SPC在汽車制造過程的應用

閔莉

摘 要：所有的產品都是過程的結果，SPC是運用數理統計方法對生產制造過程的數據加以收集、整理和分析，從而了解、預測和監控過程的運行狀態和水平。這是一種以預防為主的質量控制方法。

關鍵詞：SPC 控制圖 過程能力 過程控制

Application of SPC in Automobile Manufacturing Process

Min Li

Abstract：All products are the result of the process. SPC is the use of mathematical statistics to collect， sort and analyze the data of the manufacturing process， to understand， predict and monitor the operating status and level of the process. This is a quality control method that focuses on prevention.

Key words：SPC， control chart， process capability， process control

隨著汽車行業的飛速發展，質量問題越來越受到企業和客戶的關注。SPC技術是一種有效的質量控制方法，也愈來愈多地被廣大的汽車制造廠所接受并運用。有的推行成果顯著，但是也有的造成資源巨大浪費，歸咎其原因還是在于對SPC認識不足，對SPC運用存在一定的誤區。

1 SPC基礎知識介紹

SPC定義

SPC是Statistical Process Control的簡稱，即統計過程控制，是應用統計技術對過程中的各個階段進行評估和監控，建立并保持過程處于可接受的并且穩定的水平，從而保證產品符合規定的要求的一種質量管理技術。

2 控制圖介紹

2.1 控制圖基礎知識

影響質量波動的因素可分為普通原因和特殊原因兩類。普通原因是過程固有的，始終存在，對質量影響微小，但從技術上難以去除或從經濟上考慮不值得消除，如設備開動時的輕微振動等。

開始應用控制圖時，幾乎總不會恰巧處于穩態，用非穩態下的控制圖來控制未來，將會導致錯誤的結論。故一開始需要將非穩態的過程調整到穩態，這就是分析用控制圖的階段。待過程調整到穩態后，才能延長控制線作為控制用控制圖。

2.2 控制圖的選擇

控制圖的選擇參見圖1。

3 計量型控制圖的應用步驟

本節主要以某轎車整車廠焊裝車間焊接生產線間隙特性為案例，詳細介紹計量型控制圖在整車制造過程的應用步驟。

3.1 確定分析控制對象

主要是針對產品的關重特性進行分析控制。除關重特性的檢查為破壞性檢測或檢測成本很高外，其他所有關重特性都要做分析控制圖。

根據焊裝車間工藝規程和關重特性清單，確定C32B車型焊接生產線翼子板與前門中部1號間隙值為分析控制對象。

3.2 編制分析用控制圖的實施計劃

確定運用控制圖的工藝過程、工序、特性值等，編制實施計劃。

3.3 選擇控制圖類型

因車身間隙值數據屬于計量型特性，因此，選用計量型控制圖。

由于焊接車身每班檢測一次，樣本容量n=5，參照圖1選擇均值極差（X--R）控制圖作為控制圖。

3.4 繪制分析用控制圖

3.4.1 收集數據

通過收集125輛車身間隙值數據后，繪制控制圖如下（推薦使用Minitab）

3.4.2 過程穩定性判斷

根據控制圖判異準則，控制圖中未出現異常點，因此，翼子板與前門中部1號間隙值處于穩定受控狀態。

3.4.3 過程能力分析

①計算過程能力指數：Cpk=1.4116

②評價過程能力結果：由于Cpk >1.33，說明過程能力滿足要求，輸出結果可預測。

3.5 控制用控制圖的繪制和使用

繪制均值極差控制圖X--R：

①由于Cpk >1.33，且過程穩定，延長控制限應用于制造過程控制;

②數據統計人根據規定的取樣頻率和樣本容量、抽取樣本組，立即計算均值和極差，將其畫在控制圖中并與前點用短直線連接，并立即應用判異準則判定工序是否處于受控狀態;

③如工序處于非受控狀態，應立即分析異常原因并采取措施，確保工序恢復到受控狀態;

④將有效的措施納入文件固化。

4 計數型控制圖的應用步驟

本節主要以某轎車整車廠涂裝車間的面漆點補特性為案例，詳細介紹計數型控制圖在整車制造過程的應用步驟。

4.1 確定分析控制對象

根據涂裝車間工藝規程和關重特性清單，確定涂裝車間C32B車型的面漆點補特性為分析控制對象。

4.2 編制分析用控制圖的實施計劃

確定運用控制圖的工藝過程、工序、特性值等，編制實施計劃。

4.3 選擇控制圖類型

因車身漆面點補數據屬于計數型特性，因此，選用計數型控制圖。

由于單車點補數特性為缺陷數統計，車間對該特性進行100%檢驗，且每班產量不同，因此，選用U控制圖作為控制圖。

4.4 繪制分析用控制圖

4.4.1 收集數據

通過收集3470輛車點補數值數據后，繪制控制圖如下（推薦使用Minitab）。

4.4.2 過程穩定性判斷

根據控制圖判異準則，控制圖中未出現異常點，因此，該特性值處于穩定受控狀態。

4.4.3 過程能力分析

①計算過程能力指數：1-U平均=1-0.0023=0.9977=99.77%

②評價過程能力結果：由于過程能力指數大于99.73%，說明過程能力滿足要求，輸出結果可預測。

4.5 控制用控制圖的繪制和使用

U控制圖：

①因分析用控制圖上的點處于受控狀態，并且1-U>99.73%，且過程穩定，延長控制限應用于制造過程控制。

②數據統計人根據規定的取樣頻率和樣本容量、抽取樣本組，計算當班產品的不良率，將其畫在控制圖中并與前點用短直線連接，并立即應用判異準則判定工序是否處于受控狀態。

③如工序處于非受控狀態，應立即分析異常原因并采取措施，確保工序恢復到受控狀態。

④將有效的措施納入文件固化。

5 結語

本論文課題來源于某汽車制造廠C32B項目SOP階段，對制造過程控制展開的過程能力分析。論文依據實際工作，采取理論結合實際的論述方式，介紹了SPC相關基礎知識，說明了分析用控制圖與控制用控制圖的區別，并闡述了計量型與計數型控制圖運用的詳細過程。

通過在SOP階段引進SPC技術，一方面實現了對SPC技術的推廣，指導一線工人、檢驗人員進行數據采集并畫圖，運用控制圖判異準則判斷過程穩定性;另一方面對關重特性控制過程進行過程能力分析，選擇合適的檢驗方式，有效降低檢驗成本。

該車型經過前期SPC運用分析，過程穩定且過程能力滿足要求，故在導入量產階段后，根據實際情況降低了檢驗頻次及抽檢樣本量，節省了檢驗成本。通過制造現場控制圖的實時監控，過程持續穩定，且產品不合格率PPM為零。

目前各個汽車整車廠都在運用SPC開展過程能力分析，但SPC只是一個分析工具，只有結合5Why、魚骨圖等問題解決工具找到問題的根本原因，采取糾正預防措施徹底解決問題，形成問題的閉環管理，才能有效的提升過程控制能力。

參考文獻：

[1]GB/T 4091—2001，常規控制圖.

[2]統計過程控制（SPC）第二版，AIAG出版，2005.07.

[3]張公緒，孫靜.質量工程師手冊，企業管理出版社，2003.09.