基于4M1D方法分析某輕型客車(chē)前風(fēng)窗 漏雨改進(jìn)策略

陳 輝

（南京依維柯汽車(chē)有限公司，江蘇 南京 211806）

前言

汽車(chē)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)過(guò)程需要做各類(lèi)性能試驗(yàn)，其中防雨密封性能作為輕型客車(chē)的重要性能衡量指標(biāo)，也是客戶(hù)主要關(guān)注的產(chǎn)品質(zhì)量點(diǎn)。輕型客車(chē)前風(fēng)窗、前圍、側(cè)窗、側(cè)圍、前后門(mén)、移門(mén)、天窗等區(qū)域均不允許在淋雨實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)滲水、滴水和流水現(xiàn)象[1]。某輕型客車(chē)的試驗(yàn)技術(shù)要求從淋雨時(shí)間，淋雨強(qiáng)度方面做了明確規(guī)定，主要內(nèi)容如下：霧化0.5 min，雨量強(qiáng)度為（4.3±0.1） L/min；小雨0.5 min，雨量強(qiáng)度為（6.2± 0.1）L/min；大雨2.5 min，雨量強(qiáng)度為（11.1±0.1）L/min；淋雨室系統(tǒng)管路工作壓力為大于2 bar[2]。本文所論述的某輕型客車(chē)在試生產(chǎn)淋雨試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)了前風(fēng)窗部位左右上R角，左右下R角，A柱側(cè)面及下橫梁位置有水滲入車(chē)內(nèi)現(xiàn)象，本文將利用4M1D方法闡述該車(chē)型前風(fēng)窗出現(xiàn)漏雨的原因及改進(jìn)策略。

1 4M1D方法概述

4M1D方法即人（man）、設(shè)備（machine）、來(lái)料（material）、方法（method）和設(shè)計(jì)（design）的簡(jiǎn)稱(chēng)，此方法是WCM（World Class Manufacturing）世界級(jí)制造管理模式[3]中QCS模塊的主要分析改進(jìn)工具。其中人的問(wèn)題利用TWTTP（The Way To Teach People指導(dǎo)員工方法）和HERCA（Human Error Root Cause Analyse人為錯(cuò)誤根本原因分析）[4]等工具找出人為問(wèn)題的根本原因并采取對(duì)應(yīng)措施；對(duì)于設(shè)備類(lèi)（包含了工裝）問(wèn)題通過(guò)設(shè)備改善7步法進(jìn)行分析改進(jìn)；來(lái)料問(wèn)題則是采用來(lái)料8步法改進(jìn)控制；方法類(lèi)問(wèn)題通過(guò)工藝修改改善；設(shè)計(jì)類(lèi)問(wèn)題則是主要通過(guò)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)修改改進(jìn)。

2 利用4M1D方法分析前風(fēng)窗漏雨的主要因素

某輕型客車(chē)試生產(chǎn)過(guò)程中淋雨試驗(yàn)出現(xiàn)前風(fēng)窗漏雨主要因素利用4M1D分析如附圖一所示（本文僅將有影響的因素做了說(shuō)明，經(jīng)過(guò)排查無(wú)影響的因素未列出）。其中人的原因主要有前頂與前門(mén)框搭接部位以及前門(mén)框與前風(fēng)窗下橫梁配合位置因膠未涂到位密封性不足造成漏水；前風(fēng)窗型面變形未 校正到位導(dǎo)致玻璃與其型面配合存在縫隙漏水。設(shè)備的原因主要有前風(fēng)窗玻璃膠涂膠設(shè)備膠型位置偏差造成膠與車(chē)身前風(fēng)窗型面配合不到位造成漏水。來(lái)料的主要因素有前風(fēng)窗玻璃型面偏差導(dǎo)致與車(chē)身前風(fēng)窗型面配合不良漏水。方法的主要因素有前頂蓋與前風(fēng)窗位置涂裝涂膠采用排刷膠容易出現(xiàn)膠砂眼；總裝裝配前風(fēng)窗時(shí)固定用綁帶受力面偏小，玻璃固定貼合不易保證；前檔玻璃膠型對(duì)接接口位于下側(cè)，被儀表板遮擋無(wú)法刮服帖，導(dǎo)致存在縫隙進(jìn)水。設(shè)計(jì)的主要因素有前頂與前門(mén)框搭接部位存在臺(tái)階面和縫隙；前門(mén)框與前風(fēng)窗下橫梁搭接部位左右各存在1.5 mm左右臺(tái)階面和5 mm左右縫隙；前風(fēng)窗下裝飾板固定孔多增加進(jìn)水風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 4M1D分析前風(fēng)窗漏雨因素

3 結(jié)合4M1D方法采取應(yīng)對(duì)策略解決前風(fēng)窗漏雨問(wèn)題

3.1 人為因素問(wèn)題改進(jìn)方法

某輕型客車(chē)車(chē)型淋雨試驗(yàn)時(shí)前風(fēng)窗漏雨的主要人為因素是前頂與前門(mén)框搭接部位涂膠不到位和前風(fēng)窗型面變形未校正到位兩個(gè)方面內(nèi)容，其中涂膠操作工熟知操作規(guī)范要求，但是存在刷膠過(guò)快時(shí)有刷不到位現(xiàn)象且自查未能有效發(fā)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)涂膠操作過(guò)程要求特別是刷膠速度再次規(guī)范培訓(xùn)，同時(shí)增加膠烘干后工序檢查防止出現(xiàn)膠砂眼車(chē)輛流出涂裝。針對(duì)前風(fēng)窗型面變形未校正到位問(wèn)題利用TWTTP工具分析如下表1所示。操作工對(duì)于本崗位的操作內(nèi)容要求、判斷標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容均熟悉；再結(jié)合觀察現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過(guò)程并利用HERCA分析見(jiàn)表2，其中前風(fēng)窗校正工序操作流程如下：操作工所使用的檢具完全依靠人工從線(xiàn)邊拿取后放置于車(chē)身上，操作工將變形區(qū)域標(biāo)識(shí)出來(lái)，然后將檢具放回原處，接下來(lái)對(duì)變形區(qū)域校正后再?gòu)木€(xiàn)邊將檢具拿回復(fù)核，如有超差部位還需重復(fù)上述動(dòng)作，這樣的操作過(guò)程增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，容易造成疲勞而疏忽遺忘某些部位校正。改進(jìn)方案是將前風(fēng)窗檢具用平衡器吊在操作工校正工位上方的側(cè)面，操作工需要檢具時(shí)直接從旁邊拉過(guò)來(lái)即可，減輕了工作量和拿取檢具的工時(shí)，操作工有更多的時(shí)間用于檢查和校正，防止漏校正。另外出現(xiàn)前風(fēng)窗型面變形的部位主要是點(diǎn)焊過(guò)程人工點(diǎn)焊焊鉗磕碰變形，為此將人工點(diǎn)焊改為機(jī)器人點(diǎn)焊，極大地減少了變形點(diǎn)。

表1 TWTTP分析前風(fēng)窗型面變形未校正問(wèn)題

表2 HERCA分析前風(fēng)窗型面變形未校正問(wèn)題

3.2 設(shè)備問(wèn)題改進(jìn)方案

針對(duì)此車(chē)型前風(fēng)窗漏雨問(wèn)題設(shè)備原因主要是前風(fēng)窗玻璃涂膠設(shè)備運(yùn)行軌跡在4個(gè)R角部位不合理導(dǎo)致膠倒伏，裝配后R角部位出現(xiàn)縫隙造成淋雨進(jìn)水，采用設(shè)備改善7步法予以分析改進(jìn)，見(jiàn)表3。最終采取的主要措施是將涂膠設(shè)備運(yùn)行軌跡在R角部位由原來(lái)的小R弧度改為了較大R弧，同時(shí)玻璃與膠嘴之間夾角也由90°調(diào)整為88°左右，有效改進(jìn)了膠倒伏問(wèn)題。

表3 設(shè)備7步法分析改進(jìn)前風(fēng)窗玻璃膠軌跡偏差問(wèn)題

3.3 來(lái)料因素改進(jìn)措施

該車(chē)型前風(fēng)窗漏雨的來(lái)料因素主要是前風(fēng)窗玻璃存在面差，利用來(lái)料八步法改進(jìn)步驟如下，見(jiàn)附表4。前風(fēng)窗玻璃在制件得到全面核查處置，找到根本原因并通過(guò)模具修改得到有效改進(jìn)，并通過(guò)零缺陷條件的建立做到持續(xù)控制。

表4 來(lái)料問(wèn)題八步法改進(jìn)前風(fēng)窗玻璃型面偏差問(wèn)題

3.4 方法因素改進(jìn)措施

方法類(lèi)問(wèn)題改進(jìn)主要有調(diào)整優(yōu)化工藝流程、工藝參數(shù)、工藝方案，增加輔助工藝裝備等措施。此車(chē)型前風(fēng)窗漏雨的方法原因主要有以下三個(gè)方面：

（1）涂裝對(duì)于搭接縫部位采用刷膠方式易產(chǎn)生膠刷薄烘烤后導(dǎo)致膠出現(xiàn)孔洞漏水，采取工藝改進(jìn)措施為將刷膠改為刮板逆向向搭接縫刮膠，能夠有效填充搭接部位縫隙。同時(shí)在焊裝拼焊時(shí)在前頂與前門(mén)框，搭接點(diǎn)焊配合部位增加點(diǎn)焊密封膠，這樣與涂裝外側(cè)膠行成雙道密封，提升了防水保險(xiǎn)系數(shù)。對(duì)前門(mén)框與前風(fēng)窗下橫梁搭接部位由于結(jié)構(gòu)局限不能點(diǎn)焊只能采用CO2焊固定，則在搭接縫外側(cè)黏貼膠片同時(shí)涂裝在膠片邊緣再涂一道密封膠。

（2）總裝前風(fēng)窗玻璃裝配固定用綁帶原有兩側(cè)固定長(zhǎng)度為30 cm左右，出現(xiàn)玻璃與車(chē)身型面局部未壓服貼膠固化后有縫隙而漏水，改進(jìn)方案則是將兩側(cè)緊固件加長(zhǎng)到50 cm，提升壓緊力使得玻璃膠與前風(fēng)窗型面緊密粘接。

（3）針對(duì)前風(fēng)窗玻璃膠搭接部位由于原工藝定于下部，膠對(duì)接接口區(qū)域被儀表板遮擋相應(yīng)空間太小無(wú)法用工具將搭接膠抹平順導(dǎo)致接口部位存在縫隙，淋雨試驗(yàn)時(shí)水從膠對(duì)接縫隙處流入到儀表板區(qū)域從而進(jìn)入車(chē)內(nèi)駕駛室。此處將玻璃膠對(duì)接接口部位改在了右側(cè)A柱中間位置，前風(fēng)窗玻璃裝配后非常方便人員利用工具將對(duì)接部位膠刮平順使得膠對(duì)接接口無(wú)縫對(duì)接，淋雨試驗(yàn)時(shí)水不再?gòu)哪z接口處流入車(chē)內(nèi)。

3.5 設(shè)計(jì)類(lèi)因素改進(jìn)策略

設(shè)計(jì)類(lèi)因素主要有設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理等方面問(wèn) 題，主要通過(guò)變更產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)或增加工藝方法予以改進(jìn)。該車(chē)型前風(fēng)窗漏雨問(wèn)題與設(shè)計(jì)有關(guān)的主要因素有前風(fēng)窗上下左右四個(gè)R角區(qū)域相應(yīng)門(mén)框與前頂，門(mén)框與前風(fēng)窗下橫搭接點(diǎn)焊部位分別存在約5 mm寬1.5 mm高的臺(tái)階縫隙，當(dāng)前風(fēng)窗玻璃裝配后這幾個(gè)臺(tái)階縫區(qū)域極易形成膠眼，造成淋雨時(shí)水從這幾處進(jìn)入車(chē)內(nèi)。由于車(chē)身結(jié)構(gòu)已定型不便修改，于是采用工藝方案進(jìn)行彌補(bǔ)設(shè)計(jì)不足，此四處臺(tái)階縫區(qū)域在總裝裝配玻璃之前先分別涂一道膠（見(jiàn)圖2），利用膠填平臺(tái)階縫。

圖2 前頂蓋與門(mén)框搭R角區(qū)域改進(jìn)前后對(duì)比圖（門(mén)框與前風(fēng)窗下橫梁左右下R角部位進(jìn)行了類(lèi)似改進(jìn)）

另一設(shè)計(jì)因素是前風(fēng)窗下裝飾板固定孔偏多，導(dǎo)致淋雨試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)雨水從這些孔進(jìn)入車(chē)內(nèi)，設(shè)計(jì)改進(jìn)方案是取消了幾個(gè)輔助工藝孔（由21個(gè)減少到17個(gè)），同時(shí)將焊裝用的定位工藝孔在總裝用膠片封堵（4個(gè)），其余裝配前風(fēng)窗下裝飾板的孔將孔徑縮小（直徑分別減少0.4 mm）使得固定卡座與 孔緊密配合提升防水性能。

4 后續(xù)改進(jìn)建議

該車(chē)型前風(fēng)窗淋雨漏雨問(wèn)題通過(guò)上述從4M1D幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)后得到了有效改進(jìn)，結(jié)合此次改進(jìn)過(guò)程，對(duì)于后續(xù)進(jìn)行新車(chē)型開(kāi)發(fā)時(shí)可以分析考慮前風(fēng)窗部位從以下幾個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化從本質(zhì)上提升防水性能。

（1）將前風(fēng)窗外側(cè)結(jié)構(gòu)由分體式零件拼裝而成改為單個(gè)整體式?jīng)_壓件，有利于減少外側(cè)拼接縫。

（2）將前風(fēng)窗外側(cè)沖壓鐵件拼縫部位由點(diǎn)焊焊接工藝改為激光焊，提升焊縫的密封性能。

（3）盡量不采用前風(fēng)窗下裝飾板結(jié)構(gòu)，直接由沖壓鐵件造型。如確實(shí)需要采用裝飾件裝配，盡量減少裝配孔，同時(shí)將裝配孔盡可能設(shè)計(jì)在Ⅹ向或Y向平面上，要減少Z向平面上的裝配孔，因Z平面容易儲(chǔ)水增加雨水進(jìn)入車(chē)內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

本文利用4M1D方法對(duì)某輕型客車(chē)試生產(chǎn)階段淋雨試驗(yàn) 出現(xiàn)前風(fēng)窗漏雨問(wèn)題進(jìn)行了深入分析，從人工控制、工裝設(shè)備、零部件質(zhì)量、焊接工藝、涂裝工藝、總裝裝配工藝，以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)等方面采取有力措施取得了有效的成果。同時(shí)4M1D分析改進(jìn)方法也為解決汽車(chē)生產(chǎn)制造過(guò)程出現(xiàn)的其他問(wèn)題提供借鑒意義。