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間隙平順度問(wèn)題的分析與優(yōu)化措施

2021-09-27 18:37:05·  來(lái)源：汽車(chē)實(shí)用技術(shù)雜志社  作者：郭杰，謝添，等  
　
摘要：文章基于實(shí)際生產(chǎn)中的案例，論述問(wèn)題的分析解決過(guò)程。首先對(duì)該問(wèn)題的基本情況進(jìn)行介紹。針對(duì)右側(cè)小尾燈和后備箱蓋之間間隙小的問(wèn)題，闡述分析區(qū)域的間隙平
摘要：文章基于實(shí)際生產(chǎn)中的案例，論述問(wèn)題的分析解決過(guò)程。首先對(duì)該問(wèn)題的基本情況進(jìn)行介紹。針對(duì)右側(cè)小尾燈和后備箱蓋之間間隙小的問(wèn)題，闡述分析區(qū)域的間隙平順度標(biāo)準(zhǔn)，以及匹配關(guān)系和定位點(diǎn)信息。然后說(shuō)明采用綠帶方法的具體分析過(guò)程，主要包括三相圖分析，三坐標(biāo)對(duì)比分析，并總結(jié)根本原因。最后通過(guò)驗(yàn)證根本原因的方式，逐步確定長(zhǎng)期措施。文章所采用的分析方法，對(duì)生產(chǎn)中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題具有重要的參考價(jià)值，進(jìn)而可以減少費(fèi)用支出，優(yōu)化質(zhì)量，提高工作效率。
 
作者信息：
姓名：郭杰，謝添，肖國(guó)威
單位：北京奔馳汽車(chē)有限公司
簡(jiǎn)介：郭杰，碩士學(xué)位，中級(jí)工程師，車(chē)身工程師，就職于北京奔馳汽車(chē)有限公司研發(fā)一部。
 
前言
質(zhì)量是企業(yè)生存和發(fā)展的根本，如何高效準(zhǔn)確得找到根本原因，解決質(zhì)量問(wèn)題是各公司相關(guān)部門(mén)在探索的方向。質(zhì)量問(wèn)題分析方法，主要有5W2H方法，8D方法，以及六西格瑪黑帶分析方法等。本文采用Delterlyze 綠帶分析方法解決車(chē)輛質(zhì)量問(wèn)題。Delterlyze 綠帶分析方法是一種高效的質(zhì)量分析工具，核心思路是通過(guò)交換零件的方法，快速鎖定問(wèn)題零件，進(jìn)而找到根本原因解決質(zhì)量問(wèn)題。
某車(chē)型試裝階段，概率性發(fā)生右側(cè)小尾燈和后保險(xiǎn)杠之間間隙小的問(wèn)題，缺陷率30%。在找到長(zhǎng)期解決方案前由第三方執(zhí)行返修臨時(shí)方案，避免和后備箱蓋直接接觸摩擦。為了減少執(zhí)行短期措施的費(fèi)用和不必要的工藝過(guò)程，以及規(guī)避磨損腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，保證成品車(chē)的質(zhì)量，需要盡快從根本上解決此問(wèn)題。
 
 
1 問(wèn)題背景
 
1.1 缺陷描述及考核標(biāo)準(zhǔn)
1.1.1 缺陷描述
該車(chē)型，右側(cè)小尾燈與后備箱蓋之間間隙小的問(wèn)題的缺陷率為30%，無(wú)平順度問(wèn)題，其他車(chē)間其它車(chē)型均無(wú)此問(wèn)題。對(duì)于左側(cè)小尾燈，由于之前為了解決小尾燈和亮飾條之間的間隙問(wèn)題，對(duì)左側(cè)小尾燈輔助定位筋進(jìn)行過(guò)更改，所以?xún)蓚?cè)尾燈實(shí)際狀態(tài)不同，且左側(cè)并無(wú)間隙小的問(wèn)題，因此左側(cè)狀態(tài)不能作為對(duì)比參考。問(wèn)題背景可參考圖1。
 
 
圖1 問(wèn)題背景
分析解決該問(wèn)題過(guò)程中，不應(yīng)影響其他位置的狀況，不能引起其他問(wèn)題。目前執(zhí)行短期措施，在小尾燈尖角面上貼透明膠帶，避免小尾燈尖角和后備箱蓋直接接觸造成磕碰磨損。
1.1.2 考核標(biāo)準(zhǔn)
為了更直觀的顯示小尾燈和周邊零件（后備箱蓋、大尾燈）的位置關(guān)系，更清晰得描述缺陷位置，將間隙及平順度標(biāo)準(zhǔn)與小尾燈區(qū)域結(jié)合到一張圖中顯示，如圖2所示。本文圖中的坐標(biāo)系與整車(chē)坐標(biāo)系一致。
 
 
圖2 間隙平順度標(biāo)準(zhǔn)及缺陷位置
圍繞小尾燈，間隙考核點(diǎn)為1-10各個(gè)點(diǎn)，平順度考核1,2,7-10共6個(gè)點(diǎn)。缺陷位置在尖角位置，用0點(diǎn)示意。由于0點(diǎn)并不是測(cè)量點(diǎn)，所以理論上此點(diǎn)并沒(méi)有間隙平順度考核標(biāo)準(zhǔn)。但由于問(wèn)題缺陷是0點(diǎn)發(fā)生了間隙過(guò)小甚至無(wú)間隙的問(wèn)題，所以在分析過(guò)程中對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行塞尺測(cè)量。根據(jù)0點(diǎn)和1、2兩點(diǎn)在一條線(xiàn)上，定義0點(diǎn)間隙平順度標(biāo)準(zhǔn)與1、2兩點(diǎn)相同，間隙為0.8+/-0.5mm，平順度為-0.1+/-0.8mm。
1.2 小尾燈和后備箱蓋定位點(diǎn)
1.2.1 小尾燈定位系統(tǒng)
零件在三維空間坐標(biāo)系中，有三個(gè)平動(dòng)自由度和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。通過(guò)定位系統(tǒng)，可以完成對(duì)這六個(gè)自由度的限制，實(shí)現(xiàn)測(cè)量定位和裝配定位。小尾燈的定位點(diǎn):3個(gè)X向定位點(diǎn)，2個(gè)Z向定位點(diǎn)，1個(gè)Y向定位點(diǎn)。其為測(cè)量系統(tǒng)的定位點(diǎn)，也為裝配過(guò)程的定位點(diǎn)。如圖3所示。
 
 
圖3 小尾燈定位系統(tǒng)
1.2.2 后備箱蓋小尾燈區(qū)域定位系統(tǒng)
操作工按照規(guī)定的裝配工藝將小尾燈安裝到車(chē)身后備箱蓋上邊，圖4為截取后備箱蓋小尾燈區(qū)域的鈑金件的圖片，其中后備箱蓋鈑金分為上鈑金件和下鈑金件兩個(gè)零件，小尾燈完全安裝在下鈑金件上，1和2點(diǎn)考核點(diǎn)以及缺陷點(diǎn)0點(diǎn)是小尾燈和上鈑金件之間的配合關(guān)系，即，對(duì)于問(wèn)題點(diǎn)0點(diǎn)的間隙測(cè)量，是將小尾燈安裝到下鈑金件上后，測(cè)量小尾燈和上鈑金折邊位置的間隙。圖5為小尾燈安裝到后備箱蓋的安裝匹配關(guān)系，深藍(lán)色為下鈑金件，灰色為上鈑金件，黃色為小尾燈。
 
 
圖4 后備箱蓋固定小尾燈的鈑金件形狀
 
 
圖5 小尾燈與后備箱蓋的安裝關(guān)系
小尾燈安裝到后備箱蓋鈑金件上之后，定位系統(tǒng)將小尾燈固定，圖5中用紅色圓圈圈起來(lái)的是小尾燈支撐筋，其與鈑金件均有間隙，上支撐筋與鈑金不規(guī)則孔切邊的間隙為0.5mm，下支撐筋與鈑金切邊的間隙為0.45mm。定位系統(tǒng)中Z向定位點(diǎn)有兩個(gè)，插到鈑金孔里的小尾燈筋的上表面與鈑金件有間隙，下表面與鈑金件接觸，則該筋的下表面為Z向定位點(diǎn)。另一個(gè)Z向定位點(diǎn)處的筋上表面與鈑金件切邊貼合，則該筋的上表面為Z向定位點(diǎn)。
 
2 分析問(wèn)題確認(rèn)根本原因
為了快速找到根本原因，采用綠帶方法鎖定車(chē)分析該問(wèn)題。為了盡量減少車(chē)身的差異帶來(lái)的間隙差異，選擇同一天裝配的車(chē)，根據(jù)提取兩輛0點(diǎn)間隙數(shù)值差異大的車(chē)，一輛間隙為0的缺陷車(chē)，一輛間隙為0.8mm的好車(chē)。通過(guò)對(duì)好壞車(chē)進(jìn)行對(duì)比分析、觀察可以較快找到影響因素。本文主要通過(guò)三相圖分析、三坐標(biāo)測(cè)量和數(shù)據(jù)分析、試驗(yàn)驗(yàn)證三種方法確認(rèn)根本原因。
2.1 三相圖分析
為了確保測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性和一致性，對(duì)每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行3次測(cè)量，該階段為Phase 0。為了排除裝配過(guò)程的影響，對(duì)小尾燈重復(fù)拆裝進(jìn)行測(cè)量，該階段為phase 1。基于phase 0和phase 1階段的結(jié)果，確保測(cè)量和裝配過(guò)程的穩(wěn)定性，排除測(cè)量和裝配過(guò)程的因素，進(jìn)而進(jìn)行交叉實(shí)驗(yàn)，將兩車(chē)的小尾燈分別做好標(biāo)記“好車(chē)的燈”、“壞車(chē)的燈”，拆下小尾燈，將好車(chē)的燈裝配到壞車(chē)，壞車(chē)的燈裝配到好車(chē)，觀察0點(diǎn)間隙，該階段為phase 2 。整個(gè)三相圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
表1 三相圖數(shù)據(jù)
 
△High表示原始缺陷車(chē)，△Low表示原始好車(chē)。通過(guò)Phase 0，較一致的測(cè)量數(shù)據(jù)驗(yàn)證了測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定且可靠。Phase 1的數(shù)據(jù)結(jié)果確認(rèn)了裝配的穩(wěn)定性，排除了裝配因素。Phase 2，交換小尾燈后，“好車(chē)的燈”安裝在原始缺陷車(chē)上，“壞車(chē)的燈”安裝在原始好車(chē)上，結(jié)果顯示安裝有“壞車(chē)的燈”的原始好車(chē)△Low的間隙依然為合格，安裝有“好車(chē)的燈”的原始?jí)能?chē)△High的間隙依然為0，并未改善?？梢?jiàn)，缺陷的狀態(tài)隨車(chē)身走，原始缺陷車(chē)無(wú)論安裝原始車(chē)燈還是后來(lái)交換的車(chē)燈，間隙依然為0. 由此可推測(cè)，兩輛車(chē)的車(chē)身狀態(tài)不同，車(chē)身狀態(tài)并不穩(wěn)定，缺陷車(chē)的鈑金件和小尾燈之間由于某種原因?qū)е滦∥矡舨荒茉谡_的位置。根本原因需要繼續(xù)探索。

2.2 三坐標(biāo)測(cè)量分析
2.2.1 小尾燈定位點(diǎn)和后備箱蓋接觸情況
在拆小尾燈之前，觀察小尾燈定位點(diǎn)及支撐筋和后備箱蓋下鈑金件之間的接觸關(guān)系，確認(rèn)定位點(diǎn)是否起到定位的作用，以及數(shù)模中有間隙的地方是否有間隙。經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，缺陷車(chē)的Z向主定位筋的下表面與鈑金件有間隙，并未起到定位作用，導(dǎo)致小尾燈Z向不能向下走。初步判斷對(duì)0點(diǎn)間隙小有貢獻(xiàn)的點(diǎn)主要是Z向，其次是Y向。

2.2.2 三坐標(biāo)測(cè)量
對(duì)缺陷車(chē)與好車(chē)的車(chē)身鈑金件及小尾燈進(jìn)行測(cè)量，以下為對(duì)該問(wèn)題有影響的區(qū)域的測(cè)量結(jié)果。測(cè)量?jī)蓚€(gè)車(chē)的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)小尾燈的狀態(tài)穩(wěn)定，好車(chē)和缺陷車(chē)的小尾燈尖角位置的切邊均多料，約貢獻(xiàn)0.35mm，支撐筋多料約0.46mm。如圖6和圖7所示。
 
 
圖6 尖角區(qū)域數(shù)據(jù)
 
 
圖7 上支撐筋區(qū)域數(shù)據(jù)
在后備箱蓋坐標(biāo)系下測(cè)量好車(chē)和缺陷車(chē)的鈑金件的數(shù)據(jù)，如圖8所示。經(jīng)對(duì)比分析，對(duì)該問(wèn)題貢獻(xiàn)較大的區(qū)域主要在Z向定位點(diǎn)及周邊輔助定位點(diǎn)區(qū)域，如圖8中黑框框住的區(qū)域，和小尾燈Z向定位點(diǎn)接觸的兩車(chē)鈑金切邊數(shù)據(jù)有很大的差異，壞車(chē)報(bào)告中顯示，小尾燈Z向主定位孔位置Z5點(diǎn)數(shù)值向-0.1mm，接近于中值0，而好車(chē)報(bào)告顯示，其對(duì)應(yīng)點(diǎn)Z5的數(shù)據(jù)為-0.7mm，比理論中值位置向下走了0.7mm，缺陷車(chē)比好車(chē)的Z5點(diǎn)高約0.6mm。理論上講，鈑金件Z方向向下0.7mm，無(wú)疑會(huì)直接增大小尾燈和后備箱蓋上鈑金件間隙0.7mm。這就是交叉實(shí)驗(yàn)造成缺陷隨車(chē)走的原因，位于車(chē)身鈑金件上的尾燈Z向定位安裝孔差別太大，穩(wěn)定狀態(tài)的燈匹配不穩(wěn)定狀態(tài)的車(chē)身。雖然好車(chē)后備箱蓋鈑金Z向向下走了0.75mm，增大了間隙，但引起小尾燈和大尾燈之間平順度超差，所以后備箱蓋Z向穩(wěn)定性需要控制在中值附近。缺陷車(chē)后備箱蓋鈑金件Z向?yàn)?0.06mm，算是比較理想的車(chē)身狀態(tài)，但匹配完小尾燈后出現(xiàn)間隙小的缺陷。所以缺陷根本原因不在Z向定位點(diǎn)。
 
 
 
 
圖8 后備箱蓋下鈑金件數(shù)據(jù)
基于拆小尾燈之前對(duì)小尾燈在鈑金上的定位情況檢查結(jié)果，Z向定位未能起到作用，說(shuō)明安裝小尾燈過(guò)程中，小尾燈被某個(gè)地方絆住導(dǎo)致不能Z向定位。結(jié)合三坐標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)，小尾燈的支撐筋多料0.46mm，好車(chē)和缺陷車(chē)的后備箱蓋在小尾燈上支撐筋的位置均多料約0.25mm。這會(huì)造成，支撐筋多料的尾燈安裝到多料的后備箱蓋上時(shí)，數(shù)模中0.5mm的間隙小于實(shí)際零件累計(jì)偏差0.73mm（尾燈上加強(qiáng)筋多料數(shù)據(jù)0.46mm+鈑金件對(duì)應(yīng)位置多料數(shù)據(jù)0.25mm）。該位置的板件切邊并非垂直的，而是斜面，所以，在小尾燈安裝時(shí)，小尾燈上支撐筋會(huì)被卡在一個(gè)較高的位置，影響Z向定位，使整個(gè)小尾燈卡在較高的位置。

2.2.3分析判斷并驗(yàn)證根本原因
在2.1章節(jié)三相圖分析部分，根據(jù)實(shí)驗(yàn)推斷出“車(chē)身狀態(tài)并不穩(wěn)定，缺陷車(chē)的鈑金件和小尾燈之間由于某種原因?qū)е滦∥矡舨荒茉谡_的位置”。在2.2.1章節(jié)小尾燈定位點(diǎn)和后備箱蓋接觸情況部分，拆小尾燈之前，經(jīng)過(guò)對(duì)定位點(diǎn)和支撐筋與后備箱鈑金件接觸情況的觀察，確認(rèn)小尾燈Z向定位點(diǎn)并未安裝到位。在2.2.2章節(jié)三坐標(biāo)測(cè)量部分得出，后備箱蓋下鈑金件Z向控制不穩(wěn)定，小尾燈尖角位置多料影響間隙，小尾燈上支撐筋和對(duì)應(yīng)的后備箱鈑金件位置均多料，導(dǎo)致支撐筋不能到正確的位置，卡在較高的切邊上，影響安裝過(guò)程小尾燈Z向定位。
根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，推論根本原因?yàn)樾∥矡糁谓疃嗔咸?。初步?yàn)證方法為：找3輛缺陷車(chē)，對(duì)小尾燈上支撐筋打磨約0.6mm，再安裝，測(cè)量0點(diǎn)間隙，均在公差內(nèi)。然后通過(guò)整理三坐標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如下圖9為后備箱蓋鈑金件上影響小尾燈的點(diǎn)，1點(diǎn)為上鈑金件的法向數(shù)據(jù)，該位置對(duì)應(yīng)小尾燈尖角。2點(diǎn)和3點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)小尾燈的Z向定位點(diǎn)，4點(diǎn)和5點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)小尾燈支撐筋。
 
 
圖9 后備箱蓋鈑金件關(guān)注點(diǎn)
通過(guò)對(duì)9輛車(chē)的三坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如表2，發(fā)現(xiàn)data 4數(shù)據(jù)值由大到小的排列順序與好車(chē)和壞車(chē)的順序一致，好車(chē)的4點(diǎn)數(shù)值大，壞車(chē)的4點(diǎn)數(shù)值小。推斷出4點(diǎn)是該問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)。因此可以判定根本原因并據(jù)此制定解決措施：由于4點(diǎn)位置鈑金和小尾燈支撐筋干涉，導(dǎo)致小尾燈Z向不能正確定位，需要控制小尾燈支撐筋尺寸，將小尾燈支撐筋尺寸減小0.5mm至中值。
表2 三坐標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)分析
 
3 制定長(zhǎng)期方案
3.1優(yōu)化方案
 
基于以上分析，制定長(zhǎng)期方案：1)控制車(chē)身后備箱蓋穩(wěn)定性，且不能有太大偏差，主要是圖10中的紅框框起來(lái)的Z5點(diǎn)，以及小尾燈上支撐筋相鄰的切邊Y向值。2)供應(yīng)商優(yōu)化小尾燈零件，削短支撐筋0.5mm，使支撐筋尺寸接近中值,并控制小尾燈尖角位置尺寸。
分批次上線(xiàn)試裝、跟蹤、測(cè)量。圖10為試裝階段車(chē)身狀態(tài)，圖11為優(yōu)化后小尾燈支撐筋的尺寸數(shù)據(jù)。
 
 
圖10 試裝階段后備箱蓋下鈑金件狀態(tài)
 
圖11 優(yōu)化后小尾燈支撐筋
 
3.2方案驗(yàn)證及實(shí)施
試裝階段，裝焊工程師對(duì)車(chē)身零件的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了控制，并穩(wěn)定生產(chǎn)。小尾燈支撐筋也優(yōu)化到位。安排同事記錄小尾燈整體間隙的各個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，避免只關(guān)注問(wèn)題點(diǎn)0點(diǎn)，而忽略試裝變化有可能帶來(lái)的其他問(wèn)題。此外，質(zhì)量同事對(duì)試裝車(chē)每天進(jìn)行抽查，考核間隙及平順度。根據(jù)試裝間隙記錄數(shù)據(jù)以及質(zhì)量考核提供的報(bào)告，試裝結(jié)果比較理想，圖12和圖13分別為執(zhí)行長(zhǎng)期措施后質(zhì)量考核的間隙、平順度數(shù)據(jù)。考核點(diǎn)的間隙、平順度值均在公差范圍內(nèi)，全部合格，并未引起其他問(wèn)題。
 
圖12 間隙數(shù)據(jù)
 
圖13 平順度值
 
4 結(jié)論
本文結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中的案例，對(duì)問(wèn)題的著手點(diǎn)、分析方向及內(nèi)容進(jìn)行了闡述，有效得解決了生產(chǎn)中的問(wèn)題。本文案例為間隙平順度類(lèi)的匹配問(wèn)題，但該思路可延伸用于分析解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的其他質(zhì)量問(wèn)題。滯留缺陷車(chē)，通過(guò)觀察缺陷位置表面現(xiàn)象，推測(cè)出可能產(chǎn)生此問(wèn)題的因素；通過(guò)缺陷車(chē)和好車(chē)的交叉實(shí)驗(yàn)，可以初步判斷零件穩(wěn)定性，以及可能的影響因素、原因；通過(guò)三坐標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)，可以用精確的數(shù)據(jù)對(duì)比出差異及超差點(diǎn)。每種分析方法之后的結(jié)論，結(jié)合到一起，便能推測(cè)出根本原因。從推測(cè)出的根本原因?yàn)槌霭l(fā)點(diǎn)，用消除根本原因的方法返修缺陷車(chē)等方式進(jìn)行驗(yàn)證，最終確認(rèn)根本原因。進(jìn)而可以要求零件優(yōu)化、零件穩(wěn)定性的控制，以從根本上解決問(wèn)題。目前在北京奔馳有限公司該分析流程越來(lái)越多得被應(yīng)用，有效解決了部分在線(xiàn)執(zhí)行的短期措施，減少大量的短期措施費(fèi)用，有效地解決生產(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題，保證了北京奔馳成品車(chē)的質(zhì)量。
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