汽車覆蓋件模具加工裝配階段質量提升的研究

張 蘭

（四川成飛集成科技股份有限公司，四川成都 610091）

1 引言

汽車覆蓋件是汽車中重要的零件，它不僅承擔著保護車內人員安全的作用，更重要的是讓汽車看起來美觀，讓人們有購買和使用的欲望。汽車覆蓋件是由特定的鋼板或者鋁板經模具沖壓制造的，它的質量好壞除了材料本身的影響外，主要就是由模具的質量決定，因此各個汽車覆蓋件模具廠家在提升模具質量的道路上不斷探索和前進。模具質量的好壞，除了影響零件本身的質量外，也是決定企業制造成本高低的一個重要因素。模具質量好，生產出的零件質量好，模具整改少，生產周期短，耗費成本就低；相反，模具質量差，生產出的零件質量差，模具反復整改，生產周期長，耗費的成本也很高。模具制造分方案分析、結構設計、加工裝配、研配調試四大過程，方案分析的質量一部分在結構設計中體現，更重要的是在研配調試階段體現；而結構設計的質量一般在加工裝配階段體現。本文主要以加工裝配階段為主，講解模具質量提升的方向和方法。

2 加工裝配階段故障分析

汽車覆蓋件模具從圖紙到成品主要是靠鑄件采購、鑄件加工、零件安裝等工序來實現的，也就是通常所說的加工裝配階段。鑄件形狀和材質，加工的范圍和程度，零件安裝的位置及要求等，都是由結構設計決定的。因此模具在加工裝配階段的質量影響因素主要有以下幾類：結構設計圖紙的質量、鑄件的質量、數控加工的質量和裝配的質量。每一個環節的質量對模具總的質量都有影響，但具體哪一個方面是影響模具整體質量的重要因素，需要用質量工具進行分析。

2.1 數據統計及分類

在進行分析前，首先需要對近幾年的模具質量進行數據統計。借助ERP系統，統計出了3年的不合格品審理單，每一年的數據大概有1,000多條，其中包含圖紙問題、鑄件問題、加工問題、裝配問題、設變等問題。問題處理有報廢、返修、返工、保留不處理等。數據繁多，難以進行分析，因此這里需要用質量工具的分層法，對所有數據進行分類。分層法（Stratification），又稱數據分層法、分類法、分組法、層別法，是把收集的原始數據，按照一定標志加以分類整理的一種方法。石川馨（Ishikawa Kaoru，QCC 之父、日本質量管理大師）曾經說過，“不對數據進行分層, 就不能搞好質量管理”[1]。這里按照不合格發生的現象進行分層，即按照圖紙問題、鑄件問題、加工問題和其他問題四大類進行分層。分層后的不合格情況如圖1所示。

圖1 近3年不合格情況統計

從圖1可以看出，鑄件問題和加工問題數量最多，是圖紙問題的兩倍以上，圖紙問題是其他問題的兩倍左右。從大類別來講，鑄件問題、加工問題和圖紙問題為主要不合格。每個大類需要再繼續細化分成若干個小類。如鑄件問題可分為鑄件夾渣、鑄件缺肉、鑄件干涉、鑄件造型不符、鑄件變形、鑄造標識錯誤等，加工問題也可分為加工尺寸超小、未加工到位、加工銑傷、加工形狀錯誤等，圖紙問題也可分為部件干涉、造型錯誤、部件尺寸錯誤、部件漏設計、BOM 表錯誤等。各個企業具體的不合格細分根據生產實際可自行定義，細分到每個類別能進行原因分析即為分層合理。下面以加工問題進行分析，再次使用分層法后的分布情況如圖2所示。

圖2 近3年加工問題不合格情況統計

從圖2 可以看出，尺寸超差和銑傷數量較多。為了驗證數據初步分析的正確性，可以用排列圖法進行驗證。排列圖法又稱帕累托（Pareto）圖法、主次因素分析法、二八原則法，它是找出影響產品質量主要因素的一種簡單而有效的圖表方法，是質量管理中應用較多的方法之一。應用MINITAB軟件，可以快速的生成排列圖。近3年加工問題排列圖如圖3所示。

圖3 近3年加工問題不合格情況排列圖

從近3年的排列圖可以看出加工尺寸超差和加工銑傷占了加工問題的90%以上，是加工問題的主要類型。找出主要問題類型后，需對問題進行逐一分析，然后針對主要原因進行整改，以提升質量。

2.2 原因分析

前面已分析出加工問題中的主要類型為尺寸超差和銑傷，需要對此兩個問題展開進行原因分析。在原因分析時可采用魚骨圖、樹圖、因果矩陣法、頭腦風暴法等質量工具。魚骨圖又名因果圖、石川圖，指的是一種發現問題“根本原因”的分析方法，一般分為問題型、原因型及對策型魚骨圖等幾類。頭腦風暴法又稱暢談法、自由思考法、智力激勵法等，是指參與人員在正常融洽和不受任何限制的氣氛中以會議形式進行討論、座談，打破常規，積極思考，暢所欲言，充分發表看法的一種方法。本文采用原因型魚骨圖，集合頭腦風暴法進行原因分析。加工尺寸超差分析的魚骨圖如圖4所示，銑傷問題分析類似，不再另述。

圖4 加工超差原因分析魚骨圖

3 主因確定

從魚骨圖的分析可以看出，主要原因是程編人員技能不足、無刀具使用規范和無培訓制度。魚骨圖的分析是從主觀上進行判斷的，需要再次用量化的數據對分析出的主因進行驗證，以確認主因。量化的主因確認可以使用排列圖、直方圖、SPC圖等。本文對3年來300多個加工超差的不合格進行調查分析，按照原因進行分類后，使用排列圖分析，得到結果如圖5所示。

從圖5可以看出，程編人員技能不足、無刀具使用規范和無培訓制度這3 個原因占了不合格數量的78%，與前文用魚骨圖分析的結果一致，因此可以判斷此3個原因為加工超差的主要原因。

圖5 加工超差原因分析排列圖

汽車模具的生產屬于單件生產，每一個不合格可能都是特殊情況，因此除了用排列圖對主因進行確定外，還可以使用每個不合拍造成的損失進行確認。

直方圖和排列圖法適合數量較多，影響因素較少的分析。汽車覆蓋件模具生產每一個模具都是單獨的一個零件，即模具制造為單件生產，單件生產的特點就是數據無法累計需要再次用到質量管理工具排列圖，對每一個故障的原因進行分析。

4 整改措施的制定

分析出主因后，需要對原因進行整改。在確定措施時，一般使用的質量工具有頭腦風暴法、對策魚骨圖、FEMA 表、流程圖等。不同的原因整改措施的確定不一樣，需要根據企業的實際情況進行分析和研究，本文針對以上3個原因分析后，制定了以下措施：對程編人員技能不足，可以從培訓、建立程編模板、統一程編規范、老帶新等方面采取措施進行整改；對數控工人刀具用錯可以使用專人選刀裝刀、程序定刀、刀具定規格定點放置、裝刀前校對檢查等措施整改；數控工人編程錯誤主要是針對一些小鑲塊、小零件和孔的加工，為節約工藝成本而采取人工現場編程，這類問題主要是由于工人技能不足引起的，因此可以采用工藝編程、選擇數控經驗足的工人統一編程、建立編程模板等方法。由于每個企業的人員情況，以及生產的產品情況均不相同，因此本文不詳細敘述各措施的具體做法，列舉方向以供參考。

在進出措施制定時，需要明確措施的執行者及負責人，完成方式、完成時間，復查時間等，以便措施能落地實施。為了根據措施的執行和后期的驗證，措施的制定可以建立表格形式，張貼在工作現場，即能督促措施的執行，也能對員工起到警示作用，促進全民質量意識的提升。

5 措施的驗證及固化

驗證措施的有效性，盡量使用同一種統計方法，以便準確判斷。某一時段的不合格情況跟當時段生產的產品數量的多少有一定關系。當時段生產的產品較少，不合格產生的幾率也較少，反映出的故障問題也較少；當時段生產的產品數量較多，不合格率也較高，反映出的故障問題也較多。故在驗證時盡量使用故障率或者不合格率來進行驗證，即總的不合格數與總生產的產品數量的比值來進行比較。用于驗證的數據一般最少采集3 個月到6個月時間段的數據，以盡量減少偶然因素的影響。

當措施被驗證有效時，需要對措施進行固化，以便能做到徹底根除不合格原因，達到提升質量的目的。固化一般以文件化或模板化的方式進行，即將措施形成制度或寫進規范和程序里，做到企業內員工應知盡知，同時固化的措施還可以避免因人員的調動或流失而被遺忘。

當措施被驗證無效，或效果不理想時，說明前期分析不徹底，或制定的措施未能有效針對原因的整改，需要再次進行分析和措施的制定，直到被驗證為有效。

6 結束語

汽車模具生產是個復雜的過程，涉及到的人員、過程和資源較多，要做到逐步提升模具加工裝配階段的質量提升，需要企業不斷地總結經驗和知識，合理運用質量管理工具對各種數據進行統計分析，找出整改的方向，持續改進，才能做到穩步提升，不斷提升企業產品的質量。