DCS在长安公司的应用及展望

DCS在长安公司的应用及展望

贾信朝，龚成云

长安汽车工程研究院

【摘要】介绍了尺寸管理及DCS软件的应用意义。就DCS在长安公司的应用的现状作了较详细的说明，同时对长安公司业在某车型基础上已开展的DCS分析工作进行了简单的介绍。

【关键词】尺寸管理 DCS 公差分析

The Application of DCS in Changan Company

Jia Xinchao，Gong Chengyun

Changan Automobile Engineering Institute

Abstract:Introduce the Dimensional Management and describe the application signification of the DCS software. Also introduce the application of DCS by a new model in Changan Company.

Key words: Dimensional Management DCS Tolerance Analysis

1 引言

近年来中国汽车消费市场日益成熟，消费者的消费理念也日趋理性。人们购车时往往乐于在外观、价格、性能等方面寻求合适的平衡点，其中外观及性能即是对质量的直接要求，而且随着汽车社会的发展这种要求也越来越高，而保证外观及性能的基础则是较高的车身尺寸水平。民族品牌汽车要想在国内激烈的市场竞争中立于不败之地，甚至参与国际竞争，就必须加快成长步伐，保证较高的产品质量，这就对汽车车身尺寸水平提出了较高的要求。同时，有市场竞争力的车型往往会在推出时机和价格上有着明显的优势，这又对产品的研发及投产周期提出了更高的要求。

如何保证在有限的周期内研发、制造出较高尺寸水平的车身是汽车产品设计部门与制造部门之间永恒的话题。在长安公司，制造部门与设计部门同步开发的工作方式已经得到了广泛的应用，并已取得良好的效果，但是如何在设计过程中即行开始对尺寸的管理与优化，减少产品试制及投产期的设计变更量是我们应该考虑的最大的问题。因为在所有影响产品开发周期的因素中，控制产品和装配尺寸的偏差对制造成本和制造周期有很大的影响。这样可以有效地缩短开发周期、降低成本。

为满足车身在较短时间内获得较高尺寸水平的需求，优化尺寸管理的问题，长安公司于2007年引进了一款专业的尺寸分析的软件——DCS。

2 DCS概述

2.1 DCS基本概念简介

就DCS本身而言，它是美国DCS公司推出的专注于尺寸管理领域一款软件，全称Dimensional Control System：公差分析系统。这类软件广泛的应用于汽车、航空、开关等工业制造领域，目的在于推动在设计阶段而非制造阶段对产品的各零部件的尺寸公差进行合理分配并对分配的结果进行仿真分析，根据分析的结果公差的分配进行调整或者对产品、工艺的设计提出修正意见，以达到优化产品、工艺设计的目的，同时更重要的是为整个产品的尺寸体系提出了优化的公差。

长安公司引进的DCS 软件分为1DCS 和3DCS 两个模块，分别针对一维和三维公差分配状态进行分析。

2.2 DCS 的应用意义

在产品开发初期通过对产品尺寸要求的全面定义清晰地理顺在设计产品和工艺设计的过程中尺寸管理的重点和要点。我们知道，在国内很多设计工作中并没有明确提出对所设计产品的尺寸需求。在引进DCS 之前，长安公司也面临着很多诸如此类的问题。借助DCS 软件的应用，可以建立一套严格的公差分析工作流程，包括每个阶段工作的输入和输出。

在设计阶段进行尺寸的公差分析，最大程度的优化零部件、工装的公差分配，协调各相关部门以及供应商对产品的尺寸质量进行系统的和科学的管理、优化、和改进，及时整改设计和工艺，提高单件或总成的尺寸质量，减少生产线调试阶段的零部件公差匹配时间，并减少在试生产阶段昂贵的设计变更。在实际是生产过程中，往往存在这种问题：供应商不明确产品的设计要求。如某个安装点的位置公差应该是多少？或某个零件的翻边的面轮廓公差是多少？很多情况下只是给出了笼统的要求：±1.5mm 或±0.7mm ，这显然是不合理的。这样造成供应商按这种公差分配做出来的零件存在较多的匹配性问题。DCS 较大程度上克服了这类问题的大量出现，它以产品提出的位置公差或面轮廓度为基础，应用统计学原理对这些公差产生的结果进行模拟仿真分析，同时认为地可以对不合理的公差的分配进行优化，然后进行再分析，直到得到满意的结果为止。这是DCS 软件工作的核心部分。优化后的公差分配很大程度上减少了试生产期间的零件整改、模具调试的工作量。与在试生产阶段发现问题—整改—检验问题是否仍存在的传统方式相比，缩短了调试周期，节约了成本，如图1所示：

图 1 优化设计方式与传统方式相比较示意图

传统设计制造方式 尺寸优化 设计制造方式 1.没有公差优化的过程 2.问题不易分析清楚

3.问题分析整改验证周期长

4. 较多的设计变更及工艺变更易产生在试生产

期间，周期长，设变费用高 1.公差分配优化 2.问题容易分析清楚 3.问题分析整改验证周期短 4. 设计变更及工艺变更发生在设计阶段，周期短，费用低

在DCS分析工作中，需要注意一些输入限制条件，例如某供应商提出某个零件的公差要求对它来说太高，它无法满足这个要求；或者某个零件的公差可以实现，但是实施的成本较高。这些限制情况都需要在分析中就给与考虑。

在产品的试生产阶段, 根据生产测量数据对前期仿真输入和结果的校验来及时发现实际生产中的问题，并迅速寻求问题的缘由和解决方案。模拟分析结果的好坏与分析人员的经验、工作严谨程度等方面存在很大的联系，实物测量的数据和模拟分析的数据对比分析为模拟人员经验的提高及零件公差的更优化分配提供一种解决方案。

所有在产品开发过程中就尺寸管理所做的整改和经验教训可在下一个车型设计制造过程中得到继承和体现。有利于产品和工艺设计最佳方案的经验共享化，推动产品尺寸质量持续改进，缩短产品开发周期。

3 DCS在长安公司应用现状

3.1 DCS在长安公司应用简介

DCS引进长安公司以来，在工作上逐渐建立起了一套初步的流程，这个流程在今后的项目工作中将会得到逐步的完善。诚如2.2.所描述的作用，DCS的引进使长安公司在产品设计上的工作内容更加丰富、完善，同时现在与供应商交流过程中已增加了对供应商输出能力掌握的内容，这些都为DCS分析的开展打下了较好的基础。

DCS的具体应用是结合公司当年在研的某A级车项目进行的，但引进之初是针对白车身的精度而来，所以还未进行过总装零部件装配的公差分析。由于刚开始进行尺寸方面的研究，对DCS软件的熟悉仍有待深化，所以在该项目中进行了发动机仓焊接总成及白车身外观的公差分析优化。公司的其他项目也逐渐开始使用DCS进行某些总成的分析。

3.2 DCS在长安公司应用的初步流程

DCS在长安公司应用的初步流程是结合尺寸管理、公差分配的一般原理与长安公司目前研发的CA-PDS流程而制定出来的，即在CA-PDS流程基础上明确了尺寸管理的各个阶段工作及相应的责任部门，同时也明确了各个阶段的输入输出物。如图2所示长安DCS尺寸管理工作流程，图3所示长安DCS软件操作流程。目前此流程为总体工作流程，在此基础上可派生出各个阶段的详细流程，同时此流程显得较为初步，需要经过多个项目的验证后进行完善。

图2 长安DCS尺寸管理初步工作流程