基于工艺工程设计的DTS保证体系构建

刘春涛，唐意君，高 凯

（东风本田汽车有限公司，湖北 武汉 430050）

0 引言

纵观汽车的发展史，人们从最初对汽车的定义为最基本的行驶功能，到现在把汽车作为生活的一部分，整个过程就是一个汽车品质持续提升的过程。人们对于汽车所寄托的期待，不仅仅是把它当成一种交通工具，更加强调它的驾驶乐趣和艺术性。

1 DTS保证体系构筑的背景

纵观整个汽车发展史，人们对汽车的诉求不断发生变化，早期人们的观念是“汽车只是代步工具”，能实现简单的两点之间快速移动即可，而随着生活水平的提高，汽车也成为个性和身份的象征，因此人们在注重性能的同时也开始关注车型外观，为了满足消费者对汽车外观及功能越来越高的要求，满足更高的尺寸精度，车企需要不断提升制造工艺，保证车辆整体DTS。

2 DTS检证在工艺工程领域的应用

保证产品质量、保证DTS项目按计划达成，是每一个车企在新车型开发中最希望做到的，为了应对这一目标，汽车行业构建尺寸工程业务体系进行DTS检证及目标达成，其作用也逐渐受到各大主机厂的重视。尺寸工程是一个系统工程，包含产品设计、制造工艺、测量技术，对车辆的制造水平起着重要的作用。

新车型核心业务包含整车四大工艺（总装、焊装、冲压、涂装），承担着公司新车型工艺设计规划的重大使命，将外观设计，通过制造技术的工艺转化，最后呈现给客户高品质的产品。结合现有业务构建基于工艺工程设计的整车DTS保证体系，展开制度化、流程化、系统化的业务，从而实现提高产品质量，降低成本，达成品质目标。展开流程见图1。

图1 尺寸工程展开流程Fig.1 Dimensional engineering expansion process

3 主要做法

3.1 构筑DTS保证的管理体系

为了加速工业化调试过程，缩短项目的研发周期，实现产品的装配需求和功能质量目标，需要构筑高效的、一体化的DTS保证体系。

3.1.1 结合工艺工程构筑统一的DTS保证体系

通过构建DTS检证体系（如图2）。在产品设计阶段设定整车DTS管理项目，通过对图面的构造检证，基于结构图的尺寸链分析等手段，将整车DTS项目分解成各工程的管理项目，并通过工艺KH经验，将各管理项目转化成工艺工程设计要点，将要点反馈至工艺组，由工艺组将要点反映至工装夹具的设计当中，然后由DTS保证小组进行最终的技术审核确认。在试制阶段，DTS保证小组联合各工程展开钣物配合检证及过程检证，对管理项目达成情况进行确认，以管理项目的最终达成保证整车DTS项目的达成，全流程得到有效管控。

图2 现有DTS保证体制方案Fig.2 Existing DTS guarantee system p lan

3.1.2 构建整车DTS检证业务体系

通过在企划设计阶段系统的对DTS项目进行设定并进行产品结构、定位、公差的检证分析，设定管理项目并在模具、夹具、检具、工艺流程上进行意志的加入，在工业化调试阶段对工艺工程中的管理项目进行验证确认，通过管理项目的达成最终达到新车型品熟早期安定化的效果，如图3所示。

图3 面向完成车的DTS保证流程Fig.3 DTS assurance process for vehicle com pletion

3.2 构筑DTS保证的技术体系

为保证DTS保证的体系的可持续展开，主要进行了如下3个方面展开。

3.2.1 制定以DTS为目标的管理项目设计方案

通过企划设计阶段的提前分析和判断，从制造工艺角度出发，结合本田系统的结构树分析方法，设定从单品到完成车的管理项目，在工装夹具、检具、焊接过程、装配手法等方面对管理项目进行保证及确认。通过对管理项目的管理和推进，保证DTS项目的顺利达成。

以发动机舱盖与翼子板配合DTS为例，针对工艺流程，设定管理项目如图4所示。

图4 HOOD周边DTS保证管理项目设定Fig.4 HOOD peripheral DTS guarantees

结合结构树的推进思路，对管理项目设定方法及流程进行标准化，形成基于工艺流程结构树的管理项目设定手册，保证在检证过程中不漏项，如图5所示。

图5 管理项目设定展开流程Fig.5 M anage project setup process

3.2.2 制定基于工艺工程的DTS品质检证流程和方法

结合四大工艺领域各自的工艺特点，针对具体的管理项目制定了对应的检证方法与流程。根据检证项目设定流程，需要在企划设计阶段分别展开公差校核及检证、工程工装式样审查检证、盖物刚性检证，在试作阶段展开点云虚拟配合检证。

在实际检证展开过程中，设定各项检证内容的检证流程及方法。实际开展过程中，形成了以下具有高度创新性和实用性的检证方法：①首次根据车辆结构，形成了内骨骼结构车身的夹具定位优化设计（例1）；②制定了基于结构树的尺寸链设计方法。融合了尺寸链环及结构树的分析方法，首次制定了基于结构树尺寸校核方法（例2）；③结合行业先进开发经验，首次对盖物刚性进行CAE分析及实物检证分析，进行盖物刚性跟踪（例3）。

以下分别对各主要创新点及展开方法进行说明：

例1：基于内骨骼结构车身的夹具定位结构设计优化。

新车型开发初期的企划设计阶段，DTS保证小组根据产品图纸，对产品定位结构进行检证，展开夹具定位结构设计及焊点布局设计优化。一般主机厂中，车身主要分块包含地板总成、侧围总成、顶盖总成等，通过对各总成的合拼，形成白车身；公司车身结构相比较与其他主机厂，结构的差异为：首先地板总成与加强件进行拼焊形成内骨骼框架，再将侧围总成、顶盖总成与内骨骼框架焊接而形成白车身，内骨骼精度是车身精度的关键影响要素，如图7。同时，公司有高度柔性化产线，不同机种对线体高度共用，夹具切换频度高。在此背景下，内骨骼夹具定位及结构设计尤为重要。

在内骨骼夹具设计中，首先要考虑在共用线体下的专用部分设计，同时要保证夹具频繁切换的精度稳定行。夹具设计过程中，从单品到内骨骼总成，以定位可靠、统一、一致性为原则，进行夹具定位设计。对夹具结构进行高度模块化设计，并在在模块与模块之间，采用局部定位机构保证各模块的相对位置准确性和稳定性，如图7所示。

图6 一般主机厂车身结构与公司结构差异Fig.6 Difference between body structure and com pany structure of general automobile company

例2：基于结构树的尺寸链设计方法创建。

运用FTA及品熟展开中的结构树的方法，对尺寸链传递进行分析。在实际开发过程中，尺寸链计算时，采用传统的尺寸链分析方法，在分析过程中，只能从产品上进行尺寸分析，不能完好的反映工艺过程特点及变化。DTS保证小组结合公司的特色，通过对TFA及结构树的融合后，形成公司的基于结构树的尺寸链算法，将工艺制造过程的变量引入到尺寸连环的分析和实际中，保证尺寸连环的全面性，同时在工艺过程中进行尺寸连环的缩短和优化。展开方法：根据设定的DTS→利用结构树方法工艺流程进行规划→对尺寸公差的传递及累加过程进行分析和验证→尺寸链环优化→工艺方案设定→工艺方案验证。其中，对尺寸链的计算方法采用结构树的分析方法展开，如图8所示。

图7 高度模块化的夹具结构设计Fig.7 Highly modular fixture structure design

图8 基于结构树的尺寸链计算方法Fig.8 Calculation method of dimension chain based on structural tree

例3：针对盖物刚性检讨的检证

盖物在整车DTS管理中是重要的组成部分，在过往机种实车配合中，均存在盖物刚性不足课题，导致工业化调试阶段实车配合过程盖物周边配合不良，实车DTS发生无法保证。

检证方法为：企划设计阶段展开盖物刚性CAE分析，设定参考目标值，根据分析结果与目标值进行对比，判断是否需要通过结构、工程上进行对应；在T阶段进行实物验证，对企划设计阶段分析结果进行验证。

以尾箱刚性检讨为例：在企划设计阶段展开刚性CAE初步分析，判断刚性满足过往经验要求，OK；在实物阶段对刚性进行验证确认，判断为OK。

图9 1.某机种企划设计阶段刚性分析；2.实物阶段刚性检证结果Fig.9 1.rigid analysis of certain aircraft design stage;2.rigid inspection results in physical phase.

4 结束语

在当前快速流程开发体制及高产量导致的快节拍背景下，通过对整车DTS提前进行分析、定位结构设计优化、设定检证项目进行检证、制定管理项目，反映到工艺工程中进行管理，形成标准的检证体系流程。该体系的展开，为新车型品质保证提供了重要保障，为车型顺利投产奠定坚实的基础。