基于大数据的白车身尺寸控制应用

黄祥　宗晓亮　何挺　孔苗德　姚勇铭　王运生

摘 要：为了快速准确的找出导致白车身尺寸精度超差的影响因素，并进行优化。该文提出利用大数据的思路通过一些数据采集系统及工具，收集零部件、分总成、白车身数据及工艺过程信息，为白车身尺寸超差的整改提供科学的指导建议，保证白车身尺寸目标的快速达成。

关键词：大数据 白车身 尺寸控制

Application of BIW Dimension Control Based on Big Data

Huang Xiang，Zong Xiaoliang，He Ting， Kong Miaode，Yao Yongming，Wang Yunsheng

Abstract：In order to quickly and accurately find out the influencing factors leading to the out of tolerance of body in white dimensional accuracy， and optimize it. This paper puts forward the idea of using big data to collect the data and process information of parts， subassemblies and BIW through some data acquisition systems and tools， so as to provide scientific guidance and suggestions for the rectification of BIW size out of tolerance and ensure the rapid achievement of BIW size goal.

Key words：big data， BIW， size control

1 引言

随着汽车消费市场竞争的愈加激烈，各大汽车主机厂都通过开发新功能，增加新配置，设计独特造型等各种手段来提升产品的核心竞争力吸引消费者，白车身作为整车内外饰零部件和汽车各种功能配置装配的基础，白车身尺寸精度的好坏直接影响整车产品的核心竞争力从而影响产品销量。白车身尺寸精度不仅受产品结构设计影响，还跟零部件尺寸精度、制造工艺水平等密切相关。从零部件-焊接总成-白车身生产过程中，尺寸链环多、涉及工序长，当白车身尺寸精度超差时，如何快速准确找到超差的影响因素一直是白车身车身尺寸精度控制的难点。为解决传统依靠工程师个人经验来解决车身尺寸超差效率低、真因分析不全面，零部件单件到白车身过程质量数据存储零散且无继承性，工序过程问题记录缺失，信息共享不充分等问题。本文结合目前实际工作中白车身尺寸精度控制所用到的大数据等信息化技术，对大数据技术在白车身尺寸精度控制中的初步应用作一个简单介绍。

2 大数据应用介绍

大数据技术在白车身尺寸控制的应用主要体现在零部件尺寸管理，焊接工序过程问题管理、整车尺寸管理三大部分，如图1所示。而整车尺寸管理又分白车身及分总成尺寸管理和总装成车尺寸管理，本文重点阐述白车身及分总成尺寸管理。

2.1 零部件尺寸可视化管理

白车身尺寸精度是整车尺寸目标达成的根本，而白车身又是通过几百上千个钣金零部件再夹具上一序一序焊接而成，所以说钣金零部件单件的尺寸精度是白车身尺寸精度达成的基础。零部件单件尺寸质量状态对白车身尺寸精度的达成至关重要，因此必须对影响白车身尺寸精度的关重零部件尺寸管控前移，在供应商端进行零部件尺寸精度数据监测和跟踪管理。

为解决测量结果数据标准化与零部件供应商数据安全共享，通过建立统一的供应商端测量模板、测量抽样频次和测量过程管控，在零部件供应商调用测量程序对零部件进行测量时就对测量结果进行加密，测量结束后自动将测量结果上传至主机厂零部件入厂管理系统，保证零部件质量数據的真实性和有效性。同时通过系统对测量数据进行服务器上传归档，有效的解决了传统质量数据存储混乱、缺失、无法溯源、缺乏统一管理等问题，为后续的零部件尺寸分析、不同供应商同类产品之间的质量对标等应用提供数据保证。

2.2 焊接工序过程问题管理

零部件从单件到白车身的焊接过程中，由于涉及的工序多，每一序焊接过程中，夹具精度情况，零部件与夹具的贴合情况、夹具上零件与零件的匹配情况都对最终白车身的尺寸精度有着或大或小的影响。

通过建立一个工序过程管理系统如图2所示，将零件数模、夹具数模、夹具标定报告、零件在夹具上的贴合状态、夹具上零件与零件的匹配状态进行确认，夹具调整情况进行记录，并对问题在3D数模进行位置标记、对缺陷现象进行实物拍照、缺陷类型进行描述。同时该系统将尺寸匹配标准化流程内嵌其中保证不同经验层级的工程师都能按照标准化的匹配流程，固化的检查清单进行每一序焊接匹配。每一序焊接匹配前零件在夹具上的精度数据和焊接成分总成后的精度数据也会记录在系统中，以帮助工程师量化总结每一序焊接对精度的影响。此外该系统还可以对问题按项目，按缺陷类型进行分类归纳统计，并同公司问题管理系统互通，实现问题的一键上传，一键共享，保证问题涉及的责任工程师能及时了解自己负责零部件的问题情况，从而确保白车身焊接尺寸匹配问题高效的进行闭环管理。

2.3 整车尺寸管理

整车尺寸管理系统（如图3所示）是一套集车身尺寸数据处理、存储、查询、超差预警、偏差3D可视化展示系统。该系统可以将白车身测量数据实时在线的在白车身3D数模进行直观展示，并将白车身所有测点的精度情况用红黄绿进行标识，红色表示实测结果超出设定的公差范围，系统会将超差点的测点编号，所处区域和超差情况等信息自动推送给责任工程师，提醒工程师查明原因并制定整改方案;黄色表示实测结果在公差范围的75%-100%之间，有超差风险，需要持续关注;绿色表示实测结果在公差范围的75%之内，无需重点关注。该系统还可以对白车身所有测点历史精度数据在3D数模以趋势图的形式进行呈现，并进行均值、极值、6西格玛等数理统计分析，有助于工程师掌握了解具体测点的历史精度情况。整车尺寸管理系统的应用有效的解决了传统白车身测量数据EXCEL或者PDF等传统的二维展示抽象、测点位置不易识别，单个测点历史精度数据波动情况不直观，超差预警不及时的问题。

当某一个白车身级别测量点尺寸精度超差时，系统会将超差点的测点编号，所处区域和超差情况等信息自动推送给工程师，工程师通过整车尺寸管理系统查询该超差测点在不同总成层级到零部件层级下的尺寸精度测量数据，识别哪个工序产生的偏差骤变，并通过焊接工序过程管理系统来查询该工序下夹具精度情况，零部件与夹具的贴合情况、夹具上零件与零件的匹配情况，从而指导工程师进行白车身尺寸问题分析排查，确保白车身尺寸目标的快速达成，提升整车质量品质和竞争力。该系统不仅可以用于白车身尺寸精度保证，也可拓展至总装成车尺寸质量保证，当总装成车出现尺寸匹配问题时，通过系统收集的白车身尺寸精度数据，总装零部件尺寸精度数据，工程师可以快速准确的识别问题产生的原因，并进行快速整改，从而高效的进行总装成车尺寸问题的整改。

3 结语

通过利用大数据技术在零部件尺寸管理，焊接工序过程管理，整车尺寸数据管理中的应用，实现了零部件单件—分总成—白车身以及焊接工序过程的尺寸监控大数据共享。达到尺寸过程控制透明化，问题超差预警推送、大数据溯源、3D动态报表等场景，提升尺寸分析的准确度和分析效率，有效解决了依靠工程师个人经验来解决车身尺寸超差效率低、真因分析不全面的问题，同时为后续实现白车身尺寸AI自动分析提供支持。

参考文献：

[1]易平.利用大数据控制车身尺寸精度[J].时代汽车，2020（08）：95-96.

[2]易涛.影响车身精度的因素探析[J].中国高新技术企业，2015（08）：75-76.