白车身制造过程尺寸控制方法
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2013-3-31
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6σ，是对一定数量的样本数据波动状况进行评价的阶段评价指 标。样本一般为20～30台。对于小样本离线检测，通常要求通 过数据分离提取出数据的波动项。须使数据具有平稳的统计特 性（近似正态分布）才可以进行6σ的计算。单点6σ计算每个点 波动标准差σ的6倍。从统计意义上讲，代表该点的实际尺寸有 99.73%的可能落在名义值的±3σ以内，因此可以认为表明了该 点数据的变动范围。整车6σ将全部测点的6σ从大到小进行排序， 取95百分位的点的6σ值作为该白车身的6σ值(如图)。
白车身制造过程尺寸控制方法
测量匹配中心
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前 言
白车身是汽车的主要部分，其质量对汽车整 体功能有很大的影响。本文介绍控制白车身制造 质量的一些方法，并期望透过它能够提高上海汽 车车身制造的水平。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2 of
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在问题解决的过程中，建立在统计学理论基础上科学的数 据分析方法与生产现场的工艺知识经验两者缺一不可。重要的 是应以2mm工程指标作为衡量，遵循质量为本、持续改进的思 想。在具体的运用中可以首先将6σ值较高的测点选出(通常是 处于最高5%之内的测点).观察这些不同区域的测点波动之间是 否存在一定的数据关联性，相关性强的测点的波动往往是由同 一个原因引起的。对于问题的解决可采用建立一个个案例的形 式进行分析研究。工艺知识和经验可以帮助解释数据分析的结 果，并采取有效的措施改进工艺稳定性，提高产品质量。
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这两种典型的过程控制方法虽然都很有效，但是由于 车身制造工艺的复杂性使得车身上的产品过程监控测点数 多达几百个，这就给判断制造过程的稳定性带来了一定难 度。
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二、典型的过程控制方法
对于任何一个工艺过程，一般可以用两种典型的方法对 过程进行有效的监控，即工程过程控制（Engineering Process Control）和统计过程控制（Statistical Process Control）。所谓工 程过程控制(EPC)，是指对于一个系统检测量，它有一个明确 并且恒定的控制界限，当检测量超出该控制界限时系统即可 报警。例如，车身上的每个测点都有明确的理论值及公差带， 当测点的测量结果超出公差范围时系统即产生报警。统计过 程控制(SPC)是指系统检测量没有恒定的控制界限，需要从检 测量的历史测量数据中计算出当前的控制界限来判断系统是 否失控。例如，对于车身上的每个测点都可以根据历史测量 5 of 数据绘制控制图来产生报警。
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CII曲线(如图），一般是按一定的时间间隔计算6σ值，然后以时 间为横坐标绘出的曲线。用来直观显示白车身尺寸质量的变化 状况。
整车6σ给出了一定时间内白车身尺寸波动水平的度量，并 明确了尺寸波动控制的对象，经过一轮改进后，会得到较低的 6σ；然后确定出新的波动控制点，再进行控制，如此不断改进， 9 of 车身的整体尺寸质量就会达到很高的水平。因此，“2mm”充分 体现了波动，即质量的损失和不断改善的思想。
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车身尺寸质量评价指标2mm工程
所谓的“2mm”指的是所有白车身的关键测点的波动(6σ) 值小于2mm。该技术对白车身尺寸质量的评定是以关键 测点的6σ表示，包括单个测点的6σ以及整车的6σ，并以 CII指数（持续质量改进指数）反映尺寸质量的长期变化 趋势。由于车身的测点数据主要是由三坐标测量机采集 的，受硬件条件的限制，采样频次较低，故不适合用 SPC的方法评价尺寸质量的稳定性。目前样板采用 “2mm工程”作为白车身尺寸质量评价的主要指标。
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三、白车身尺寸质量问题解决流程
尺寸通过率 是指在EPC的指导下对单台白车身的质量进行评价的 即时评价指标。计算方法是以各点测量数据与设计数模上 该点的标准值和公差带进行比较，如果差值落在公差范围 内，则该测点及格，否则为不及格。一台白车身上所有测 点中及格点数与测点总数的比值即为通过率。通过率也是 一个直接利用原始测量值进行评定的方法。由于导致通过 率变化的原因很多，如均值漂移和波动过大等，因此通过 率是一个总体的评价，可以作为质量的一个即时监控，即 10 of 时报警。
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当通过上述两种质量评价指标(尺寸通过率与2mm工程)发 现尺寸质量问题后，通常由样板工程师为主实施白车身尺寸质 量不断改进的活动，根据每日的CMM数据检测报告计算出通过 率，出具检测点超差的分析报告。在分析过程中，对两种典型 的超差原因，即均值漂移与波动过大进行了区分，对于波动大 造成超差的情况，纳入2mm工程进行波动控制，出具2mm工程 报告，召开定期会议，对此进行分析跟踪；对于均值的漂移， 进行相应的故障查询，由样板工程师对工装进行调整，并进行 调整后的数据跟踪及效果评估。根据总装匹配的原则，其中极 少数长期稳定的均值漂移对后续装配没有影响，可进行名义值 的经验修正；对于既有波动又有均值漂移的现象，则采取先控 制波动，再进行均值控制原则进行处理。 12 of
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一、车身制造偏差的来源
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汽车车身的制造工艺是一个非常复杂的过程，通常由 300~500多个具有复杂空间曲面的薄板冲压零件，在有近 100个装配工位的生产线上大批量、快节奏地焊装而成； 同时车体装配又为一种多层次体系结构，若干零件经焊 装成为分总成，分总成又变成下一层装配中的零件。因 此中间环节众多，制造偏差难以控制。其尺寸偏差主要 源于以下几个方面(如上图)：零件本身的偏差、工夹具 定位的不稳定性、焊装变形、操作及工艺的影响。另外， 对于一个新产品而言，车身的制造过程又可分为预试生 产、试生产、批量生产三个典型的生产阶段。由于不同 阶段生产的不同特点，在这三个阶段影响制造稳定性的 4 of 原因也有所不同。
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车身车间在以先进 的2mm工程所提出 的6σ和CII指数作为 主要指标的同时， 结合尺寸通过率对 白车身尺寸整体水 平进行即时的评估， 并在此基础上建立 了相应的尺寸控制 流程。
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6σ，是对一定数量的样本数据波动状况进行评价的阶段评价指 标。样本一般为20～30台。对于小样本离线检测，通常要求通 过数据分离提取出数据的波动项。须使数据具有平稳的统计特 性（近似正态分布）才可以进行6σ的计算。单点6σ计算每个点 波动标准差σ的6倍。从统计意义上讲，代表该点的实际尺寸有 99.73%的可能落在名义值的±3σ以内，因此可以认为表明了该 点数据的变动范围。整车6σ将全部测点的6σ从大到小进行排序， 取95百分位的点的6σ值作为该白车身的6σ值(如图)。
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白车身是汽车的主要部分，其质量对汽车整 体功能有很大的影响。本文介绍控制白车身制造 质量的一些方法，并期望透过它能够提高上海汽 车车身制造的水平。
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在问题解决的过程中，建立在统计学理论基础上科学的数 据分析方法与生产现场的工艺知识经验两者缺一不可。重要的 是应以2mm工程指标作为衡量，遵循质量为本、持续改进的思 想。在具体的运用中可以首先将6σ值较高的测点选出(通常是 处于最高5%之内的测点).观察这些不同区域的测点波动之间是 否存在一定的数据关联性，相关性强的测点的波动往往是由同 一个原因引起的。对于问题的解决可采用建立一个个案例的形 式进行分析研究。工艺知识和经验可以帮助解释数据分析的结 果，并采取有效的措施改进工艺稳定性，提高产品质量。
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二、典型的过程控制方法
对于任何一个工艺过程，一般可以用两种典型的方法对 过程进行有效的监控，即工程过程控制（Engineering Process Control）和统计过程控制（Statistical Process Control）。所谓工 程过程控制(EPC)，是指对于一个系统检测量，它有一个明确 并且恒定的控制界限，当检测量超出该控制界限时系统即可 报警。例如，车身上的每个测点都有明确的理论值及公差带， 当测点的测量结果超出公差范围时系统即产生报警。统计过 程控制(SPC)是指系统检测量没有恒定的控制界限，需要从检 测量的历史测量数据中计算出当前的控制界限来判断系统是 否失控。例如，对于车身上的每个测点都可以根据历史测量 5 of 数据绘制控制图来产生报警。
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CII曲线(如图），一般是按一定的时间间隔计算6σ值，然后以时 间为横坐标绘出的曲线。用来直观显示白车身尺寸质量的变化 状况。
整车6σ给出了一定时间内白车身尺寸波动水平的度量，并 明确了尺寸波动控制的对象，经过一轮改进后，会得到较低的 6σ；然后确定出新的波动控制点，再进行控制，如此不断改进， 9 of 车身的整体尺寸质量就会达到很高的水平。因此，“2mm”充分 体现了波动，即质量的损失和不断改善的思想。
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车身尺寸质量评价指标2mm工程
所谓的“2mm”指的是所有白车身的关键测点的波动(6σ) 值小于2mm。该技术对白车身尺寸质量的评定是以关键 测点的6σ表示，包括单个测点的6σ以及整车的6σ，并以 CII指数（持续质量改进指数）反映尺寸质量的长期变化 趋势。由于车身的测点数据主要是由三坐标测量机采集 的，受硬件条件的限制，采样频次较低，故不适合用 SPC的方法评价尺寸质量的稳定性。目前样板采用 “2mm工程”作为白车身尺寸质量评价的主要指标。
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三、白车身尺寸质量问题解决流程
尺寸通过率 是指在EPC的指导下对单台白车身的质量进行评价的 即时评价指标。计算方法是以各点测量数据与设计数模上 该点的标准值和公差带进行比较，如果差值落在公差范围 内，则该测点及格，否则为不及格。一台白车身上所有测 点中及格点数与测点总数的比值即为通过率。通过率也是 一个直接利用原始测量值进行评定的方法。由于导致通过 率变化的原因很多，如均值漂移和波动过大等，因此通过 率是一个总体的评价，可以作为质量的一个即时监控，即 10 of 时报警。
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当通过上述两种质量评价指标(尺寸通过率与2mm工程)发 现尺寸质量问题后，通常由样板工程师为主实施白车身尺寸质 量不断改进的活动，根据每日的CMM数据检测报告计算出通过 率，出具检测点超差的分析报告。在分析过程中，对两种典型 的超差原因，即均值漂移与波动过大进行了区分，对于波动大 造成超差的情况，纳入2mm工程进行波动控制，出具2mm工程 报告，召开定期会议，对此进行分析跟踪；对于均值的漂移， 进行相应的故障查询，由样板工程师对工装进行调整，并进行 调整后的数据跟踪及效果评估。根据总装匹配的原则，其中极 少数长期稳定的均值漂移对后续装配没有影响，可进行名义值 的经验修正；对于既有波动又有均值漂移的现象，则采取先控 制波动，再进行均值控制原则进行处理。 12 of
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汽车车身的制造工艺是一个非常复杂的过程，通常由 300~500多个具有复杂空间曲面的薄板冲压零件，在有近 100个装配工位的生产线上大批量、快节奏地焊装而成； 同时车体装配又为一种多层次体系结构，若干零件经焊 装成为分总成，分总成又变成下一层装配中的零件。因 此中间环节众多，制造偏差难以控制。其尺寸偏差主要 源于以下几个方面(如上图)：零件本身的偏差、工夹具 定位的不稳定性、焊装变形、操作及工艺的影响。另外， 对于一个新产品而言，车身的制造过程又可分为预试生 产、试生产、批量生产三个典型的生产阶段。由于不同 阶段生产的不同特点，在这三个阶段影响制造稳定性的 4 of 原因也有所不同。
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车身车间在以先进 的2mm工程所提出 的6σ和CII指数作为 主要指标的同时， 结合尺寸通过率对 白车身尺寸整体水 平进行即时的评估， 并在此基础上建立 了相应的尺寸控制 流程。
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