利用大数据控制车身尺寸精度

易平

摘 要：本文主要讲述了车身尺寸现场质量控制过程中存在的主要问题，大部分数据、信息都没能被有效利用，作者在工作中通过一些系统管理工具及方法，广泛收集数据和信息并加以利用，为科学分析决策提供支持，对车身精度控制起到非常重要的作用，有效地提升了尺寸质量水平。

关键词：大数据;尺寸控制;工装管理;数据系统

1 前言

车身制造是整车四大工艺中重要的一环，它是车辆的骨骼、内外饰及底盘零件的载体，直接影响整车的性能，车身尺寸精度体现了厂家制造水平和产品质量水平，也是汽车厂家的核心竞争力。尺寸精度既与产品工艺设计相关也与生产过程中的不稳定因素相关，由于整车生产使用零件繁多、制造链长、工艺多样及设备复杂，快速准确找到影响因素一直是车身尺寸控制中的难点。随着科学技术的发展，现代制造工厂中可被量化采集的数据、信息越来越多，然后其中的绝大部分都没能被有效的利用。基于这种现状，总结我在车身生产质量管理经验的基础上，谈一下大数据在车身尺寸控制方面的浅显运用。

2 当前尺寸控制存在的主要问题

①更多立足于三坐标、检具等传统尺寸测量监控数据，很多生产质量信息、零件、工装历史状态信息缺失。

②大量信息处于分散或者不记录状态。

③依靠于经验丰富的工程师，耗费大量时间和精力，做许多重复的调查和分析验证工作。

④数据收集手段单一、收集样本少，缺少来料检测数据、缺少在线100%检测系统等手段。

⑤资料查阅不便，数据、信息的收集与使用脱节。

⑥各类信息缺乏统一管理，并且很难根据统计分析识别生产过程中各种因素之间的关系。

3 大数据构建

为便于车身尺寸的控制及优化改进，我们构建一个用于管理制造过程中与制造过程相关的大数据体系。它包含产品及工艺数据、工装数据、零件信息、尺寸测量数据、生产过程中的变化点信息、以及不断总结积累的经验案例库，这些数据应该被归纳总结一个或几个数据库中，并能快速查询利用。（图1）

3.1 产品数据库及工艺数据库

产品数据权限的适度开放对现场质量问题的分析解决具有很好的帮助支持作用，相较于传统的产品数据CAD文件内存占用都比较大，我们使用轻型JT格式文件具有良好的兼容性和开放性，它的最大特点就是产品数模数据的轻量化，JT格式文件仅相当于传统3D文件的百分之一，对电脑配置要求不高，分析处理速度快。通过产品数据管理系统，根据零件号调用产品数据，进行数模的查询、测量、比较、标注、截面以及间隙检查，进行虚拟装配、尺寸链分析等一系列处理。

开发电子工艺系统代替了以往纸质版工艺下发，利用电子工艺系统查看各车型项目工艺标准及工艺文件，包括工位零件信息、操作内容、焊接信息、定位基准等详细内容，电子工艺系统让工艺文件存储及变更更有条理、查询检索更为便捷，提升了工作效率。

3.2 工装数据库

工装状态是影响尺寸稳定性的重要因素之一，建立工装数据的信息化管理，有助于我们分析和解决相关尺寸波动。工装数据统一归纳一个数据管理系统中（图2），它包含有我们工装设计图、工装测量数据、工装调整记录、TPM记录、备件台账以及工装贴合状态记录。如工装TPM发现定位基准松动磨损，会直接反映为数据波动变大，同样我们数据上的突变，也可以查看相应工位的TPM记录是否发生过变化，如更换定位销带来的尺寸变化。备件台账是工装管理的重要工具，通过备件更换记录，识别易损件并及时备库，同时根据消耗频次分析我们工装设计合理性，进一部优化我们工装设计结构和材料标准，确保工装长期稳定有效。工装零件贴合状态记录描述的是基准与零件、压头与零件、零件与零件之间的间隙，能体现出工装或零件的变化，一般而言间隙过大尺寸波动越大，对工装钢板间隙定期测量和进行记录，有助于我们分析和找到尺寸波动的具体工位具体位置。

3.3 零件信息与问题管理系统

据统计一半以上车身尺寸偏差案例都是由零部件尺寸变化带来的，必须对众多供应商零件进行数据测量和跟踪管理，实现零件测量数据与整车尺寸监控大数据共享，实现整车尺寸全过程的监控、追溯和改进。供应商对于高关注零件的尺寸进行日常测量监控并及时反馈监控数据，我们把改进工作向供应商延伸，协助供应商解决过程波动，提升了上下游各工艺链的稳定性，才能减小整车尺寸6sig波动。通过供应商零件数据的收集积累，建立起零件尺寸与整车尺寸关联性，进行整车数据及供应商钣金零件波动的相关性分析，制定零件预警标准甚至偏差控制标准，输入供应商执行。对日常监控及现场走访识别的零件问题，要形成系统清单并滚动更新，在定期供应商例会上进行跟踪评审，推进问题措施的跟进落实，通过系统管理共同驱动我们实物质量提升。

3.4 尺寸数据系统

尺寸数据系统是测量数据采集、加工以及存储系统，也是数据查询、分析及数据共享平台、跨部门跨厂区尺寸信息交流的重要工具，从车型前期开发到停产全生命周期内的所有测量数据应上传并长期保存在尺寸信息系统中（图3）。它上传的数据包括重点供应商零件数据、冲压件数据、在线测量数据、CMM测量数据、Audit测量数据以及整车匹配等制造全过程数据。

我们可以利用这个数据大平台实现广泛应用，通过上下游完整尺寸数据建立起整车装配表现与车身测量状态、车身测量数据与零部件测量数据的对应关系，把下游质量控制前移到上游把控。通过数据实时上传服务器并智能分析，进行自动报警，开发通过邮件、手机端推送功能，发送报警信息给相关人员评估，从而快速发现缺陷、遏制缺陷。我们可以预设标准报告模板，获得定制的尺寸报告，后续无需重新设置就可以从报告服务器获取所需的信息。也可以利用数据分析软件进行尺寸数据的处理计算和统计过程分析，维护我们车身尺寸的稳定。

3.5 变化点清单

车身尺寸质量受人机料法环各方面影响，在车间生产过程中，变化点记录管理是非常重要的，有利于各环节的质量控制和质量改进，通过变化点记录预见性的发现问题或者出现问题后快速分析原因找出对策。有任何与工装设备、人员、工艺、产品、生产条件以及质量相关的事件都应记录，当查看测量数据时，某个时间点发现的测量数据异常后，可查询变化点清单可能与之相关的事件，有助于分析问题的原因;另一方面我们要根据变化点清单内容，提前识别质量潜在影响因素并及时采取干预措施，变化点管理不到位，可能会造成批量质量问题。

3.6 案例庫

在不断解决质量问题的过程中，会形成大量的实践经验，这些经验应总结并吸收到我们数据管理中，当解决某一问题时，可以搜索以往相似案例，为当前问题提供参考，可以帮助我们快速找到问题原因和解决方案，避免许多重复的调查和验证分析工作，通过案例学习也可以帮助快速培养人员。案例库是我们不断改进的基石，也为后续尺寸设计、质量目标规划、工艺设计提供实践支持。

4 结束语

完善我们的尺寸大数据系统建设，解决各类数据和信息的管理及使用问题，使尺寸数据更完整、信息传递更便捷、数据监控更及时、分析应用更快速，是维护和改进车身尺寸的重要手段，有助于提升我们的工艺制造能力和质量竞争水平。

参考文献：

[1]李正平，GDIS系统在整车尺寸数据领域的创新实施和应用[J]，商品与质量·学术观察，2013.09.