關(guān)鍵詞：汽車零部件；尺寸精度；數(shù)字化；數(shù)據(jù)預(yù)警；可追溯

中圖分類號： F273.1 文獻標識碼：A

0引言

隨著汽車行業(yè)競爭日趨激烈，顧客對產(chǎn)品質(zhì)量需求也越來越高，焊裝白車身的作為車身各類部品裝配的載體，其精度水平直接影響整車品質(zhì)[1]。汽車零部件作為白車身的主要構(gòu)成，是白車身精度形成的源頭。因此開展零部件尺寸精度管理研究，將精度管理實現(xiàn)從源頭進行有效管控，對提升整車品質(zhì)具有重大意義。

從目前行業(yè)精度管理發(fā)展來看，全面的數(shù)字化智能制造是高產(chǎn)品質(zhì)量需求的解決方案?！稒C械工業(yè)“十四五”質(zhì)量管理規(guī)劃綱要》提出，要充分利用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化制造轉(zhuǎn)型升級的戰(zhàn)略機遇，圍繞提升全生命周期產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性和安全性推進質(zhì)量管理，并充分利用信息化等技術(shù)手段來加強質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集、分析、評價、決策和追溯[2]。一汽也提出了運用“1164”數(shù)智化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)法，實現(xiàn)全方位數(shù)字化管理，建設(shè)成“數(shù)字一汽”的戰(zhàn)略規(guī)劃[3]。

本文通過對目前汽車零部件尺寸精度管理現(xiàn)狀進行深入分析，探索通過數(shù)字化管理的模式，實現(xiàn)汽車零部件尺寸精度數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)預(yù)警、經(jīng)驗庫建立等過程的全面高效管理。針對零部件尺寸精度管理，由于外協(xié)零部件數(shù)量較大，從零件測量、數(shù)據(jù)收集和精度異常識別等過程都無法達到100% 覆蓋，同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)整合、預(yù)警和問題整改監(jiān)控等基本依賴于人工的判斷，管理效率較低。

基于此，本研究從目前整個零部件尺寸精度管理現(xiàn)狀入手，識別管理業(yè)務(wù)痛點，探索利用數(shù)字化管理模式對零部件尺寸精度進行全面管理。研究以數(shù)據(jù)為主線，建立汽車零部件尺寸精度系統(tǒng)，實現(xiàn)從零部件精度各環(huán)節(jié)的實時數(shù)據(jù)監(jiān)控、質(zhì)量反饋到跟蹤處理管理，達到了提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。該研究通過數(shù)據(jù)監(jiān)控及在線處理、預(yù)警和協(xié)同，提高問題事件處理的規(guī)范性和處理效率，實現(xiàn)工藝質(zhì)量數(shù)據(jù)的集中匯總、工藝質(zhì)量風險預(yù)防預(yù)控、問題閉環(huán)經(jīng)驗的共享和有效傳承，從根本上提高零部件尺寸精度的效率和能力，進而提高白車身的質(zhì)量，提升核心競爭力[4]。

1 汽車零部件尺寸精度管理現(xiàn)狀分析

汽車零部件由于數(shù)量龐大，每個主機廠的零部件均由多個供應(yīng)商來供貨，同時各供應(yīng)商內(nèi)部精度管理水平差異，導(dǎo)致整體零部件精度管理難以統(tǒng)一。這主要體現(xiàn)在日常的精度數(shù)據(jù)收集、測量要求、異常的數(shù)據(jù)預(yù)警以及整改監(jiān)控等方面存在較多不足。

1.1 零件測量

前期對零件的重要度進行分級管理，并定義相應(yīng)的測量頻次，供應(yīng)商按照該數(shù)據(jù)測量頻次進行數(shù)據(jù)的提交。由于整個外協(xié)件數(shù)量龐大，人工監(jiān)管下數(shù)據(jù)的提交主要為抽查。因目前各供應(yīng)商零件測量與整車生產(chǎn)計劃不匹配，會導(dǎo)致數(shù)據(jù)存在提交遺漏和滯后的情況。當后工序有異常問題，有可能發(fā)生查詢的零件數(shù)據(jù)與實際情況差異，導(dǎo)致問題分析整改周期變長。

1.2 數(shù)據(jù)存儲

目前零部件測量數(shù)據(jù)由供應(yīng)商以excel 表格形式，通過網(wǎng)盤、郵件形式等進行提交。這導(dǎo)致數(shù)據(jù)分散，分析查詢時路徑不一，可追溯性差。而且單個excel 表格的數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)少，一般在30 ～ 40 組數(shù)據(jù)，對應(yīng)時間周期在1 個月左右，這導(dǎo)致數(shù)據(jù)難以快速查詢分析，無法追溯過往的數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)預(yù)警

零部件測量數(shù)據(jù)表中，通過顏色規(guī)則對異常數(shù)據(jù)進行顯示；人工通過顏色識別異常，由質(zhì)量人員向相應(yīng)的工藝人員進行預(yù)警、整改監(jiān)控。整個過程依賴于人工監(jiān)控，單個零件預(yù)警時間較長（約30 min），存在預(yù)警缺失，且不能實現(xiàn)實時預(yù)警。

1.4 流程監(jiān)控

預(yù)警問題以單一excel 表格進行人工監(jiān)控，存在遺漏和整改滯后的情況，也不能實時監(jiān)控預(yù)警問題的改善效果。

2 汽車零部件尺寸精度管理系統(tǒng)研究及應(yīng)用

從行業(yè)發(fā)展來看，目前的市場對質(zhì)量要求越來越嚴格，人工生產(chǎn)管理模式向智能化、全面化和數(shù)字化轉(zhuǎn)變成為行業(yè)趨勢。因此在對汽車零部件尺寸精度管理現(xiàn)狀分析后，本司決定開發(fā)應(yīng)用零部件尺寸精度的管理系統(tǒng)，以直接替代原有人工數(shù)據(jù)管理模式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)全面實時監(jiān)控、效率提升、問題快速反應(yīng)以及質(zhì)量提升[5]。

2.1 總體建設(shè)目標

（1）建立數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。針對現(xiàn)存多個供應(yīng)商、數(shù)據(jù)較多的零部件、多種提交數(shù)據(jù)形式以及數(shù)據(jù)記錄單一的情況，將各供應(yīng)商零部件數(shù)據(jù)規(guī)范導(dǎo)入到系統(tǒng)集成，進行數(shù)字化管控，實現(xiàn)精度類數(shù)據(jù)統(tǒng)一歸口、同一平臺管理。

（2）減少人工數(shù)據(jù)導(dǎo)入的繁雜工作，實現(xiàn)精度數(shù)據(jù)自動導(dǎo)入性，這打破了以往數(shù)據(jù)采集編制整理均由人工負責、效率低較的模式。通過數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動讀取識別進入至系統(tǒng)，可以有效減輕精度數(shù)據(jù)管理人員的工作量。

（3）建立預(yù)警模型，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時預(yù)警，改善人工預(yù)警的及時性，同時確保預(yù)警的準確定。

（4）實現(xiàn)精度大數(shù)據(jù)可追溯性，改善了傳統(tǒng)電子測量表測組數(shù)限制，精度數(shù)據(jù)只要輸入零件號、時間等條件便可調(diào)取對應(yīng)數(shù)據(jù)，日常隨時進行調(diào)取。

（5）實現(xiàn)手機終端數(shù)據(jù)查詢，解決了處置現(xiàn)場問題時必須回辦公室查詢數(shù)據(jù)的困擾。

2.2 系統(tǒng)功能實現(xiàn)方案

（1）數(shù)據(jù)采集。零部件尺寸精度管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集按實際情況可采用多種形式，包括人工錄入、掃描文件（點云.STL）上傳和電子表上傳等。人工錄入時，輸入測量數(shù)據(jù)及日期即可自動上傳更新至系統(tǒng)，測量人員可在測量現(xiàn)場利用平板或手機快捷錄入，減少手工記錄工作。針對日常精度問題分析，經(jīng)常需要對零件進行掃描存儲，對此系統(tǒng)可以提供掃描文件上傳存儲功能，掃描文件上傳后可直接查看3D圖像。針對日常的電子表，統(tǒng)一路徑后系統(tǒng)可進行數(shù)據(jù)的自動抓取。最終系統(tǒng)將實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲管理。

（2）視圖管理。為實現(xiàn)數(shù)據(jù)的直觀展示，系統(tǒng)設(shè)定有零部件的測點圖及數(shù)據(jù)視圖2 種形式。測點圖通過測點框直觀顯示測點的最近變化趨勢圖（圖1），通過雙擊測點框，可直觀查看數(shù)據(jù)的變化趨勢，對比數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)視圖則實時顯示測點各時間段的測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時查看。通過數(shù)據(jù)查詢條件設(shè)定，可查看不同時段、不同零件號的測量數(shù)據(jù)。

（3）統(tǒng)計管理?；谌粘５臄?shù)據(jù)分析需求，系統(tǒng)提供多點趨勢圖、彩虹圖、單值移動極差、均值標準偏差、均值極差、中位極差以及直方圖等常用統(tǒng)計形式。同時，系統(tǒng)還能夠統(tǒng)計當前數(shù)據(jù)平均值、CP和CPK等指標，實現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差及穩(wěn)定性分析及監(jiān)控。

（4）預(yù)警管理。尺寸精度管理系統(tǒng)通過設(shè)定的預(yù)警規(guī)則、預(yù)警對象以及預(yù)警方式，自動推送預(yù)警信息至相應(yīng)負責人，并對預(yù)警問題進行流程監(jiān)控。預(yù)警信息可同步至騰訊通或企業(yè)微信等，可實時查看。相關(guān)負責人通過查看預(yù)警問題改進流程，對已關(guān)閉問題固化相應(yīng)的分析方法和整改方案，建立問題點處置經(jīng)驗庫。出現(xiàn)同類問題時，系統(tǒng)自動調(diào)取過往對策并發(fā)出提示，以減少重復(fù)分析工作，提高分析效率。

預(yù)警是指系統(tǒng)設(shè)定多種判異準則，并設(shè)定預(yù)警對象（責任人、自工程負責人和后工程負責人），實現(xiàn)數(shù)據(jù)的100% 實時監(jiān)控（圖2）。對比人工預(yù)警，系統(tǒng)自動預(yù)警可以大幅度減少人工數(shù)據(jù)的查詢時間，并實現(xiàn)預(yù)警時間消除、數(shù)據(jù)的100% 監(jiān)控、實時預(yù)警和問題流程監(jiān)控等功能，還可以建立問題經(jīng)驗庫快速查詢。預(yù)警流程監(jiān)控是指通過預(yù)警信息推送，填寫改進單并監(jiān)控整改流程。對于復(fù)發(fā)問題記錄復(fù)發(fā)次數(shù)，并預(yù)警至相應(yīng)的自工程負責人和后工程負責人進行風險確認。

日常預(yù)警問題會形成預(yù)警臺賬。對于一些典型問題，可以補充完整分析、整改等資料，并通過審核流程形成問題點處置的經(jīng)驗庫。經(jīng)驗庫包含預(yù)警問題的原因分析、整改方案、技術(shù)文件和數(shù)據(jù)統(tǒng)計等信息。出現(xiàn)同類問題時，系統(tǒng)自動調(diào)取過往對策并提示，減少重復(fù)分析工作，提高分析效率。

（5）統(tǒng)計管理。系統(tǒng)通過設(shè)定時間、選擇需要的統(tǒng)計區(qū)域，可統(tǒng)計相應(yīng)的合格率、CP和CPK 等指標[6]，并按實際情況可生成相應(yīng)的周報、月報等，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的日常監(jiān)控。

（6）封樣數(shù)據(jù)管理。封樣數(shù)據(jù)提交流程審核確認后，系統(tǒng)會計算上傳數(shù)據(jù)文件中所有點位的封樣數(shù)據(jù)指標，存放到相應(yīng)點位中，并按封樣設(shè)定進行預(yù)警。

（7）考核管理。通過在系統(tǒng)中設(shè)定供應(yīng)商數(shù)據(jù)提交監(jiān)控、問題流程監(jiān)控等要求，系統(tǒng)自動根據(jù)設(shè)定的考核規(guī)則生成考核單，用戶可選擇是否執(zhí)行考核，修改單據(jù)狀態(tài)并保存。

3運行成效

（1）管理效能提升。通過數(shù)字化管理替代人工管理，在數(shù)據(jù)查詢、預(yù)警、分析和流程監(jiān)控上實現(xiàn)效率大幅提升（圖3）。

（2）精度提升。通過對比日常的人工管理模式，通過數(shù)字化管理系統(tǒng)應(yīng)用，白車身車精度穩(wěn)定性大幅提升，在CP、CPK 等指標已超過對標標桿，達到行業(yè)前列水平。

4結(jié)束語

本文基于汽車零部件尺寸精度管理現(xiàn)狀，建立數(shù)字化管理系統(tǒng)，通過系統(tǒng)替代人工在數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)預(yù)警、數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及問題監(jiān)控等環(huán)節(jié)的工作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、流程全覆蓋監(jiān)管，以及問題預(yù)警的規(guī)范化管理。

零部件尺寸精度數(shù)字化管理在數(shù)據(jù)管理模式、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)預(yù)警和流程監(jiān)控等方面實現(xiàn)創(chuàng)新。通過數(shù)據(jù)的整合，實現(xiàn)大批量存儲及數(shù)據(jù)的快速查詢；通過建立預(yù)警模型，可實時監(jiān)控所有異常數(shù)據(jù)；同時預(yù)警問題進行流程監(jiān)控，實現(xiàn)異常數(shù)據(jù)100% 監(jiān)控。在應(yīng)用零部件尺寸精度數(shù)字化管理系統(tǒng)后，管理過程中在數(shù)據(jù)查詢、問題預(yù)警和管理效率等方面，較人工管理有了大幅提升。

作者簡介：

范孝輝，在職研究生，工程師，研究方向為汽車整車及零部件質(zhì)量管理、生產(chǎn)制造等。