焊装白车身品质培育分析

作者:王建中 文章来源:长城汽车股份有限公司技术中心 发布时间:2011-11-15
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图1  车身质量发展状态

本文分析说明了焊装白车身品质的重要性、常见问题及培育方法,在开发过程中建立起品质培育的意识,有助于企业提高生产效率,缩短产品上市周期,降低生产成本。

汽车市场正在以每年15%的增量迅猛发展,在这种环境下,缩短整车的开发周期,提升车身品质,快速占领市场成为了当今汽车制造企业的奋斗目标。在国外品牌不断冲击国内市场的环境下,自主品牌发展与生存也越来越受到威胁。如何在迅速发展的汽车业求得生存,则需要提升品牌竞争力,而其核心在于开发周期的不断缩短、成本的不断缩减以及品质的不断提升,传统的开发体系制约了目前快速发展的脚步,必须寻求新的方法改进传统方式,创新势在必行。

随着日本、韩国及欧美国家“2mm”工程发展的日益成熟,我国汽车工业虽发展较快,但总体上,与欧美、日本等国家的差距仍很大。为应对激烈的市场竞争,提高民族汽车自主品牌的竞争力,迫切需要民族汽车企业工程技术人员共同努力,理论结合实际,勤于思考,探索、开拓适合中国特色的提升车身品质的新路。


图2  白车身冲焊件尺寸偏差的影响因素

白车身品质的评价指标及定义

1.白车身品质的评价指标

对于白车身品质,目前白车身车间主要是以焊点质量水平(NPQP)、白车身精度合格率、白车身稳定性水平(CII指数)以及AUIDIT打分评价等级等指标来判定白车身品质的优与劣。而在这些白车身评价指标中,白车身精度合格率与白车身稳定性水平是目前制约着周期性开发与品质的瓶颈指标,故如何保证此指标的达成及稳定是本文分析与研究的方向。


图3  白车身品质过程培育的体系

2.白车身品质的评价指标定义

白车身精度合格率:又称尺寸通过率,是指在工程控制的指导下对单台白车身的质量进行评价的指标。计算方法是以各测量点的要素(每个测量点有X、Y和Z三个要素)的测量值(目前白车身测量一般都采用三坐标CMM)与设计数模上的标准值和公差带进行比较,如果在公差带范围内,则为合格要素,否则为不合格。一台白车身上所有要求测量点的要素中合格点数与测量总点数要素的比值即为合格率,又称通过率。

CII(Continuous Improvement Index)指数:白车身综合制造误差,反映车身制造尺寸稳定性的指数(CII指数是基于6σ理论概念的基础)。根据测量的数据绘制CII指数曲线图,可清晰地了解到白车身哪些部位波动较大,哪些部位有待改进。

其中,n为同一个检测点的检测次数,需要求出每个测量点X、Y和Z三个方向的波动水平6σ值。如图1所示,车身质量呈现不断改进的发展状态。

白车身品质指标实现的过程保障

1.白车身品质保证体系的建立

(1)白车身尺寸偏差品质问题的因素 汽车白车身的制造是一个相对较复杂的过程,通常由300~500个曲面复杂的金属薄板冲压件,在近百个装配站通过焊接而成,而涉及夹具的定位点达2000多个,焊点一般也具有3500~5000个之多。冲压钣金件的装配焊接是通过多层级实现的,在多个环节的辗转中尺寸的偏差难以控制。其中造成尺寸偏差引发品质问题的因素主要源于如图2所示的几个方面:

(2)白车身品质过程培育的体系 针对影响白车身冲焊件及总成尺寸偏差的因素,在过程开发的阶段工作中,有目的地实施各阶段的内容:

冲压部件品质、精度的保证:冲压部件公差的保证量;结合面的重要度与确保精度;门类装配精度;模具精度在检具内的再现以及回弹量的统计及数据库化等;

焊接精度的保证:约束定位合理化(RPS系统);防止变形参数的合理化;部件与车身公差匹配;夹具及工位内精度在检具内的再现以及测量值的可信赖性等。白车身品质过程培育的体系如图3所示。

2.白车身品质保证的活动

白车身品质培育是在过程实施中将问题提前暴露、给定方案,在实际的条件中进一步改进的活动。整个实施过程遵循P(PLAN)、D(DO)、C(CHECK)和A(ACTION)的原则,即:建立白车身品质保证体系、落实可行的品质改善体系、检查和控制各阶段的品质、品质改善,加强沟通,而其宗旨是建立在顾客(下一序或最终)的角度上开展相关工作,具体如图4所示。


图4  白车身品质培育

3.问题研究及对策建立流程

流程的建立就是标准化的应用。流程的建立帮助我们工作中按照一定的规范执行,防止遗漏,提高了工作效率,也为新入职人员的快速融入工作提供了便利,同时也降低了因人员的流失所造成的损失。过程开发中对于公差方面的分析及流程如图5所示,零部件问题解决方面的对策流程如图6所示。


图5  GD&T分析流程

4.过程开发品质培育过程中常见的品质问题报告书

(1)造成及引起模具、夹具的修正与调整发生的几种问题 单个冲压件的数据编制及问题分析;总成件的数据编制及问题分析;车身数据的编制及问题分析;车体共用孔数据编制及问题分析;装配及调整问题分析建立对策;外观品质评价、问题分析及建立对策以及设备工程能力的把握及建立对策。以上问题的发生都会造成及引起模具、夹具的修正与调整。

(2)装配过程中辅助工装的应用举例 鉴于目前国内模具加工制造的水平,白车身外观匹配件装配过程中一般都需要进行调整,生产线体既要保证品质的要求,又要满足生产节拍的需要。经过长时间的摸索,工程设计人员设计出了装车门的一种辅具,简称辅助工装,不但提高了装配的效率,减少了操作人员的劳动强度,同时也减少了门盖的调整量,甚至减少了调整的工序。


图6  问题解决流程

白车品质培育活动组的建立

因白车身的品质一般涉及的部门较多,在过程中常因沟通、职责和问题划分等问题造成进度缓慢,问题解决不及时,严重制约了问题解决的周期性。为了改善白车身(BIW)的品质需要依靠专门的组织(品质培育作战室)通过改善活动,挖掘整体品质的问题及建立对策以有效解决问题。图7为某单位在品质培育方面成立的品质培育作战室的组织结构图,因作战室设计部门多,协调难度大,为加大工作推进力度,组长需有以下权利:包括作战室内员工奖惩权;对责任部门通报处理权;问题责任判定权以及要求责任部门对问题进行对策汇报权。

通过以上作战室的成立,相对以往车型的品质培育周期缩短了2个月,有效缩短了新产品上市的周期,为占领市场奠定了基础。


图7  品质培育作战室的组织结构

结语

在新车型的开发过程中就应建立起品质培育的意识,并且将其方案化,实现目标阶段化,对每个阶段的工作内容进行细分化,对各种类型的问题解决建立流程。成立专项小组,在过程中不断完善,不断提升。

实践证明,开展品质培育分析,有助于企业保证产品质量,提高生产效率

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