摘要：近年来，我国的汽车行业发展迅速，在汽车制造车身关键尺寸控制的过程中，应用统计过程进行控制具有非常重要的作用。本文介绍统计过程控制（SPC）的原理及车身精度控制。以整车白车身关键点的尺寸控制为例，介绍利用SPC统计学方法对其制造过程进行质量控制，并进行分析，根据分析情况采取相应措施，从而达到过程失控预警、降低过程浪费、过程不断改进、过程能力不断提高的目的，继而保证产品质量的稳定和可靠。
关键词：统计过程控制；控制图；白车身尺寸；质量管理
引言
汽车制造商以前在对最终产品进行质量检查的过程中，往往采取质量检查的控制手段来进行处理不符合规范的产品，它允许将时间和材料投入到对生产不一定有用的产品或服务中。现在，制造商们已经发现这种方法是一种浪费，正在探寻一种能够避免这种浪费的有效策略以达到预防的目的。汽车制造工业的特点就是制造系统庞大，包括了冲压、焊接、涂装、装配等工艺流程，白车身往往包括上百个冲压件、几十套工装夹具，和上百个工序，这些特点导致白车身尺寸偏差源很多，车身尺寸的控制很困难。随着ISO/TS16949质量管理体系标准在汽车行业的大力推广及应用，为有效减少车身制造不合格品率，降低返修费用，运用TS 五大工具之一的统计过程控制（SPC）技术对白车身关键尺寸进行检测数据分析，判定过程中存在的异常点及异常波动，对制造过程进行监控、预测及诊断系统。
1控制图原理
在进行统计过程控制技术的过程中，控制图是一种用于分析过程状态的常用工具。用于区分过程可控制的变差和不可控制的变差分别是由普通原因还是特殊原因产生的。控制图是20世纪20年代由贝尔实验室沃尔物•休哈特（WalterShewhart）首先开发和应用的，控制图可以在产品出现特殊原因变差时有效地引起注意，并能反应出需采取系统或过程改进消除的普通原因变差的范围。分析控制图时应依据以下八条特殊原因的判异准则，决定使用哪一种准则依赖于所要分析的控制过程：（1）1个点距中心线超过3个标准差；（2）连续7点在中心线的同一侧；（3）6点连续上升或下降；（4）连续14点交替上升或下降；（5）连续3点中有2点距中心线大于两个标准差（同侧）；（6）连续5点中有4点距中心线大于一个标准差（同侧）；（7）连续15个点在距中心线一个标准差内（两侧）；（8）连续8个点距中心线大于1个标准差（两侧）。
2车身精度控制
在对整车的质量控制中，车身的尺寸精度直接关系着所有零部件的装配性和功能性，而且对整车的外观感知质量也有影响。而外观感知质量直接影响客户的体验以及是否能够激发客户的购买欲望，因此，提升车身尺寸精度对提高整车质量有着决定性的作用。白车身主要由发舱、前后纵梁、左右侧围、前后地板和开闭件等部分组成，是内外饰、底盘和电器零件的主要载体。从车身尺寸设计角度出发，为满足整车性能要求和外观质量要求，就需要有效控制车身尺寸精度要求。通常情况下，整车由结构型面复杂的冲压件焊接而成，从零件设计到制造过程中，受结构设计、定位设置、公差分配和焊接影响等各种因素造成的偏差，这些偏差会影响车身的精度质量，进而影响整车的外观、性能等，甚至引发安全问题。因此，如何正确的分析、设计、解决车身制造过程中的各种偏差，保证整车精度己成为各汽车品牌提高自身竞争力的首要任务。
3车身制造尺寸的影响因素
3.1人力因素
人力因素主要指的是工位的操作人员对生产造成影响，主要涉及操作人员的技术水平，熟练程度，质量意识等，或不恰当的培训等原因都会带来产品质量的差异。所以，为了尽量降低人力因素产生的影响，需要制定明确、详尽的操作流程及规定，加强对操作人员的专业技术培训。
3.2机器设备的状态及其波动情况
机器设备的公差设定非常重要，若加入机器设备的状态没有控制在公差允许的范围之内，就会对产品的质量造成影响。因此，需要对设备的生产和接收设定允许接受公差的一定标准，如焊装夹具，总装装具等。通常情况下，工装夹具等设备的影响在车身领域接受的偏差为士0.2mm。机器设备的影响可以通过计算瞬时标准差来评价机器设备的重复性是否良好。一旦将设备的接收标准设定后，供应商应严格执行并检验其设备是否达到该标准。为了解掌控机器设备的影响因素则需增进对其维护与保养，定期校验其性能和精度。
3.3材料因素
原材料的波动也会引起产品的多变性，进而要严格管控原材料入场流程与质量，强化零部件的检验工作。
3.4方法原因
产品的多变性受设计的方法，测量的方法及计算的方法等的影响。如果在生产过程中，使用的方法不正确也可成为产品多变性的原因。
3.5环境因素
环境因素多指作业现场的湿度、温度、震动等因素。这些因素也都会成为多变性的原因。
3.6测量影响
测量的多变性主要包含对测量设备和测量方法的影响。测量时，首先要明确测量目标及该目标对测量准确度的要求，根据实际需求选取能够满足准确度要求的测量仪器或设备。与此同时，需要定期校验测量仪器或设备性能与精度。针对测量能力进行的预测是通过瞬时标准差进行预测的。
4统计过程控制在白车身关键尺寸控制中的应用
4.1组建团队
进行SPC 项目小组的组件主要包含质量管理人员、数据测量分析人员、工艺技术人员及生产操作人员，全程参与SPC 项目的实施。由SPC 团队共同制定项目推进计划，确定项目的总体目标，并建立SPC 项目运行过程中的管理制度及团队工作制度，选举出团队Leader，负责跟踪SPC 项目的正常开展及进度。
4.2SPC知识培训
人员培训是SPC应用项目实施成功的关键因素，项目开始时根据项目的推进计划，对相应的人员开展不同层次、阶段性的培训，确保SPC 项目团队成员在思路及目标的达成上保持一致，并在项目开展过程中逐步提高项目小组人员技术能水平，使项目顺利推进。
4.3确定白车身研究对象
量产车型白车身的关键点主要依据车身尺寸关键特性及对整车安装匹配影响，主要包括左/右侧围定位孔、前/后桥安装孔、前/后减震器安装孔、悬置安装孔等。
4.4确定适用的控制图类型及数据收集
白车身关键点的尺寸数据属于计量型，结合汽车生产线的批量且状态较稳定的生产特点，选用计量型的均值-极差控制图（X-R图）来对确定了的研究对象的控制过程进行分析。为使控制图更有效，制定数据抽样计划并确定样本的子组数量及每个子组容量。白车身制造过程中要进行监控，记录生产过程状态，这有利于在分析数据变化时提供依据。利用三坐标测量机对研究点进行测量，进行数据采集。
4.5数据分析
要将收集的数据进行整理，然后应用Minitab软件绘制出白车身各个关键点在X、Y、Z各方向的控制图（如图1：以侧定位孔X方面得出的控制图为例），SPC项目团队负责对控制图进行实时分析，分析极差图上的数据点，对于极差图中每一个显示的特殊原因，都要通过对过程的运行进行分析以确定原因，并改进对过程的理解，纠正原因，并防止其再发生。控制图是分析问题的有力工具，从图中能显示出特殊原因是从何时开始，持续多长时间。为使生产出的产品一致性更加稳定，对过程能力的分析的及时性是非常重要的，通过对生产过程的数据监控，从出现一个超出控制限的点就应立即分析过程，生产过程的过程记录是分析特殊原因变差的重要信息来源。
结语
综上所述，通过统计过程控制技术（SPC）的运用，对整车白车身生产过程过程进行有效监控，对生产过程中产生的偏移能够得到及时的识别并做出控制措施，起到了过程质量的预警管理，对生产过程能力保持稳定并能持续改进提供了有效的手断，对企业的质量保证能力的提高提供了保障。
参考文献：
[1]克莱斯勒.福特和通用汽车公司.统计过程控制（SPC）参考手册（第二版）[S].2005，75.
[2]何晓群，付韶军.六西格玛质量管理与统计过程控制[M].清华大学出版社，2016.
论文作者:韦淞元,邓本福,胡相涛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/23
标签：车身论文; 过程论文; 尺寸论文; 整车论文; 原因论文; 项目论文; 过程中论文; 《基层建设》2018年第4期论文;