摘 要：如何控制大批量產(chǎn)品質(zhì)量，滿足產(chǎn)品質(zhì)量更高的要求，SPC（統(tǒng)計(jì)過程控制）的質(zhì)量控制方法已廣泛運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域。文章針對(duì)汽車制造過程的總裝配階段扭矩監(jiān)控，淺談SPC（統(tǒng)計(jì)過程控制）的質(zhì)量控制方法的實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：扭矩監(jiān)控；SPC質(zhì)量控制方法；實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用

緊固件扭矩質(zhì)量作為汽車制造總裝配過程中重要的裝配要求，如何控制好扭矩質(zhì)量成為一個(gè)突出的問題，只依靠檢測(cè)、簡(jiǎn)單記錄數(shù)據(jù)，單純判定合格與否的“片面數(shù)據(jù)分析”的質(zhì)量控制方法，無(wú)法確定制程是否穩(wěn)定，也不能準(zhǔn)確地做出預(yù)測(cè)；采用統(tǒng)計(jì)過程控制，即應(yīng)用SPC控制圖對(duì)扭矩裝配作業(yè)中的緊固件扭矩進(jìn)行過程控制，質(zhì)量得到有效保證。

文章通過實(shí)例介紹SPC在扭矩監(jiān)控中的具體運(yùn)用。

1 SPC（Statistical Process Control）控制原理及基本概念

SPC的質(zhì)量控制方法運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理和方法以控制圖為工具對(duì)過程及其輸出進(jìn)行統(tǒng)計(jì)技術(shù)分析，當(dāng)過程變差原因是普通原因，過程處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)（受控狀態(tài)），當(dāng)過程變差是特殊原因，過程不處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)（非受控狀態(tài)），采取適當(dāng)措施達(dá)到統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)。并保持統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)從而提高過程能力。

SPC的直接目標(biāo)：區(qū)分變異的特殊原因和普通原因。

SPC的終極目標(biāo)：持續(xù)改進(jìn)過程，改進(jìn)產(chǎn)品。

2 實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用

2.1 選擇控制圖

（1）控制圖的選擇方法（圖1）。

（2）確定選擇X-R （均值和極差）圖

2.2 測(cè)量工具的選擇

（1）測(cè)量工具的選擇原則（圖2）：測(cè)量必須保證始終產(chǎn)生準(zhǔn)確和精密的結(jié)果，測(cè)量工具的選擇尤其重要。

（2）測(cè)量工具：一是表盤式的扭矩扳手：很大程度上會(huì)受到操作員用力情況的影響，出現(xiàn)錯(cuò)誤的峰值和錯(cuò)誤的值。二是轉(zhuǎn)角功能的電子扭矩扳手：在測(cè)量扭矩值的時(shí)候配合螺栓的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，能夠很好的避免人為因素的影響，測(cè)量的準(zhǔn)確度和重復(fù)性很高。

（3）測(cè)量工具選用：轉(zhuǎn)角功能的電子扭矩扳手。

2.3 收集數(shù)據(jù)

以樣本容量恒定的子組形式報(bào)告，并周性期的抽取子組。

（1）選擇子組大小，頻率和數(shù)據(jù)

一是子組大?。簶颖玖繐?jù)國(guó)標(biāo)取5；二是子組頻率：在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)收集足夠的數(shù)據(jù)，這樣子組才能反映潛在的變化，這些變化原因可能是換班/操作人員更換/材料批次不同等原因引起。對(duì)正在生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)測(cè)的子組頻率為每班2次；三是子組數(shù)：子組越多，變差越有機(jī)會(huì)出現(xiàn)。一般為25組。

（2）記錄原始數(shù)據(jù) （實(shí)例見表1）

2.4 計(jì)算參數(shù)

（1）計(jì)算每個(gè)子組的均值（■）和極差R 值（實(shí)例見表2）

對(duì)每個(gè)子組計(jì)算：

表3 D4、D3、A2參數(shù)表

2.5 繪制控制圖

2.5.1 極差控制圖（圖3）

2.5.2 均值控制圖（圖4）

2.6 分析及改進(jìn)

一是分析控制圖：

分析控制圖的目的在于識(shí)別過程變化或過程均值不恒定的證據(jù)。（即其中之一或兩者均不受控）進(jìn)而采取適當(dāng)?shù)拇胧?/p>

注1：R圖和X圖應(yīng)分別分析，但可進(jìn)行比較，了解影響過程的特殊原因。

注2：因?yàn)樽咏M極差或子組均值的能力都取決于零件間的變差，

因此，首先應(yīng)分析R圖。

從R圖（極差控制圖）上看，三個(gè)點(diǎn)超出控制限（圖3），說明處于失控狀態(tài)，查看原始數(shù)據(jù)，出現(xiàn)偏低的數(shù)值，低于規(guī)范值（監(jiān)控范圍值）下限（見表4），查找特殊原因。

導(dǎo)致出現(xiàn)變異（特殊原因）的原因是：

（1）供應(yīng)商批次零件狀態(tài)有差異，供應(yīng)商沖頭磨損導(dǎo)致安裝孔邊緣毛刺多且尖銳，與螺栓接觸不平整，摩擦系數(shù)改變，導(dǎo)致扭矩衰減。

（2）支架焊點(diǎn)焊渣突出，與車身安裝面，有一定的接觸不平，也導(dǎo)致扭力衰減。

二是排除特殊原因后重新采集數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)充，重新計(jì)算，（計(jì)算過程略，方法同上）。

重新繪制控制圖（處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的極差控制圖和均值控制圖，圖5）：

2.7 計(jì)算過程能力指數(shù)（CPK）

在過程的極差和均值都處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，計(jì)算過程能力指數(shù)（CPK）值。

過程能力指數(shù)是一種表示制造過程水平高低的參數(shù)。

（1） 計(jì)算過程的標(biāo)準(zhǔn)偏差（σ）：

σ=■/d2=4.78/2.33=2.05

d2 是隨樣本容量變化的常數(shù)（見表5）

制程實(shí)際平均值：■=49.3，將■值提高接近規(guī)范中心值C，減少中心偏移量。

減少中心偏移量的措施：將扭力操作工具-扭力扳手的設(shè)定值由50N.m調(diào)整為53N.m，

（2）改善Cp值

讓輸出的數(shù)據(jù)量更穩(wěn)定、變差小，才能提高Cp值。從工藝方法方面進(jìn)行改進(jìn)。聯(lián)接件應(yīng)均勻受壓，分析支撐桿合件與車身連接特性、聯(lián)接件形狀、螺栓的分布情況，按一定順序逐次擰緊緊固件。圖中編號(hào)為擰緊的順序，通過改善施加扭力的操作工藝，使輸出的扭矩值更穩(wěn)定，減少變異和偏差。（見圖8）

（3）對(duì)CPK重新評(píng)估

采集數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)計(jì)算（略）；

采取改進(jìn)措施后，Ca值達(dá)到10.6%，Cp值達(dá)到1.45，Cpk值達(dá)到1.30不僅處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，過程能力也達(dá)到了較好的水平。

3 結(jié)束語(yǔ)

在扭矩監(jiān)控工作中運(yùn)用SPC（統(tǒng)計(jì)過程控制）的質(zhì)量控制方法，使用客觀的數(shù)據(jù)，科學(xué)的計(jì)算方法來判定是否合格、制造過程是否穩(wěn)定，為過程改進(jìn)的決策提供科學(xué)的依據(jù)，使制造過程能力不斷提高 ，更有助于提高和促進(jìn)制造水平、質(zhì)量水平。

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