六西格瑪方法在汽車(chē)外觀間隙改善中的應(yīng)用

葛運(yùn)朋

【摘? 要】汽車(chē)工業(yè)的精細(xì)化發(fā)展對(duì)汽車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量提出了更高的要求。在外觀質(zhì)量感知方面，自主品牌汽車(chē)與合資汽車(chē)存在一定差距。論文將六西格瑪設(shè)計(jì)中流程化的思想，應(yīng)用于汽車(chē)外觀間隙改進(jìn)，分析如何改進(jìn)外觀間隙，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升。

【Abstract】The fine development of automobile industry puts forward higher requirements for the quality of automobile products. In terms of appearance quality perception， there is a certain gap between independent brand automobile and joint venture automobile. The paper applies the idea of process in design for Six Sigma to the improvement of automobile appearance clearance， and analyzes how to improve the appearance appearance and realize the improvement of design quality.

【關(guān)鍵詞】六西格瑪;汽車(chē);外觀間隙;改善

【Keywords】Six Sigma; automobile; appearance clearance; improvement

【中圖分類(lèi)號(hào)】U463.82;TH162? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2021）02-0178-02

1 引言

為滿足市場(chǎng)多樣化要求和對(duì)產(chǎn)品的高質(zhì)量需求，汽車(chē)制造技術(shù)也在朝著精細(xì)化的方向發(fā)展。汽車(chē)公司和專(zhuān)家學(xué)者紛紛投身尺寸工程的應(yīng)用及研究，主要有：①尺寸管理方面，季進(jìn)清[1]圍繞車(chē)身尺寸匹配問(wèn)題，提出著重優(yōu)化車(chē)身尺寸超差關(guān)鍵要素。侯欣[2]提出車(chē)身DTS尺寸管理可從實(shí)地檢測(cè)與仿真模擬入手，優(yōu)化敏感度高的區(qū)域。②公差分析方面，王德倫等[3]提出車(chē)身薄板沖壓件要基于一定的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用概率法來(lái)修正公差設(shè)定。胡敏[4]提出了面向制造的公差設(shè)計(jì)，以及提高生產(chǎn)檢測(cè)效率的方法策略。鄭胥俠[5]提出采用公差補(bǔ)償?shù)睦砟睿瑫r(shí)，再進(jìn)行公差模擬仿真驗(yàn)證分析。國(guó)內(nèi)汽車(chē)各主機(jī)廠在總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，尺寸工程體系也逐步完善。綜上所述，國(guó)內(nèi)工程技術(shù)人員在汽車(chē)制造質(zhì)量的提高方面，多從尺寸公差角度改善，提高車(chē)身精度。但從產(chǎn)品生命周期角度考慮外觀質(zhì)量方面鮮少研究?；诖爽F(xiàn)狀，本文嘗試將六西格瑪設(shè)計(jì)的流程化思想應(yīng)用在汽車(chē)外觀間隙質(zhì)量改善中，為汽車(chē)制造商的質(zhì)量改善提供思路。

2 六西格瑪理論

六西格瑪理論的突出特點(diǎn)是突破性改進(jìn)。通過(guò)改進(jìn)，可以顯著提高產(chǎn)品質(zhì)量，或可以改造制造流程，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。DMAIC改進(jìn)方法使六西格瑪理論得以有效實(shí)施，主要內(nèi)容是：①D（Define）：目標(biāo)或問(wèn)題定義;②M（Measure）：測(cè)量、收集、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù);③A（Analyze）：分析數(shù)據(jù)，重點(diǎn)關(guān)注關(guān)鍵原因;④I（Improve）：對(duì)關(guān)鍵原因優(yōu)化并持續(xù)改進(jìn);⑤C（Control）：標(biāo)準(zhǔn)化體系的建立與持續(xù)實(shí)施。

3 六西格瑪方法在汽車(chē)外觀間隙改善中的應(yīng)用

基于六西格瑪管理方法中的DMAIC步驟，其在改善汽車(chē)外觀間隙質(zhì)量中的應(yīng)用步驟如下：

Step1：項(xiàng)目和客戶需求的定義（Define）

在車(chē)型的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，如何有效提高整車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量是首要問(wèn)題，并且車(chē)身外觀匹配的重要性也越來(lái)越突出。影響汽車(chē)外觀質(zhì)量的主要因素有：

①DTS設(shè)計(jì)要素。涉及間隙和面差，外觀圓角和翻邊角度等的設(shè)計(jì)值。②整車(chē)造型。涉及車(chē)身分縫、視覺(jué)感知、材質(zhì)、表面處理等。③結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)約束。涉及第一道翻邊角度、沖壓方向、出模方向、運(yùn)動(dòng)包絡(luò)等。④制造流程設(shè)計(jì)。涉及零件基準(zhǔn)定位、裝配工藝、通用公差等。⑤過(guò)程能力約束。涉及過(guò)程能力指數(shù)監(jiān)控、模夾檢具精度等方面。

Step2：數(shù)據(jù)測(cè)量與收集（Measure）

常用的數(shù)據(jù)收集途徑：一是通過(guò)運(yùn)用仿真模擬進(jìn)行虛擬裝配，在不同的隨機(jī)試驗(yàn)狀態(tài)下，識(shí)別各不同的尺寸公差的配合精度，提前識(shí)別裝配偏差并調(diào)整設(shè)計(jì)方案，得到較為滿意的結(jié)果;二是通過(guò)實(shí)車(chē)的裝配，實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

Step3：原因分析（Analyze）

根據(jù)前期測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果，綜合多個(gè)方面進(jìn)行原因分析：

①DTS設(shè)計(jì)要素：一般考慮目標(biāo)值的定義是否合理;②工藝設(shè)計(jì)方案：是否在工藝流程上優(yōu)化設(shè)計(jì);③結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)約束：結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定、定位是否合理、是否有利于達(dá)成目標(biāo);④尺寸感知評(píng)價(jià)：是否依據(jù)評(píng)估準(zhǔn)則進(jìn)行評(píng)價(jià);⑤制造能力約束：公差的合理性等。

Step4：方案改進(jìn)（Improve）

找出原因后，根據(jù)80/20原則，識(shí)別關(guān)鍵因素，有針對(duì)性地制定改進(jìn)措施。

Step5：過(guò)程控制（Control）

標(biāo)準(zhǔn)化體系制定與執(zhí)行，生產(chǎn)過(guò)程是否進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的操作并持續(xù)化。

4 應(yīng)用分析

A公司是國(guó)內(nèi)某自主品牌車(chē)企，隨著市場(chǎng)需求的變化，A公司一直致力于其產(chǎn)品質(zhì)量的提升。以A公司某款開(kāi)發(fā)車(chē)型為例，運(yùn)用六西格瑪方法對(duì)其汽車(chē)外觀間隙的改善進(jìn)行分析。

Step1：產(chǎn)品質(zhì)量現(xiàn)狀分析

近年來(lái)，自主品牌車(chē)企市場(chǎng)份額穩(wěn)步增長(zhǎng)，內(nèi)部差異化越來(lái)越明顯，汽車(chē)已從簡(jiǎn)單的定量擴(kuò)張轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量提升。J.D.Power新車(chē)魅力指數(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，有近五分之一是關(guān)于汽車(chē)外觀方面的評(píng)價(jià)指標(biāo)。調(diào)研顯示，A公司某車(chē)型汽車(chē)外觀間隙質(zhì)量主要有兩個(gè)問(wèn)題：

①間隙名義值設(shè)計(jì)較大，開(kāi)閉件區(qū)域間隙名義值與行業(yè)優(yōu)秀車(chē)型相比，偏大0.5～1.5mm;②過(guò)程穩(wěn)定性較差（過(guò)程能力指數(shù)CPK值在0.6～0.7）。

Step2：選取DTS測(cè)點(diǎn)及測(cè)量

①DTS測(cè)量之前，需要對(duì)各分縫線選取測(cè)點(diǎn)。以下以前臉為例，DTS分析驗(yàn)證圍繞前臉重點(diǎn)開(kāi)閉件區(qū)域進(jìn)行，如圖1所示。②測(cè)量數(shù)據(jù)。采用實(shí)車(chē)測(cè)量，隨機(jī)選取15臺(tái)該車(chē)型某月份量產(chǎn)下線車(chē)輛，對(duì)前臉各分縫線的間隙、面差測(cè)量結(jié)果取平均值，分析結(jié)果顯示間隙、面差波動(dòng)較大，如圖2所示。

Step3：原因分析

①DTS設(shè)計(jì)要素。對(duì)DTS定義進(jìn)行重新校核，主要校核C面以及B面、A面。DTS的確定重點(diǎn)可反復(fù)論證A面。校核后，通過(guò)偏差分析，改進(jìn)DTS公差值。②試制階段的實(shí)車(chē)評(píng)價(jià)。樣車(chē)評(píng)審在不同的場(chǎng)景條件下進(jìn)行，通過(guò)多方面的評(píng)審發(fā)現(xiàn)造成間隙大的原因，根據(jù)發(fā)現(xiàn)的原因，按照重要性順序排列并進(jìn)行有針對(duì)性的整改。③批量生產(chǎn)階段評(píng)價(jià)。從過(guò)程能力角度，評(píng)測(cè)過(guò)程能力指數(shù)，分析過(guò)程中的瓶頸為操作不規(guī)范。④外觀匹配過(guò)程。配合間隙的改進(jìn)，從工程角度和減小視覺(jué)間隙兩方面同時(shí)進(jìn)行。

Step4：改進(jìn)方案

①優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和流程：仿真模擬在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)初期可能出現(xiàn)的問(wèn)題，識(shí)別質(zhì)量關(guān)鍵特性;②縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期：利用過(guò)程能力數(shù)據(jù)和數(shù)字化虛擬原型降低成本，加快上市;③確定關(guān)鍵因素：確定偏差來(lái)源并識(shí)別設(shè)計(jì)的關(guān)鍵特性，利用VSA或3DCS等仿真模擬校驗(yàn)零件的裝配性等，降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

Step5：過(guò)程控制

試生產(chǎn)階段開(kāi)展3輪匹配測(cè)試，3輪匹配的DTS測(cè)量面差數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，如圖3所示。

根據(jù)測(cè)量結(jié)果總結(jié)如下：

①第1輪匹配測(cè)試來(lái)件狀態(tài)較差，白車(chē)身精度低，DTS合格率較低;②第2輪匹配測(cè)試DTS合格率上升，受白車(chē)身精度的影響，DTS合格率波動(dòng)較大;③第3輪匹配測(cè)試經(jīng)過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)化操作，白車(chē)身精度較高，關(guān)鍵點(diǎn)CPK大于1.33，DTS合格率迅速提升且趨于穩(wěn)定。

5 結(jié)論

汽車(chē)外觀間隙質(zhì)量的改善涉及汽車(chē)整個(gè)產(chǎn)品生命周期。本文以提升汽車(chē)外觀間隙質(zhì)量為基本目標(biāo)，將六西格瑪流程化改善的思想應(yīng)用于汽車(chē)外觀質(zhì)量的提升中，提出了建立汽車(chē)精益生產(chǎn)流程化的問(wèn)題分析方法和解決方案。

【參考文獻(xiàn)】

【1】季進(jìn)清.基于MC（Matching）的車(chē)身偏差問(wèn)題解決方法研究[J].北京汽車(chē)，2011（6）：27-30.

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【4】胡敏.統(tǒng)計(jì)方法在轎車(chē)車(chē)身工程中的應(yīng)用[A].亞太質(zhì)量組織（Asia Pacific Quality Organization）.第八屆亞太質(zhì)量組織（APQO）會(huì)議論文集[C].亞太質(zhì)量組織（Asia Pacific Quality Organization）：中國(guó)質(zhì)量協(xié)會(huì)，2002：6.

【5】鄭胥俠.機(jī)械產(chǎn)品可靠性的數(shù)學(xué)模型分析[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化，2008，37（5）：10-11.