yīng)用[J]，商品與質(zhì)量·學(xué)術(shù)觀察，2013.09.