車身尺寸合格率控制的研究

許永輝 楊明星 李振華

（上汽通用五菱汽車股份有限公司 青島分公司，山東 青島 266555）

【摘 要】隨著汽車工業的飛速發展，國內消費者的購買力日益增強，對汽車的要求日趨提高。就一臺整車而言，提高車身質量相當于間接提升了整車質量。為了提高和控制車身尺寸合格率，通過人員操作變量、設備的穩定性、零件質量的一致性、工藝過程的一致性、三坐標測點設計的合理性、測量過程的穩定性等方面對白車身尺寸加以研究和分析，面向最終用戶的需求，提高車身尺寸合格率及穩定性，提升客戶滿意度。

【關鍵詞】車身尺寸；合格率；三坐標；方法

【中圖分類號】U463.82 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）07-0102-04

0 引言

1978年，我國汽車產量不足15萬輛；2009年，在國際金融危機沖擊、全球汽車市場蕭條的形勢下，我國汽車產銷突破千萬輛大關，躍居世界第一；2015年全年中國汽車銷量為2 459.8萬輛。自2013年以來，連續3年超過2 000萬輛。根據中國汽車協會的預測，2016年中國汽車全年銷量為2 604萬輛。連續的快速增長，意味著中國消費者的日益龐大，但同時對品質的要求越來越高。對于汽車制造企業而言，客戶滿意度則成為衡量其品牌價值的重要指標。承擔了眾多電氣化設備上層建筑的車身生產制造，作為汽車制造的前端，則顯得尤為重要。車身質量決定著汽車行駛性、舒適性，而車身的尺寸控制又是建造“金字塔”的基石。本文結合上汽通用五菱股份有限公司（簡稱通用汽車）的生產實際，以及通用汽車先進的生產管理經驗，對車身尺寸的控制（如人員操作變量、設備的穩定性、零件質量的一致性、工藝過程的一致性、三坐標測點設計的合理性、測量過程的穩定性等）進行說明。

下面以解決某車型車身尺寸合格率不達標為例，闡述尺寸合格率控制的方法和過程。

1 某P車型車身合格率連續不達標

2016年1月份出現某P車型車身合格率不達標，且合格率有持續下滑趨勢，具體表現如圖1所示。

因該車型產量高，市場保有量大，影響范圍廣，因此公司在第一時間展開分析和調查工作。

2 合格率不達標原因分析及調查

本文著重針對某P車型合格率不達標問題進行分析，從“人、機、料、法、環”5個方面，利用魚骨圖展開分析，希望能夠從中尋找到導致該問題的主要原因（如圖2所示）。

2.1 人員操作變量

在整個車身制造過程中，要求穩定車身尺寸和提高車身尺寸精度，而人員的因素在其中非常重要。在生產過程中，正確的過程、正確的工具、正確的零件都與人員的職業素養密不可分，人員的操作直接影響到結果，從生產線第一現場的操作人員到掌握工藝信息的工程師等，涉及的每個環節和個人，都非常重要。人人都將車身制造制造質量為核心，以客戶的需求為第一要務，都愿意為提高制造質量和車身尺寸穩定性出力。

作為第一現場的操作人員，對制造的產品質量負有直接的責任。在生產過程中，要求員工執行“三不原則”（不接受缺陷，不制造缺陷，不傳遞缺陷），嚴格按照作業指導書進行操作，發現有任何缺陷及變異點，需立刻通知相關人員，并及時進行排查，制定措施解決問題。而作為工程師，更應深入現場了解情況，對制造流程及環節做到一清二楚，在員工需要獲得現場指導時給出合理的意見和建議；掌握在線測量和離線測量數據，對數據進行分析，將潛在的變異趨勢扼殺在搖籃里。對于設備維修人員，需要確保設備正常和穩定運行。測量工程師要根據質量控制計劃安排各車型的測量計劃，按時、定量地完成各種車型的測量任務，提供可靠的測量數據和分析建議等。

結合本案例所涉及的某P車型合格率下降問題，通過現場制造確認和了解相關操作和質量記錄后發現，各級人員在本次生產制造環節中各司其職，未發現明顯影響車身合格率的因素。

2.2 設備的穩定性

就目前汽車工業而言，車身的尺寸及質量穩定性主要依賴于良好的設備。而涉及的設備，如輸送裝置、焊接裝置等是輔助性設備，對產品質量并不產生直接影響；然而，工裝作為零件的直接接觸定位，成為最終輸出結果的重中之重，工裝的運行狀態直接影響整個車身質量。

本案例所涉及的某P車型為半自動生產線P線，P線總計13個工裝。由于保證工裝的精度是首要任務，因此需要定期組織工藝工程師、CIP及測量人員對工裝進行校準，主要的定位銷按照±0.15 mm、定位面按照±0.2 mm進行校準，通過分析測量數據，判斷哪些工裝的穩定性不足，哪些工裝需要更換，哪些工裝需要增加校準頻次。技術部門還要進行工藝紀律檢查等；除了全面校準測量外，還可以采用一些快速檢查方法，如簡易工裝標定法、劃線法、激光定位等。

除此以外，生產工段還應該對所轄工裝進行周期性TPM（全員生產性維護），對工裝的定位面及銷子進行清理清潔，保證工作平臺井然有序；對發現的工裝松曠磨損要及時報修及更換。

就本次某P車型車身尺寸合格率下降問題，主要抽查近期剛剛校準完成關鍵工裝總拼4#校準記錄（如圖3所示）。臨時安排三坐標及車身工藝相關人員對總拼6#進行校準確認，并未發現影響車身合格率的問題點。

2.3 零件質量的一致性

伴隨用戶需求的提高，無論是對整車工廠，還是對于汽車零部件供應商，都面臨同樣的問題，做到最佳的成本，引進先進的管理經驗，精益化生產，減少浪費，縮短生產周期等，提高產品質量的一致性，獲得用戶認可。

對于整車工廠而言，拼裝焊接的各個零部件的質量決定了最后車身的質量，零件基礎決定車身狀態。如果有零件總成沒有達到標準而被大量地使用到車身焊接過程中，其最終輸出的質量則無法保證。不但有可能影響生產的正常運行，還有可能影響下工序的總裝零件裝配，導致較大的質量事故，由此造成返修、等待等不必要的浪費。因此，零件質量的一致性控制尤為重要。

為了提高供應商零件制造能力，應該讓其從項目階段初期就參與其中，并著手培養它們的技術人員，使供應商有足夠的研發能力，從而不斷提高自身的品質控制能力。整車工廠幫助供應商獲得良好的生產能力和技術能力，也是在幫助自己順利地完成生產任務。整車工廠在供應商有足夠的自控能力的同時，還應進行相應的零部件抽檢、供應商零件審核等工作，如車身車間或質量部定期對供應商生產的關鍵零件進行抽檢，從整車工廠的角度進行檢查，促使供應商經常自檢、自查、自糾。對于有問題的零件及時反饋、停用及糾正。建立起供應商零件數據庫，將供應商的關鍵零件按照特定的頻次進行全尺寸測量并將數據上傳，由工程師進行分析評估。組織供應商審核，由主機廠中有經驗的尺寸工程師組成審核小組對關鍵零部件及生產程序進行審核。

就本次所開展的某P車合格率下降原因分析，將重點調查對象鎖定為某P車型前后車架，由整車工廠采用三坐標抽檢該前后車架總成后發現，P車型后車架合格率低（如圖4所示），且前車架總成前部出現縱梁翹曲，與支基面離空超過4.0 mm（如圖5所示）。結合車身三坐標測量數據發現，前部整體偏高。該問題為本次合格率不達標之要因。

2.4 工藝過程的一致性

為了保證生產過程的一致性及最終車身尺寸的穩定性，這個生產過程需要有作業指導書、工藝指導書、檢驗標準及各種規程制度的指引，它們能夠及時準確地反映出產品的工藝和質量要求，操作人員嚴格按照規程作業，是保證車身尺寸和質量的先決條件。

車身制造是一個龐大、系統的過程，車身有數百個沖壓件，數個大總成，幾十個不同工位按照一定的工藝集成在一起，其工藝過程復雜程度可想而知，因此單個環節出現偏差，是很難從最終結果中發現的，例如零件偏差、工裝偏差、零件強度、焊接順序等導致偏差累計等。

結合某P車型合格率下降的案例，共計抽查工藝文件等5份文件，并未發現與之不符的情況。

2.5 三坐標測點設計的合理性

在整車工廠車身生產過程中，三坐標測量的目的是確定過程控制和不斷進行改進，面向的是下工序客戶；而對于本工序則主要應用于車身工藝穩定性控制、裝配功能控制及裝配過程的分析，按照測點功能的不同，將車身三坐標的量點分為3類：關鍵功能基準檢測點（Key Function Points）、關鍵產品特征檢測點（Key Product Characteristic及安裝匹配尺寸（Key Control Characteristic），而其中關鍵功能基準點又包括安裝匹配點，車身定位點、底盤關鍵點3種。關鍵功能基準點能夠反映出車身的定位狀態及對下工序的裝配影響，以及某些總裝關注的關鍵性能指標點。

關鍵產品特征檢測點能夠反映車身零件、分總成、總成等關鍵特征的變化，此類點的變差將極大地影響產品的性能指標；關鍵控制特征檢測點是關鍵產品特征點的必要保證，其作用是控制裝配中工裝夾具對車身裝配尺寸的質量。

車身制造過程中存在各種偏差，如何控制這些偏差是提高車身尺寸及質量的關鍵，在涉及車身測點分布時要考慮這些因素，能夠對制造過程給予合理的反應。測點的分布既不能過于稀疏，也不能過于密集，稀疏會使測點失去其監控意義，太密集又會導致資源浪費及車身尺寸數據敏感性變強。

結合某P車型車身尺寸合格率下降問題，通過檢查故障區域測點分布，未發現不合理的因素。

2.6 測量過程的穩定性

車身尺寸合格率主要是三坐標測量結果輸出，因此該測量過程的合理性也是影響結果的重要因素。測量工作開始前，應有測量員按照作業指導書對車身進行檢查，只有滿足測量要求時，才能進行測量工作。檢查時，應確認該車身的生產班次、外觀等信息，確保測量室內溫濕度達標，一般要求室溫為20 ℃，相對濕度為30%～80%（設備不同要求會有所不同）；測量設備應定期校準，有相應計量證書等。測量過程所使用的工具正確，如測量支架的狀態良好等。

經過抽查溫、濕度環境記錄及設備校準記錄發現，均符合要求。

3 結語

通過上述分析，結合某P車型車身尺寸合格率下降問題，經過確認某P車前車架翹曲及后車架合格率下降為影響車身合格率的主要原因。經采用本文闡述的方法后，某P車型車身合格率整體提升了約6個百分點（如圖6所示）。因此，從員操作變量、設備的穩定性、零件質量的一致性、工藝過程的一致性、三坐標測點設計的合理性、測量過程的穩定性等方面進行車身尺寸合格率控制活動是行之有效的，可以解決車身尺寸質量問題，提高問題解決效率，為企業節約成本。

參 考 文 獻

[1]唐遠志，向雄方.汽車車身制造[M].北京：化學工業出版社，2009.

[2]曾昭華，傅祥志.優化設計[M].北京：機械工業出版社，1992.

[3]關文達，吳明，張凱良.汽車構造[M].第2版.北京：清華大學出版社，2009.

[責任編輯：陳澤琦]

【作者簡介】許永輝，男，河南濮陽人，本科，上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司助理工程師，從事車身尺寸控制工作；楊明星，男，山東青島人，本科，上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司助理工程師，從事零部件監測工作；李振華，男，山東青島人，本科，上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司工程師，從事車身焊接質量工作。