間隙平順度問題的分析與優化措施

郭杰 謝添 肖國威

摘 要：文章基于實際生產中的案例，論述問題的分析解決過程。首先對該問題的基本情況進行介紹。針對右側小尾燈和后備箱蓋之間間隙小的問題，闡述分析區域的間隙平順度標準，以及匹配關系和定位點信息。然后說明采用綠帶方法的具體分析過程，主要包括三相圖分析，三坐標對比分析，并總結根本原因。最后通過驗證根本原因的方式，逐步確定長期措施。文章所采用的分析方法，對生產中出現的質量問題具有重要的參考價值，進而可以減少費用支出，優化質量，提高工作效率。

關鍵詞：汽車;尾燈;匹配;間隙;分析

中圖分類號：U466 ?文獻標識碼：B ?文章編號：1671-7988（2020）09-141-05

Analysis and Optimization for Gap and Transition Issue

Guo Jie¹，?Xie Tian²， Xiao Guowei³

（1.Beijing Benz Autompbile Co.， Ltd. RD BIW， Beijing?100176; 2.Beijing Benz Autompbile Co.， Ltd. RD AK，Beijing?100176; 3.Beijing Benz Autompbile Co.， Ltd. RD EXT， Beijing 100176）

Abstract：?This article discusses the process of analyzing and solving problems based on actual production cases. Firstly， the article introduced the general situation for this case. For small gap issue between the right-hand taillamp and trunk lid， showed the gap and transition standard of analyzing?area， the location point and matching relationship between the small taillamp and trunk lid. Secondly， started the specific analysis process， including 3-phase diagram analysis， CMM analysis， and summarize the root cause from the analysis process. Finally， through verifying the root cause， find the long term solution to solve this issue.The analysis method used in this article has important reference value for quality issues in production. It can effectively solve car issue especially for gap and transition issue， reduce?cost， optimize quality and improve work efficiency.

Keywords： Vehicle; Taillamp; Matching; Gap; Analysis

CLC NO.： U466 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）09-141-05

前言

質量是企業生存和發展的根本，如何高效準確得找到根本原因，解決質量問題是各公司相關部門在探索的方向。質量問題分析方法，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輛質量問題。Delterlyze 綠帶分析方法是一種高效的質量分析工具，核心思路是通過交換零件的方法，快速鎖定問題零件，進而找到根本原因解決質量問題。

某車型試裝階段，概率性發生右側小尾燈和后保險杠之間間隙小的問題，缺陷率30%。在找到長期解決方案前由第三方執行返修臨時方案，避免和后備箱蓋直接接觸摩擦。為了減少執行短期措施的費用和不必要的工藝過程，以及規避磨損腐蝕風險，保證成品車的質量，需要盡快從根本上解決此問題。

1 問題背景

1.1?缺陷描述及考核標準

1.1.1 缺陷描述

該車型，右側小尾燈與后備箱蓋之間間隙小的問題的缺陷率為30%，無平順度問題，其他車間其它車型均無此問題。對于左側小尾燈，由于之前為了解決小尾燈和亮飾條之間的間隙問題，對左側小尾燈輔助定位筋進行過更改，所以兩側尾燈實際狀態不同，且左側并無間隙小的問題，因此左側狀態不能作為對比參考。問題背景可參考圖1。

分析解決該問題過程中，不應影響其他位置的狀況，不能引起其他問題。目前執行短期措施，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 考核標準

為了更直觀的顯示小尾燈和周邊零件（后備箱蓋、大尾燈）的位置關系，更清晰得描述缺陷位置，將間隙及平順度標準與小尾燈區域結合到一張圖中顯示，如圖2所示。本文圖中的坐標系與整車坐標系一致。

圍繞小尾燈，間隙考核點為1-10各個點，平順度考核1，2，7-10共6個點。缺陷位置在尖角位置，用0點示意。由于0點并不是測量點，所以理論上此點并沒有間隙平順度考核標準。但由于問題缺陷是0點發生了間隙過小甚至無間隙的問題，所以在分析過程中對該點進行塞尺測量。根據0點和1、2兩點在一條線上，定義0點間隙平順度標準與1、2兩點相同，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

1.2.1 小尾燈定位系統

零件在三維空間坐標系中，有三個平動自由度和三個轉動自由度。通過定位系統，可以完成對這六個自由度的限制，實現測量定位和裝配定位。小尾燈的定位點：3個X向定位點，2個Z向定位點，1個Y向定位點。其為測量系統的定位點，也為裝配過程的定位點。如圖3所示。

1.2.2 后備箱蓋小尾燈區域定位系統

操作工按照規定的裝配工藝將小尾燈安裝到車身后備箱蓋上邊，圖4為截取后備箱蓋小尾燈區域的鈑金件的圖片，其中后備箱蓋鈑金分為上鈑金件和下鈑金件兩個零件，小尾燈完全安裝在下鈑金件上，1和2點考核點以及缺陷點0點是小尾燈和上鈑金件之間的配合關系，即，對于問題點0點的間隙測量，是將小尾燈安裝到下鈑金件上后，測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系，深藍色為下鈑金件，灰色為上鈑金件，黃色為小尾燈。

小尾燈安裝到后備箱蓋鈑金件上之后，定位系統將小尾燈固定，圖5中用紅色圓圈圈起來的是小尾燈支撐筋，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。定位系統中Z向定位點有兩個，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。另一個Z向定位點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。

2 分析問題確認根本原因

為了快速找到根本原因，采用綠帶方法鎖定車分析該問題。為了盡量減少車身的差異帶來的間隙差異，選擇同一天裝配的車，根據提取兩輛0點間隙數值差異大的車，一輛間隙為0的缺陷車，一輛間隙為0.8mm的好車。 通過對好壞車進行對比分析、觀察可以較快找到影響因素。本文主要通過三相圖分析、三坐標測量和數據分析、試驗驗證三種方法確認根本原因。

2.1 三相圖分析

為了確保測量系統的穩定性和一致性，對每一個測量點進行3次測量，該階段為Phase 0。為了排除裝配過程的影響，對小尾燈重復拆裝進行測量，該階段為phase 1?；趐hase 0和phase 1階段的結果，確保測量和裝配過程的穩定性，排除測量和裝配過程的因素，進而進行交叉實驗，將兩車的小尾燈分別做好標記“好車的燈”、“壞車的燈”，拆下小尾燈，將好車的燈裝配到壞車，壞車的燈裝配到好車，觀察0點間隙，該階段為phase 2 。整個三相圖實驗結果如表1所示。

△High表示原始缺陷車，△Low表示原始好車。通過Phase 0，較一致的測量數據驗證了測量系統穩定且可靠。Phase 1的數據結果確認了裝配的穩定性，排除了裝配因素。Phase 2，交換小尾燈后，“好車的燈”安裝在原始缺陷車上，“壞車的燈”安裝在原始好車上，結果顯示安裝有“壞車的燈”的原始好車△Low的間隙依然為合格，安裝有“好車的燈”的原始壞車△High的間隙依然為0，并未改善?？梢?，缺陷的狀態隨車身走，原始缺陷車無論安裝原始車燈還是后來交換的車燈，間隙依然為0。由此可推測，兩輛車的車身狀態不同，車身狀態并不穩定，缺陷車的鈑金件和小尾燈之間由于某種原因導致小尾燈不能在正確的位置。根本原因需要繼續探索。

2.2 三坐標測量分析

2.2.1 小尾燈定位點和后備箱蓋接觸情況

在拆小尾燈之前，觀察小尾燈定位點及支撐筋和后備箱蓋下鈑金件之間的接觸關系，確認定位點是否起到定位的作用，以及數模中有間隙的地方是否有間隙。經過觀察發現，缺陷車的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，導致小尾燈Z向不能向下走。初步判斷對0點間隙小有貢獻的點主要是Z向，其次是Y向。

2.2.2 三坐標測量

對缺陷車與好車的車身鈑金件及小尾燈進行測量，以下為對該問題有影響的區域的測量結果。測量兩個車的數據，發現小尾燈的狀態穩定，好車和缺陷車的小尾燈尖角位置的切邊均多料，約貢獻0.35mm，支撐筋多料約0.46mm。如圖6和圖7所示。

在后備箱蓋坐標系下測量好車和缺陷車的鈑金件的數據，如圖8所示。經對比分析，對該問題貢獻較大的區域主要在Z向定位點及周邊輔助定位點區域，如圖9中黑框框住的區域，和小尾燈Z向定位點接觸的兩車鈑金切邊數據有很大的差異，壞車報告中顯示，小尾燈Z向主定位孔位置Z5點數值向-0.1mm，接近于中值0，而好車報告顯示，其對應點Z5的數據為-0.7mm，比理論中值位置向下走了0.7mm，缺陷車比好車的Z5點高約0.6mm。理論上講，鈑金件Z方向向下0.7mm，無疑會直接增大小尾燈和后備箱蓋上鈑金件間隙0.7mm。這就是交叉實驗造成缺陷隨車走的原因，位于車身鈑金件上的尾燈Z向定位安裝孔差別太大，穩定狀態的燈匹配不穩定狀態的車身。雖然好車后備箱蓋鈑金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向穩定性需要控制在中值附近。缺陷車后備箱蓋鈑金件Z向為-0.06mm，算是比較理想的車身狀態，但匹配完小尾燈后出現間隙小的缺陷。所以缺陷根本原因不在Z向定位點。

基于拆小尾燈之前對小尾燈在鈑金上的定位情況檢查結果，Z向定位未能起到作用，說明安裝小尾燈過程中，小尾燈被某個地方絆住導致不能Z向定位。結合三坐標測量數據，小尾燈的支撐筋多料0.46mm，好車和缺陷車的后備箱蓋在小尾燈上支撐筋的位置均多料約0.25mm。這會造成，支撐筋多料的尾燈安裝到多料的后備箱蓋上時，數模中0.5mm的間隙小于實際零件累計偏差0.73mm（尾燈上加強筋多料數據0.46mm+鈑金件對應位置多料數據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，小尾燈上支撐筋會被卡在一個較高的位置，影響Z向定位，使整個小尾燈卡在較高的位置。

2.2.3 分析判斷并驗證根本原因

在2.1章節三相圖分析部分，根據實驗推斷出“車身狀態并不穩定，缺陷車的鈑金件和小尾燈之間由于某種原因導致小尾燈不能在正確的位置”。在2.2.1章節小尾燈定位點和后備箱蓋接觸情況部分，拆小尾燈之前，經過對定位點和支撐筋與后備箱鈑金件接觸情況的觀察，確認小尾燈Z向定位點并未安裝到位。在2.2.2章節三坐標測量部分得出，后備箱蓋下鈑金件Z向控制不穩定，小尾燈尖角位置多料影響間隙，小尾燈上支撐筋和對應的后備箱鈑金件位置均多料，導致支撐筋不能到正確的位置，卡在較高的切邊上，影響安裝過程小尾燈Z向定位。

根據現有數據，推論根本原因為小尾燈支撐筋多料太多。初步驗證方法為：找3輛缺陷車，對小尾燈上支撐筋打磨約0.6mm，再安裝，測量0點間隙，均在公差內。然后通過整理三坐標測量數據進行分析，如下圖2-4為后備箱蓋鈑金件上影響小尾燈的點，1點為上鈑金件的法向數據，該位置對應小尾燈尖角。2點和3點分別對應小尾燈的Z向定位點，4點和5點分別對應小尾燈支撐筋。

通過對9輛車的三坐標數據進行分析，如表2，發現data 4數據值由大到小的排列順序與好車和壞車的順序一致，好車的4點數值大，壞車的4點數值小。推斷出4點是該問題的關鍵點。因此可以判定根本原因并據此制定解決措施：由于4點位置鈑金和小尾燈支撐筋干涉，導致小尾燈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。

3 制定長期方案

3.1 優化方案

基于以上分析，制定長期方案：（1） 控制車身后備箱蓋穩定性，且不能有太大偏差，主要是圖10中的紅框框起來的Z5點，以及小尾燈上支撐筋相鄰的切邊Y向值。（2）供應商優化小尾燈零件，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。

分批次上線試裝、跟蹤、測量。圖10為試裝階段車身狀態，圖11為優化后小尾燈支撐筋的尺寸數據。

3.2 方案驗證及實施

試裝階段，裝焊工程師對車身零件的關鍵點進行了控制，并穩定生產。小尾燈支撐筋也優化到位。安排同事記錄小尾燈整體間隙的各個點數據，避免只關注問題點0點，而忽略試裝變化有可能帶來的其他問題。此外，質量同事對試裝車每天進行抽查，考核間隙及平順度。根據試裝間隙記錄數據以及質量考核提供的報告，試裝結果比較理想，圖12和圖13分別為執行長期措施后質量考核的間隙、平順度數據?？己它c的間隙、平順度值均在公差范圍內，全部合格，并未引起其他問題。

4 結論

本文結合實際生產中的案例，對問題的著手點、分析方向及內容進行了闡述，有效得解決了生產中的問題。本文案例為間隙平順度類的匹配問題，但該思路可延伸用于分析解決生產中出現的其他質量問題。滯留缺陷車，通過觀察缺陷位置表面現象，推測出可能產生此問題的因素;通過缺陷車

和好車的交叉實驗，可以初步判斷零件穩定性，以及可能的影響因素、原因;通過三坐標測量數據，可以用精確的數據對比出差異及超差點。每種分析方法之后的結論，結合到一起，便能推測出根本原因。從推測出的根本原因為出發點，用消除根本原因的方法返修缺陷車等方式進行驗證，最終確認根本原因。進而可以要求零件優化、零件穩定性的控制，以從根本上解決問題。目前在北京奔馳有限公司該分析流程越來越多得被應用，有效解決了部分在線執行的短期措施，減少大量的短期措施費用，有效地解決生產過程出現的問題，保證了北京奔馳成品車的質量。

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