车身尺寸稳定性控制方法龚国平(沙济伦博士指导) 2005年11月奇瑞公司规划设计院编写本文目的⏹讨论建立车身尺寸稳定性指标的必要性、可行性以及如何实施。
⏹介绍车身尺寸稳定性控制方法。
公司目前车身尺寸控制指标⏹目前,公司车身尺寸主要控制指标是IQG值和尺寸符合率(DAR)。
⏹这两个指标侧重控制车身尺寸的准确性,也就是精度,但是相对忽视了更重要的一项指标--稳定性。
认识 IQG⏹什么是IQG ?它是法语:Indice Qualide Geometrique 的所写,中文意思是“车身几何质量指数”,它是用来评定钣金零件、分总成及总成重要几何尺寸一致性的一种工具。
⏹IQG值是如何计算的?IQG值=所有超差测量特性扣分之和 / 测量特性总数;它的取值范围是0-10之间。
认识尺寸符合率(DAR)⏹什么是DAR ?它是英语:Dimension Accord Rate 的所写,中文意思是“尺寸符合率”,它是用来评定钣金零件、分总成及总成重要几何尺寸符合要求的程度。
⏹DAR值是如何计算的?DAR值=未被扣分测量特性之和 / 测量特性总数;它的取值范围是0-1之间。
结论⏹IQG值和尺寸符合率(DAR)都仅仅控制了车身尺寸的准确性或精度,对尺寸的稳定性却没有控制,或仅有很微弱的控制。
⏹我们迫切地需要一个控制车身尺寸稳定性的指标。
稳定性比准确性更重要⏹为什么这么说?一个枪手打靶,可能会有如下四种情形:⏹很明显,情况1最差,情况4最好。
⏹那么情况2和情况3哪一个比较好呢?2反映了一种准确性或精度,但是它的分散程度很大,3反映了一种稳定性或一致性,但是它偏离目标很大。
究竟哪一种情形更好?⏹情况3的解决可能仅仅只需要调整一下准心,很容易就解决了问题。
⏹情况2呢?必须对打靶所用的枪进行全面检查,详细分析其原因。
⏹对于我们的车身尺寸控制(包括调试)也一样。
稳定性比准确性更重要。
⏹比如说某个测量特性,它的测量结果表明它一直偏离正确位置10mm,怎么办?很容易解决,只需要调整夹具,调过来10mm;就算因特殊原因,不能调整夹具,那改冲压件也可以,会有立竿见影的效果。
⏹如果一个测量特性,测量结果表明它在目标值的正负5mm之间波动,这个问题怎么办?通过调夹具能解决吗?通过更改冲压件能解决吗?⏹这是一个很麻烦的问题,解决起来困难多了。
我们必须调查:是不是冲压件的尺寸不稳定?是不是夹具不稳定?定位销松动了?该件属于不完全定位?还是人员焊接的影响?等等⏹总之,我们要从人、机、料、法、环、测等多方面去调查这个问题。
解决问题方法⏹首先解决稳定性问题,然后解决准确性问题我们应该怎么办?⏹既然稳定性比准确性更重要,那么我们就应该转变我们的思维。
⏹准确性已经有IQG值和尺寸符合率(DAR)控制。
⏹我们应该在车身尺寸控制中引入一个控制稳定性的指标。
⏹把这个指标放到跟 IQG 和 DAR 同等或更重要的位置。
答案⏹为了对车身尺寸的稳定性进行控制,我们应该引入6σ符合率或稳定性符合率这一质量指标。
认识 6σ⏹什么是σ?标准正态分布与一般正态分布⏹σ是标准偏差,它反映的是特性的分散程度,σ越大,表示特性越不稳定。
在我们车身尺寸中,就表示某个控制点不稳定。
⏹6σ就是σ的六倍。
⏹我们的目标:σ越小越好,(著名的2mm工程即:6σ≤2mm)。
σ是如何计算的?⏹σ是标准偏差,它的计算公式为:⏹实际运用中常用下面这个公式进行计算:6σ的意义⏹正态分布曲线的形成。
图中柱形的高度表示测量值落在该区间的次数,柱形越高表示数据落在该范围内的次数越多。
⏹我们假定:正态曲线与X轴之间区域面积为1。
则±σ范围内面积所占百分比,超出范围所占百分比5 99.999 943% 0.0000057%6 99.9999998% 0.0000002%稳定性指标的引入方案⏹6σ符合率或稳定性符合率(Stability Accord Rate 简称SAR)的计算方法: SAR=合格测量特性总数 / 测量特性总数注:合格测量特性:指6σ值满足要求的测量特性。
(如:某一测量特性的6σ=3.5mm,而我们的要求是6σ≤ 4.0mm为合格,那么这个特性即为合格测量特性。
)引入方案一⏹由SAR的计算公式知道,我们可以用SAR值的目标值大小来控制它。
⏹比如:我们规定: 6σ≤ 4.0mm为合格,可以要求某个车型在某个阶段的SAR≥ 95%(或是70%、80%等)。
⏹当达到目标值以后,还可以设置更低的6σ≤ 3.5mm,再要求SAR≥ 95%,从而不断提高车身尺寸质量。
引入方案二⏹由SAR的真正含义知道,我们可以用6σ≤ X mm做为目标值来控制它。
⏹比如:我们规定: SAR≥ 95%为合格。
然后要求某个车型在某个阶段的合格的 6σ≤ 4.0mm(或是3.5mm、4.3mm等)。
⏹这里用来控制稳定性的指标就是6σ。
讨论⏹建议使用方案一,用SAR值来控制与尺寸符合率相似,理解起来更简单,更容易让人接受。
而且控制值就一个(SAR)。
⏹方案二用6σ控制,中间有个95%,而且还有每组车变化的6σ值,中间绕了一个弯,不便于理解和接受。
⏹用CII来衡量(也是利用6σ,然后作出一个条形图。
它主要用于质量改进,后面5%是重点改进对象);⏹用CP来衡量(也是利用6σ,每个测量特性都有一个CP值,不便于建立指标控制);实施方案⏹(1)6σ的计算(为了提高响应速度,建议每次取一周的最新5辆车数据,不足5辆的,用上周的数据补齐。
)在EXCEL表格里,用函数 Stdev 很容易计算出每个测量特性的σ,然后乘以6即可得到。
⏹(2)统计出达到目标值的测量特性总数目标值参考以前的车型数据,然后讨论共同决定。
⏹(3)SAR=合格测量特性总数 / 测量特性总数⏹(4)每个周一都计算出上周的SAR,然后在公司网页上明确地把SAR值列出来,与IQG和尺寸符合率并列。
⏹已投产车型把SAR作为常规质量目标控制(与IQG相似)。
⏹调试车型,在标准车身出来之后作为常规质量控制目标;在此之前可以作为尺寸质量的参考目标,也可以作为尺寸质量的常规目标但要把目标值定的相对低一些。
如何应用SAR来控制车身尺寸⏹现以A18的部分测量点为例来说明具体控制方法:⏹第一步:列出测量点编号、理论值、公差。
⏹第二步:列出测量点的对应偏差,取一周中最新5辆车的数据。
⏹第三步:计算出所有测量点的6σ值。
⏹第四步:把这些数据按6sigma递增排序:⏹第五步:统计出6σ≤ 4.0 mm 测量点个数,计算出SAR值。
SAR=9/11=81.8%⏹第六步:质量改进。
我们的目标值是90%,所以必须对尺寸进行改进。
下面介绍改进方法:⏹我们尺寸改进的方法是重点改进最不稳定的5%,首先找出这些点来,然后作出其波动图。
这个时候可以剔除很明显的粗大误差,比方说存在这样一组数据:⏹其6σ=26.22,属于非常不稳定的。
其波动图如下:⏹我们可以很明显地看出,12.5为粗大误差,分析这组数据的时候,先剔除12.5,然后计算其6σ=3.16,属于很稳定的数据。
⏹粗大误差剔除以后,仍然不稳定的控制点,就是我们必须改进的。
这个时候我们就要从人、机、料、法、环、测多方面分析其不稳定原因,然后制定整改措施。
整改后进行跟踪验证,直到确认该点已经稳定。
⏹整改完最不稳定的5%后,下一周的SAR值又计算出来了,然后再整改下一个最不稳定的5%。
已投产车型SAR值⏹ B11:91.3%⏹ A11:89.8%⏹ T11:73.0%⏹ B14:70.8%⏹ A21:59.9%⏹ A18:59.1%⏹S11:44.2%建议SAR的目标值⏹由以上车型可以看出,我公司车型SAR值的最好水平大约在90%。
⏹建议已投产车型的目标值定为:95%。
⏹建议未投产车型在投产前目标值定为:90%。
利用稳定性参数控制车身尺寸的好处⏹(1)该参数的引入给了车身尺寸的稳定性一个明确的指标。
⏹(2)该参数的引入能让我们重视车身尺寸的稳定性。
⏹(3)车身尺寸的稳定能够保证焊装每道工序的顺利装配和装配一致性。
⏹(4)车身尺寸的稳定能够保证总装装配的一致性,从而避免装配时A车能顺利装配而B车不能装配的问题。
⏹(5)车身尺寸的稳定能帮我们尽快的对问题进行整改。
比如:总装有一个件的装配有问题,那么,在车身尺寸稳定的情况下,每辆车的装配都存在这个问题,迫使我们不得不尽快解决该问题。
⏹(6)车身尺寸的稳定能够保证我们产品的稳定性和一致性。
从而提高用户满意度,从而扩大我公司产品的市场占有率。
SAR与装配问题关系⏹由下表可以看出,车身尺寸稳定性与总装装配出现的问题是一致的。
SAR值越高,总装装配问题越少。
我们也可以自豪⏹我们每次的SAR值达到95%(或90%)以后,就提高6σ要求,从4.0mm到3.5mm,直到2.0mm。
⏹到2.0mm以后,我们可以自豪地向全世界宣布:我们的白车身质量是世界一流的!。