基于測量系統(tǒng)分析（MSA）對汽車某車型加油口蓋總成檢具設(shè)計方案優(yōu)化研究

韋永寅

基于測量系統(tǒng)分析（MSA）對汽車某車型加油口蓋總成檢具設(shè)計方案優(yōu)化研究

韋永寅

（柳州柳新汽車沖壓件有限公司，廣西 柳州 545005）

為對產(chǎn)品尺寸品質(zhì)進行有效控制，論文對產(chǎn)品的檢具測量系統(tǒng)進行分析及改進，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性，為產(chǎn)品質(zhì)量保證及提升提供有效的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

尺寸控制；檢具；測量系統(tǒng)分析；改進

前言

對于白車身尺寸精度控制的測量技術(shù)，汽車專用檢具仍起著非常重要的作用，特別是在供應(yīng)商處生產(chǎn)的分總成部件，主要是應(yīng)用專用檢具進行尺寸精度測量及控制。隨著汽車質(zhì)量控制要求不斷提升，對測量系統(tǒng)的精度及準(zhǔn)確性要求就更高，對測量系統(tǒng)的分析及改進逐步成為不缺少的環(huán)節(jié)，這樣才能使產(chǎn)品尺寸的測量值更加接近真實值，便于產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化及提升。本文對某車型加油口蓋總成檢具測量系統(tǒng)進行分析，闡述檢具測量系統(tǒng)分析、存在問題及改進方案。

1 背景：某車型加油口蓋總成測量數(shù)據(jù)波動大

某車型加油口蓋數(shù)據(jù)，不同測量員偏差不一致，面差極差范圍：0.3 mm～0.9 mm，間隙極差范圍：0.3 mm～0.8 mm。加油蓋總成尺寸精度數(shù)據(jù)獲取不準(zhǔn)確，對產(chǎn)品質(zhì)量提升影響大。產(chǎn)品公差帶為1.0 mm，波動范圍已占公差帶的60%以上，說明測量過程很不穩(wěn)定或測量系統(tǒng)能力不足，當(dāng)測量系統(tǒng)能力不足時，測量與檢驗的品質(zhì)會較差[1]，需開展解析與改進，提升測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

2 測量系統(tǒng)初步分析及確認

由于測量系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)波動比較大，為確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，運用測量系統(tǒng)分析技術(shù)（MSA）進行分析。測量系統(tǒng)分析步驟如下：

（1）確認測量系統(tǒng)組成，涉及系統(tǒng)的所有要素：測量員、加油口蓋總成檢具、面差表、間隙尺、被測量加油口蓋總成。

（2）測量系統(tǒng)分析特性選取及確認：根據(jù)實際情況，由于不同的人員需要使用該檢具，故開展重復(fù)性及再現(xiàn)性分析[2]。

表1 某車型加油口蓋總成測量數(shù)據(jù)

測點公差/mm面差極差間隙極差 1±0.50.70.8 2±0.50.40.6 3±0.50.30.3 4±0.50.60.6 5±0.50.80.6 6±0.50.80.8 7±0.50.80.6 8±0.50.90.6

（3）為保證測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，確認分析方法：選擇3名測量員，在不知情的情況下利用校準(zhǔn)合格的量具對隨機抽取的10個樣品進行盲測，每名測量員對同一樣品的同一特性重復(fù)測量3次，而且他們之間不能看到彼此的結(jié)果[2]。

初步的測量結(jié)果及分析見表2。

表2 測量結(jié)果及分析

評價人試驗次數(shù)/零件號12345678910 A1?0.40?0.60?0.50?0.50?0.60?0.70?0.60?0.70?0.90?0.40 2?0.50?0.70?0.50?0.50?0.60?0.60?0.60?0.70?1.00?0.40 3?0.50?0.70?0.40?0.50?0.50?0.70?0.50?0.60?0.90?0.40 B1?0.50?0.70?0.50?0.30?0.60?0.70?0.50?0.40?0.80?0.80 2?0.50?0.70?0.70?1.00?0.50?0.70?0.50?0.60?0.90?0.40 3?0.50?0.70?0.20?0.30?0.50?0.70?0.50?0.60?0.80?0.30 C1?0.50?0.70?0.50?0.50?0.50?0.60?0.50?0.60?0.80?0.30 2?0.50?0.70?0.50?0.50?0.60?0.60?0.50?0.60?0.80?0.30 3?0.50?0.60?0.40?0.50?0.60?0.60?0.60?0.60?0.90?0.30

將測量結(jié)果根據(jù)測量系統(tǒng)分析手冊[2]解析方法得出以下結(jié)果：

（1）重復(fù)性－設(shè)備變差（）：%EV=100×（）=100×（0.067/0.162）=41.4%，占比很大，說明檢具系統(tǒng)本身的變差大，需進行解析及改進[2]。

（2）再現(xiàn)性－測量人變差（）：%AV=100×（）=100×（0.0.012/0.162）=7.7%，占比很小，說明人員的影響比較小。

（3）重復(fù)性及再現(xiàn)性：%R&R=100×（R%R）=100×（0.068/0.162）=42.1%>30%，測量系統(tǒng)不可接受，需進行解析及改進[2]。

（4）有效分辨率=1.41×（）=1.41×（0.147/0.068）=3.04<5，分辨力不足[2]。

3 檢具測量系統(tǒng)分析及改進

3.1 分辨力不足的改進

表3 分辨力不足的改進

測量儀器分辨力要求實際應(yīng)用改進方案 小于公差帶的十分之一（公差為1.0，即小于0.1）面差表顯示是兩位小時，測量員為了方便填寫數(shù)據(jù)及提升效率，只讀1位讀取兩位小數(shù)，確保有足夠的分辨力

3.2 檢具測量系統(tǒng)分析

使用同樣的方法，對測點4的間隙重復(fù)性和再現(xiàn)性分析，%EV=61.0%，同樣說明檢具測量系統(tǒng)變差很大。

測量系統(tǒng)變差大，而再現(xiàn)性比較小，重點對檢具系統(tǒng)進行分析，一般檢具的定位系統(tǒng)對測量結(jié)果影響很大，取決于定位系統(tǒng)的好壞，重點策定位策略進行解析。

對檢具測量系統(tǒng)增加定位后，測量結(jié)果及分析如表4。

將測量結(jié)果根據(jù)測量系統(tǒng)分析手冊[1]解析方法得出以下結(jié)果：

（1）重復(fù)性－設(shè)備變差：%EV=100×（）=100×（0.037/0.493）=7.5%，占比大大降低，檢具本身的變差小，改進方案取得較好的效果。

圖1 改進方案

表4 測量結(jié)果及分析

評價人試驗次數(shù)12345678910 A1?0.20?0.29?0.22?0.85?0.480.73?0.53?0.70?0.43?0.03 2?0.16?0.20?0.19?0.88?0.530.73?0.50?0.63?0.37?0.09 3?0.26?0.24?0.22?0.86?0.520.75?0.46?0.67?0.41?0.03 B1?0.26?0.26?0.24?0.81?0.520.74?0.41?0.60?0.40?0.12 2?0.29?0.32?0.19?0.80?0.480.89?0.40?0.47?0.37?0.08 3?0.22?0.28?0.21?0.80?0.530.74?0.51?0.59?0.38?0.05 C1?0.28?0.27?0.22?0.91?0.570.54?0.44?0.65?0.40?0.11 2?0.22?0.29?0.26?0.92?0.590.61?0.50?0.69?0.42?0.13 3?0.27?0.22?0.24?0.90?0.650.58?0.53?0.62?0.39?0.09

（2）再現(xiàn)性－測量人變差：%AV=100×（）=100×（0.031/0.493）=6.3%，與改進前結(jié)果基本一致，說明人員的影響比較小。

（3）重復(fù)性及再現(xiàn)性：%R&R=100×（R%R/）=100×（0.048/0.493）=9.8%<10%，變差大大降低，測量系統(tǒng)可接受[1]。

（4）有效分辨率=1.41×（）=1.41×（0.491/0.048）=14.3>5，分辨力大幅度提升，可接受[1]。

4 總結(jié)及測量技術(shù)發(fā)展展望

通過對檢具測量系統(tǒng)進行測量系統(tǒng)分析，對檢具的定位系統(tǒng)進行改進，有效減少測量過程中的變差，為產(chǎn)品測量數(shù)據(jù)的有效性提供測量系統(tǒng)保證。檢測是機械制造的“眼睛”[3]，若測量系統(tǒng)的能力不足，那就無法起到探測不良的作用。測量系統(tǒng)分析及改進對產(chǎn)品尺寸控制起著重要作用，需要在品質(zhì)控制中重視測量系統(tǒng)分析運用，為產(chǎn)品質(zhì)量提升提供有效的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

隨著掃描、三坐標(biāo)測量等高效測量技術(shù)的發(fā)展，以后會更多地運用到品質(zhì)控制當(dāng)中，但對測量系統(tǒng)的分析及改進仍然需要進一步研究及應(yīng)用，以保證測量系統(tǒng)滿足更高的品質(zhì)控制需求。

[1] 李友錚.品質(zhì)管理-整合性思維[M].北京:經(jīng)濟管理出版社,2014.

[2] Michael Down,Frederick Czubak,Gregory Gruska,etc.Measurement Systems Analysis[M].4th ed.[S.I.]:[s.n.],2010.

[3] 李舒燕.公差與配合[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社,2007.

Based on the Measurement System Analysis (MSA) to Optimize the Design Scheme of the Fuel Filler Cap Assembly Inspection Tool of a Certain Automobile Model

WEI Yongyin

( Liuzhou Liuxin Auto Stamping Co., Ltd., Guangxi Liuzhou 545005 )

In order to effectively control the product size of the products, analyze and improve the measurement system of the checking fixture, ensure the accuracy and stability of the measurement results, and provide effective data basis for product quality assurance and improvement.

Dimension control; Inspection tool; Measurement system analysis;Improvement

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.021.026

U463

A

1671-7988(2021)21-104-03

U463

A

1671-7988(2021)21-104-03

韋永寅（1986.07—），工程師，就職于柳州柳新汽車沖壓件有限公司，主要研究方向為尺寸工程、計量、質(zhì)量管理。