田克平

（泛亞汽車技術(shù)中心車身外飾部）

每個汽車企業(yè)都進行尺寸匹配評估，它是試生產(chǎn)過程的重要活動。但對評估發(fā)現(xiàn)的問題如何處理，選擇修改零件、修改標準還是修改工裝，未必每個企業(yè)都有明確方向。這不僅給問題的處理造成矛盾和混亂，也給正常生產(chǎn)的尺寸控制帶來風險。因此，一個明確的尺寸策略是必需的。文章對3種常用的尺寸評估策略的特點和應(yīng)用環(huán)境展開論述，使其能夠合理地得到應(yīng)用。

1 尺寸評估策略

尺寸匹配評估是通過零件到整車的拼裝過程，發(fā)現(xiàn)尺寸問題，找出根本原因，并落實改進對策，即對相關(guān)零件、設(shè)計、工藝及工裝等進行處理，最終使尺寸質(zhì)量不斷提升的活動。尺寸評估策略是指對評估中發(fā)現(xiàn)的問題的處理原則和方向，也是整個公司尺寸工作的總體原則。根據(jù)掌握的信息和資料，各汽車公司的尺寸評估策略差別很大，同一公司在不同時期、不同車型、不同階段的評估策略也不一樣。綜合國內(nèi)外汽車公司的尺寸評估發(fā)展過程，結(jié)合實際工作經(jīng)驗，采用較廣泛的有功能性評估、名義值驅(qū)動和基于實際的功能性評估3種。

1.1 功能性評估

功能性評估策略是通過一套特殊的工裝，用螺釘車方法拼裝、評估零件，發(fā)現(xiàn)問題直接處理。評估由資深的專家擔當，專家有權(quán)、有能力做出修改、不修改或修改哪個零件的決定。對超差不做修改的尺寸，給出偏差控制標準，落實在“部品檢查表”中，作為正?？刂茦藴省?/p>

功能性評估是以尺寸是否滿足功能要求來判別零件、總成及整車尺寸是否可接受的尺寸策略。在這種策略指導下，零件尺寸不要求完全符合圖紙的要求，也不以單個零件是否滿足圖紙要求為判斷標準。在評估過程中，當零件和總成尺寸與圖紙要求有偏差時，首先判斷是否影響功能要求（匹配和裝配），如果沒有影響就接受。當有影響，需要修改零件時，不單純以零件是否符合圖紙要求為依據(jù)，而是根據(jù)修改的難易程度、時間長短及費用多少來決定修改哪個零件。功能性評估的流程，如圖1所示，圖1中PP為過程能力指數(shù)。

當功能性評估接受不滿足圖紙公差要求的尺寸時，該尺寸控制要求與原圖紙不一致，因此必須調(diào)整控制標準。調(diào)整方法有公差調(diào)整和名義值調(diào)整2種。

公差調(diào)整是改變原有圖紙尺寸的公差帶。當評估發(fā)現(xiàn)，零件超出圖紙公差，仍然不影響匹配和裝配的要求時，就可以對原有的公差進行調(diào)整。如，軟零件對總成的尺寸影響不大，就不再要求原圖紙的公差，可適當放大公差控制范圍。如圖2所示，經(jīng)評估發(fā)現(xiàn)，圖2中點K到點M的面公差即使超出原公差±0.5 mm，對門總成的尺寸也沒有影響，因此將其由“1 mm”調(diào)整為“1.5 mm”。

名義值調(diào)整是指原有的名義值偏移，公差帶不變。名義值調(diào)整分為3種情況，第1種情況如一個零件尺寸偏差，與之相匹配的零件同樣偏差，但匹配結(jié)果符合要求，此時2個零件尺寸保持不變，無需修改，僅零件的名義值做調(diào)整。表1示出某車尾燈控制標準。表1中，尾燈A，B，C，D 4個點的控制標準的調(diào)整是根據(jù)對應(yīng)的側(cè)圍零件狀態(tài)得出的。第2種情況為：零件（如薄板）發(fā)生偏差但不影響使用，這時基于原有公差帶僅調(diào)整名義值。第3種情況是同時調(diào)整公差帶和名義值，看實際結(jié)果而定。

表1 某車尾燈控制標準 mm

尺寸穩(wěn)定（如PP＞1.0）是實施功能性評估的前提[1]。尺寸不穩(wěn)定，則修改零件或調(diào)整尺寸缺乏依據(jù)；另外，在穩(wěn)定性沒有系統(tǒng)驗證前，依據(jù)階段性的“穩(wěn)定”尺寸修改零件或調(diào)整尺寸同樣存在再次更改的風險。

控制標準調(diào)整后，新標準須嚴格執(zhí)行，正常生產(chǎn)必須與之保持一致。要求修改時需進行再次評估。

功能性評估的尺寸策略也可以貫徹到前期開發(fā)圖紙或控制標準中。歐系車企的“功能尺寸”[2]和美系車企的“子基準”尺寸就是功能性策略在前期文件中的體現(xiàn)。

功能性評估的優(yōu)點為省時、省錢。缺點為：

1）評估過程中，供應(yīng)商被動等待評估，而不主動改進零件，浪費零部件前期不斷改進的時間；

2）在零件和工藝不穩(wěn)定的情況下，很難有效評估是零件問題還是工藝問題，評估工作失去意義；

3）零件以階段性的“穩(wěn)定”尺寸作為評判依據(jù)來做決定，可能導致尺寸來回修改；

4）零部件可能存在幾套“標準”（設(shè)計標準及制造標準），控制混亂；

5）多車型共平臺背景下，相同零件在不同生產(chǎn)線的尺寸要求不一致，零件無法共用，售后無法互換；

6）修改的結(jié)果沒有落實到數(shù)模，給后續(xù)改型升級帶來麻煩；

7）需要經(jīng)驗豐富、訓練有素的專業(yè)工程師隊伍。

1.2 名義值驅(qū)動

名義值驅(qū)動是以圖紙要求來判別零件、總成及整車尺寸是否接受的尺寸策略。在這種策略下，評判的唯一“標準”是圖紙。尺寸匹配評估工作就是不斷驅(qū)動零件、車身及整車來滿足圖紙要求。所有不符合圖紙要求的尺寸都需要修改。名義值驅(qū)動流程，如圖3所示。

在正式生產(chǎn)前，零件根據(jù)圖紙要求測量合格交樣。入廠后，主機廠再次對零件進行測量（供應(yīng)商的測量數(shù)據(jù)供參考），然后在主檢具上匹配評估。整個過程始終以滿足圖紙要求為原則。如不符合圖紙要求，則指定更改尺寸。在正式生產(chǎn)中，同樣按圖紙要求控制各個級別的總成件。因此，在主機廠內(nèi)部配備大量的檢具及測量機等測量設(shè)備，用于前期測量和后期監(jiān)控。

該策略的優(yōu)點為：1）規(guī)范圖紙“標準”的嚴肅性，有利于零部件持續(xù)改進，無需等待評估結(jié)果；2）尺寸要求明確，容易區(qū)分零件問題與工藝和工裝問題；3）在同平臺多車型，同車型多條生產(chǎn)線的情況下，零件通用性好，售后互換性好；4）評估人員的要求明確，主要工作是檢查零件是否符合圖紙要求，各方責任清晰。

其缺點為：1）由于沖壓件和焊接件容易回彈和變形，為做到名義值，模具及工裝改進時間很長，甚至存在報廢模具的風險；2）對于單件尺寸不直接影響總成尺寸的薄板件，完全做到“名義值”沒有必要，可能會使模具成本增加很多；3）過分強調(diào)零部件的“名義值”要求，可能忽視根本原因的分析，把次要原因作為根本原因處理，延誤問題的解決時間；4）人員投入多；5）設(shè)備投資大。

名義值驅(qū)動策略下，“標準”必需充分考慮零件和工藝的特點，并合理制定。在虛擬分析的基礎(chǔ)上，綜合考慮零件特點、制造能力、生產(chǎn)成本及顧客的關(guān)注度等因素，才能制定出“合理”的標準。名義值驅(qū)動策略，在歐系企業(yè)中普遍采用。

1.3 基于實際的功能性評估[3]

基于實際的功能性評估是結(jié)合功能性評估策略和名義值驅(qū)動策略的一種策略。這種策略要求，在匹配評估活動開始前，嚴格按照圖紙要求不斷改進零件，直至零件交樣；零件接收后，根據(jù)實際評估結(jié)果分別判別。其流程，如圖4所示。

大量研究發(fā)現(xiàn)：沖壓件很難做到“名義值”的要求，與機加工零件有很大差別；非剛性沖壓件測量困難，必須放在檢具上測量，檢具本身精度會帶到零件偏差中；零件的尺寸與總成的尺寸關(guān)聯(lián)性不強，柔性薄板的尺寸很大部分是由焊接夾具決定。因此，鈑金件很難也沒有必要做到名義值；反之，如果沒有名義值要求，尺寸就失去了基礎(chǔ)。

與功能性評估過分依賴專家的情況不同，基于實際的功能性評估，由一個橫向工作小組來完成。小組成員除了尺寸工程師外，包括產(chǎn)品工程師、供應(yīng)商質(zhì)量工程師及制造工程師等。交樣零件要求明確，包括合格率（如＞80%）和穩(wěn)定性（如PP＞1.0）。在零件交樣前，對交樣零件進行多次評審，發(fā)現(xiàn)問題，并幫助供應(yīng)商不斷改進，直至滿足交樣要求。

尺寸匹配評估方法不限于螺釘車，可以使用各種焊接工裝，只要工裝符合定位和精度要求，并經(jīng)過驗證合格即可。拼裝過程以正常生產(chǎn)的工藝為主，以盡可能模擬正常生產(chǎn)進行評估；必要時，局部采用螺釘及鉚釘?shù)确椒ǚ治鰡栴}。

對于評估結(jié)果的處理，首先檢查零件的交樣報告，比較總成尺寸與零件尺寸的相關(guān)性；比較工裝、模具及工藝等，綜合平衡制造、成本、質(zhì)量及進度等因素，對大的偏差，進行零件改進；對于小的偏差，實施“功能性評估”，調(diào)整控制值；介乎大小之間的偏差，深入評估后決定。另外，對厚度大、剛性強的零件實施“名義值驅(qū)動”，如A柱加強板和B柱加強板等；對厚度小的柔性零件實施“功能性評估”，調(diào)整控制值，如側(cè)圍內(nèi)板和地板等。這里的“大”、“小”和“剛”、“柔”是相對的，不僅與零件厚度有關(guān)，還與零件結(jié)構(gòu)、公差水平及匹配區(qū)域的重要程度等相關(guān)。由于最終決策需要綜合協(xié)調(diào)車身、內(nèi)飾、外飾，以及電子、空調(diào)、底盤、動力總成等，所以功能小組的團隊合作和綜合協(xié)調(diào)尤為重要。

需要指出的是，“零件的尺寸與總成的尺寸關(guān)聯(lián)性不強”僅對“軟”的零件。由于“軟”的零件在夾具上可以用夾頭加緊貼合基準，或跟著剛性零件走，因此可以通過增加基準面，使零件貼合，焊接后不再發(fā)生反彈影響尺寸，總成尺寸不受影響，檢具也采取相同的方法。這類零件如側(cè)圍內(nèi)板和地板等。

該策略的優(yōu)點為：以名義值驅(qū)動開始，實際問題以功能性評估處理，在質(zhì)量和成本上得到有機平衡。缺點為：對評估人員的要求高，需要具備綜合評估判斷和協(xié)調(diào)能力；團隊必須高度合作；實際中很難把控“度”。

2 3種策略的相互關(guān)系

3種策略的相互關(guān)系，如圖5所示。

1）純名義值驅(qū)動：a.以零件公差為標準，持續(xù)驅(qū)動達到“名義值”要求。但是，不是要求零件每個尺寸都做到“名義值”，沒有偏差。即使在公差范圍內(nèi)還是有偏差的，同樣有接受的條件。越是剛性零件，越是要求“名義值”。b.時間越早，越要求“名義值”。當項目時間緊張時，采取局部的功能性評估。模具修改風險大，費用高的，也可調(diào)整標準。

2）基于實際的功能性評估：a.在評估開始前持續(xù)驅(qū)動零件達到公差要求。與名義值驅(qū)動要求一致。b.根據(jù)評估結(jié)果，大的偏差進行零件修改；小的偏差，實施功能性評估；其他情況則根據(jù)實際判別，決定修改零件、修?；蛘哒{(diào)整夾具。與功能性評估要求一致。

3）純功能性評估：a.越是柔性零件越適合。即使如此，零件也需要“入門”合格率和穩(wěn)定性要求，這與名義值驅(qū)動相似。b.修?；蛘{(diào)整夾具由現(xiàn)場決定，但現(xiàn)場決定也必須基于零件實際穩(wěn)定的尺寸。

3 尺寸匹配評估策略指導

文章從9個維度比較了3種策略的優(yōu)劣，如表2所示。

表2 3種尺寸匹配評估策略比較

各公司在制定尺寸策略時，可以根據(jù)表2的9個方面綜合考慮。

1）數(shù)模成熟度：數(shù)模越成熟，各個零件做到名義值出錯的情況越小，越適合名義值驅(qū)動。數(shù)模容易出錯時，即使符合圖紙要求，結(jié)果也可能有問題，只能使用功能性評估。

2）工藝能力：當工藝不穩(wěn)定，波動大，沒有調(diào)整標準的依據(jù)，必須持續(xù)按圖紙制造時，應(yīng)實施名義值驅(qū)動。工藝穩(wěn)定時，可以實施功能性評估，調(diào)整標準。

3）模具水平：模具水平越高，越可以使用名義值驅(qū)動。

4）工程師水平：工程師專業(yè)水平越高、經(jīng)驗越豐富及知識面越廣，越適合使用功能性評估。

5）成本：如果成本低，減少修改費用，則使用功能性評估。但后續(xù)的返修工作多。

6）平臺化程度：多車型共平臺時，考慮零件的共用，必須實施名義值驅(qū)動。

7）零件級別：零件級別越低，后續(xù)影響的零件越多，此時采用名義值驅(qū)動。

8）零件柔性：軟的零件適合使用功能性評估。

9）項目時間：越到項目后期，修改模具越困難，越適用功能性評估。

4 結(jié)論

通過比較分析名義值驅(qū)動、功能性評估和基于實際的功能性評估的特點和使用條件，基于實際的功能性評估綜合了名義值驅(qū)動和功能性評估綜合的優(yōu)點，是較合理的尺寸策略，實際工作中可以靈活使用。

在數(shù)模成熟、模具工裝能力強、平臺化的背景下，名義值驅(qū)動的條件日趨完善，因此名義值驅(qū)動作為大多數(shù)車企的尺寸匹配評估策略同樣符合當前的實際情況。不做任何分析，不管尺寸是否影響結(jié)果，一概要求做到“名義值”的做法，不僅對提升質(zhì)量沒有好處，還會造成成本的大幅度增加，有時還會忽視根本問題的原因分析，延誤問題解決。

各車企需要考慮自身的實際，綜合平衡，科學決策。同時，在實施過程中不斷探索，積累經(jīng)驗，持續(xù)改進。制定適合自己公司特點，符合高質(zhì)量、經(jīng)濟及高效要求的尺寸匹配評估策略。