罗锦耀 雷露璐

【摘 要】文章以上汽通用五菱汽车股份有限公司某车型的座舱与前门装饰板间隙段差的问题解决为切入点，探讨三维偏差分析软件在解决复杂尺寸链问题的查找与验证问题的作用，阐述如何利用三维偏差分析软件工具高效准确地解决复杂尺寸链问题。

【关键词】座舱;前门装饰板;VSA（三维偏差分析软件）间隙段差;问题解决

【中图分类号】U463 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）07-0095-04

0 引言

随着汽车竞争市场的瞬息万变，对汽车车型的迭代速度要求加快，上汽通用五菱汽车股份有限公司（简称SGMW）开发新车型的时间也在不断加快，要求员工必须在有限的时间内高效、快速地解决复杂的尺寸链问题，确保可靠的装配性与精致的装配美观性。因此，如何利用工具准确直观地找出问题原因并快速验证问题，对问题解决具有重要的现实意义。本文以某车型的座舱与前门装饰板间隙段差的问题解决为切入点，探讨三维偏差分析软件在解决复杂尺寸链问题的查找与验证问题的作用，同时阐述如何利用三维偏差分析软件工具高效准确地解决复杂尺寸链问题。

1 背景介绍

SGMW某车型的座舱与前门装饰板间隙段差问题是一个尺寸链长，影响因素多，涉及零件数量多（如图1所示），并且受造型影响，偏差方向相互之间有干扰（如图2中Z向尺寸的偏差会带来Y向尺寸波动）的复杂尺寸链问题，并且项目开发期间，问题故障没有规律，问题处理进展缓慢。

2 三维偏差分析软件mockup-vsa的介绍

VSA是目前常用的三维尺寸仿真分析软件之一，它通过引入数据模型，输入单件特性、装配顺序及定位系统，模拟装配多台车身模型（一般模拟5 000台车），得出±3σ及Cp的值，评估设计是否能满足尺寸规格要求，从而对工艺制造能力进行评价。

VSA是一个工程工具，是通过数理统计的计算方法来仿真分析和评估在设计和制造过程中零部件的制造偏差和装配工艺偏差是如何影响产品的各种关键产品特征的。公差仿真帮助产品设计人员分析和评估某个零部件、工艺和工装是否能够满足既定设计目标，通过优化设计和工艺确保最终的产品制造质量。

软件的输出结果如下：①仿真结果可以显示±3σ、Cp（过程能力指数）、Cpk（有偏移的过程能力指数）的值，以及数据稳定状态图等。②贡献因子报告也叫高中低报告，显示影响结果的权重分配;可根据偏差权重分析组成公差的影响因素，通过调整组成公差值对车身偏差或零部件偏差进行控制。

3 某车型座舱与前门装饰板间隙段差的问题解决研究对比

为了更好地对比常规解决方法与偏差分析解决办法，特用以下示例说明。

3.1 常规问题解决方法

根据图2的关联因素表，从“人、机、料、法、环”的角度，对尺寸链失效模式逐条分析，从以下13个末端因素进行排查：{1}仪表板支架尺寸问题;{2}仪表板单件尺寸问题;{3}座舱装配工艺问题;{4}前门装饰板单件尺寸问题;{5}三角装饰板尺寸问题;{6}白车身前侧板上仪表板支架安装孔/面尺寸稳定性;{7}前隔板下安装板上4个Z向插片尺寸稳定性;{8}白车身侧围上门铰链安装孔/面尺寸稳定性;{9}门总成上铰链安装孔/面尺寸稳定性;{10}门总成上内饰板安装孔/面尺寸稳定性;{11}门盖装调至白车身上时内间隙控制的尺寸稳定性;{12}前门装调至白车身上Z向高度控制尺寸稳定性;{13}前门装调至白车身上X向控制尺寸稳定性。

经过历时1个月的数据收集、零件走反访确认及分析排查，判断最终影响因素为如下6项：{1}仪表板支架尺寸关键点偏差，且数模设计干涉;{2}仪表板单件尺寸打长，X/Y向尺寸偏差1.5～2.0;{3}座舱装配工艺导致座舱尺寸稳定性差;{4}白车身侧围上门铰链安装孔/面尺寸偏差;{5}前门总成上铰链安装孔X向尺寸偏差;{6}前门装调Z向尺寸偏差影响较大。

3.2 VSA偏差分析软件的问题分析方法思路介绍

（1）根据实际装配工艺在VSA软件中虚拟装配各相关影响零件。座舱与前门装饰板实际装配工艺图如图3所示。

（2）在模型中输入关键零部件的装配定位方式&装配公差举例（如图4、5所示）。

（3）在模型中创建关键测量（如图6所示）。

（4）测量结果展示（如图7、图8、图9所示）。

影响X向偏差结果的前5个因素如下：{1}IP自身的X向测点;{2}CCB上仪表板的主定位孔;{3}CCB上仪表板的X向定位面;{4}门饰板的X向测点;{5}前门总成上门饰板的主定位孔。

影响Z向偏差结果的前5个因素如下：{1}CCB上仪表板的主定位孔;{2}IP自身的Z向测点;{3}白车身上CCB的主定位孔;{4}白车身上前门安装工具的Z向面;{5}前门上前门安装工具的Z向定位面

影响Y向偏差结果的前6个因素如下：{1}白车身上CCB的主定位孔;{2}CCB上IP的主定位孔;{3}IP自身Y向测点;{4}门装饰板Y向测点;{5}白车身上前门安装工具的Z向;{6}白车身上前门安装工具的Y向。

经过对测量结果的综合分析，对座舱与前门装饰板间隙段差问题影响因素最大的因素如下：{1}IP自身X/Y/Z向的偏差;{2}白车身上CCB的定位孔;{3}CCB上IP的定位孔/定位面;{4}白车身&门总成上前门安装工具的定位面;{5}门饰板自身X/Y向偏差;{6}前门上前门安装工具的Z向定位面。

3.3 传统问题分析与偏差软件问题分析结果对比

根据表1传统问题分析与偏差分析软件问题分析结果对比发现，偏差软件分析的影响因子与传统问题分析的影响因素有4项是相符的，符合度为80%。传统问题分析的影响因素的排查耗时近1个月的时间，偏差分析软件的影响因素的排查耗时3 d，时间效率显著提高。并且，偏差分析软件能够直接指出具体的影响位置与方向，比传统问题分析更具体、直观。

3.4 问题解决验证对比

傳统方式的问题解决方案的验证，需要各相关部门配合多轮制作手工样件造车验证，只有这样，才能得出最终解决方案，耗时长，消耗项目物料成本高。

偏差分析软件问题解决方案的验证，可以将现阶段各相关零件的测量数据与实际状态输入软件分析，根据敏感因子及结果偏差示意图直接得出最终解决方案。验证方案如果正确，结果偏差示意图上超差概率会大大减少，并且结果的稳健性会大大提高（如图10所示）。不需要多轮手工样件验证，大大减少验证时间与验证成本。

4 结语

分析以上对比结果可以发现，三维偏差分析软件在查找复杂尺寸链问题在项目时间效率和成本控制上有着传统问题解决方法不可比拟的优势，是目前SGMW在快速车型开发过程中复杂尺寸链（间隙段差问题）必备的问题解决工具。

三维偏差分析软件能够帮助解决复杂的尺寸链问题，可以准确、直观地查找问题的根本原因，并及时地制订问题解决方案，缩短问题验证解决的时间，减少问题验证解决的成本。

参 考 文 献

[1]曹俊，来新民.基于确定性定位分析的车身三维偏差模型及求解方法研究[D].上海：上海交通大学，2008.

[2]周江奇，陈关龙，来新民，等.车身设计尺寸质量评价的装配尺寸链自动生成[J].计算机辅助设计与图形学学报，2005（5）.

[3]熊洁.三维偏差分析软件在汽车开发中的应用[J]. 企业科技与发展，2010（22）.

[4]马振海，李涛，胡敏.基于偏差分析的前照灯区域尺寸链优化[J].汽车工程师，2013（2）.

[责任编辑：陈泽琦]