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现阶段，保持苗条的身材已经是一项全民追求的目标了，像下面这位每年一样拥有S型身材，是所有妹子的梦想，相信所有的汉子看到这样拥有婀娜多姿的身材的美女从眼前飘过，眼神总是会被带走的（一不小心，漫谈君又说了实话），记住不要被女朋友发现了哦，否则下场你懂的！ 要想拥有好的身材，多然要控制好尺寸咯！ 其实 要保证好汽车的质量 也需要控制好车身尺寸 今天 漫谈君就和大家聊一聊： 车身尺寸控制技术及方法！ 汽车车身的制造工艺是一个非常复杂的过程，通常由300～500多个具有复杂空间曲面的薄板冲压零件，在有近100个装配工位的生产线上大批量、快节奏地焊装而成；同时车体装配又为一种多层次体系结构，若干零件经焊装成为分总成，分总成又变成下一层装配中的零件。因此中间环节众多，制造偏差难以控制。其尺寸偏差主要源于零件本身的偏差和工夹具定位的不稳定性以及焊装变形、操作及工艺的影响。另外，对于一个新产品而言，车身的制造过程又可分为试生产、生产启动、单班生产及多班生产四个典型的生产阶段。由于不同阶段生产的不同特点，在这四个阶段影响制造稳定性的原因也有所不同。 尺寸工程是一个从造型阶段到制造阶段所进行的尺寸开发和控制活动，从尺寸目标（DTS）出发，综合考虑整车造型、零件结构、工装方案、工艺方案等影响尺寸的关键因素，提出各阶段零部件尺寸目标及控制策略，并进行尺寸链分析，从理论上确保尺寸目标的可实现性，并在实际的造车过程中进行综合评估验证，采取必要措施，使整车满足尺寸要求的过程。尺寸工程包括GD&T需求、测量系统、资料分析、变化分析和问题决定。
根据全球整车开发流程要求（《全球整车开发流程（GVDP）详细解读》（点击阅读）），在产品开发至项目SOP过程中组建一个团队专门负责该产品的尺寸工程团队：由尺寸工程科牵头，冲压/焊装/涂装/总装工厂以及相关的ME以及负责供应商质量管理的SQ、QD参与，共同实现整车的尺寸控制。
更多详情，请见《汽车研发：尺寸工程在整车研发中的作用与实施方法！》（点击阅读）！ 车身尺寸出现变化，严重的可能导致干涉、AV间隙、跑偏等质量问题的出现。变差源主要体现以下几个方面： ①设计：定位设计不合理，零件采用对接而非搭接； ②工装（机）：夹头松动与磨损、定位销松动与磨损、夹具定位失效，焊枪不平衡等； ③工艺（法）：工件夹紧次序变化、焊接次序及程序变化、焊接变形等； ④人员（人）：班次、上错料、上料次序不一致、多人操作； ⑤原材料（料）：批次间差异、来料问题等； ⑥环境（环）：温度变化等。 整合车身变差源，车身尺寸变差主要来自以下4个方面： 某车型前大灯与前保间隙大（标准5～4.5mm，实测6.0mm），查看整车CMM数据，整车CMM数据显示右前大灯立柱安装点（02-12R）Z向偏高0mm（具体如下图所示），供应商右前大梁大灯立柱安装点检具数据与整车CMM表现一致，结果判定尺寸偏差来自零件尺寸偏差。 某车型前轴安装孔挡孔，员工在攻牙返修过程中导致孔大。挡孔方向为Y向，故障模式为车身大梁螺母孔孔距<> 尺寸链分析： A、Y方向，前轴基准定位孔的安装位置度：15－18＝0.7； B、A1尺寸公差15（0～0.1），位置度公差0； C、B1尺寸公差15（0～0.1），位置度公差0； D、螺母孔2个均为M12，位置度公差+/-5； 按极值法计算，累积误差+/-5正态分布各环公差计算公式： 则： A、封闭尺寸A0=18×2-0.7＝66mm； B、前轴孔B1相对基准孔A1Y向尺寸为：18＋66＝15.46mm； C、但实际上该孔为13×15的长孔； 同理： A、前轴孔A2相对基准孔A1Y向尺寸为：18＋8＝15.6mm； B、但实际上该孔为15的圆孔； C、挡孔超差概率是6%。 将孔加大的可行性分析（如图所示）。
考虑到11的安全系数，支承面的最大应力[σ]不能超过212MPa。A2孔更改1和更改2的支承面的应力已经超过了[σ]，安全系数降低。更改3的支承面的应力已接近屈服极限，不能接受。B1孔由Φ13×15改为Φ13×16，承面的应力虽然小于[σ]，但也非常接近了。材料是ST37-2G，屈服强度是235MPa。摩擦系数是0.10～0.16，按照0.10计算。扭矩是68～88NM，按照88NM计算。计算K＝0.133，螺栓夹紧力＝55138N，具体数据如下表。
将A2孔由Φ15改为15×16的长孔，将B1孔由13×15改为13×16的长孔，进行CAE分析：模拟螺栓扭矩为88N·M，加入整车工况和发动机工况，具体数据见下表。
CAE分析的安装孔附近的应力靠近约束点，造成分析结果偏差大，但可用于对比分析，孔加大后的应力最大增加了6%～9%，安全系数也就降低了。 综上：将A2孔由Φ15改为150.1×15.80.2的长孔，将B1孔由13×15改为130.1×15.80.2的长孔安全系数降低了，理论分析结果还在可接受范围内，结果判定尺寸偏差来自设计公差累计。 某车型前车体夹具在前轮罩的定位上就有设计缺少定位的情况。在量产过程中，左右前轮罩长期出现Y向外偏情况，而多次调整前车体拼台前轮罩定位销均控制前轮罩外偏趋势。在查看工装后发现前车体在定位前轮罩的拼台，由于工装阻挡无法焊接对轮罩定位非常关键的定位点。造成在焊接完成开夹时，前轮罩有明显的外翻情况。经过在轮罩上增加CO2保护焊焊点验证，增加定位焊点能有效解决轮罩外偏情况。
焊点数量、焊接顺序、零件装配顺序及零件紧固顺序这些涉及工艺设置问题都有可能对车身尺寸产生影响，还有各个操作人员操作习惯差异都会造成车身尺寸变差，这就要求生产现场有完善的标准化操作流程（SOS）及人员培训上岗流程，确保员工操作与工艺的一致性及稳定性，从而提升车身尺寸的稳定。
尺寸偏差的控制和管理贯穿汽车制造质量的全过程。 在设计和制造过程的各个环节都会导致实际生产得到的尺寸与理想值之间存在偏差。设计偏差主要在前期设计及产品、过程设计阶段控制；而制造过程偏差主要在试制阶段和量产阶段控制。 引起车身制造偏差的主要因素见图。
此阶段以整车的功能分析为主线，结合产品美观、操作功能等需求确定整车外部零部件之间间隙和面差。例如，大灯与前保险杠的造型尽量避免大灯与前保险杠平齐，见下图。
这样不仅较好地保证整车的美观，而且可以减少为保证大灯与前保险杠平齐而必须保证的大灯与前保在车身上装配点的尺寸精度。一个好的外部造型设计不仅可以高质量地保证整车外部的美观，还可以大大地降低整车的生产周期和质量成本。 根据各项整车功能对尺寸的要求，进行零部件的定位设计、公差设计、工艺过程设计、可行性分析、检测方案设计、验证计划制定等，以减小尺寸制造过程的风险，同时避免盲目通过提高零件精度来达到提高车身质量，以控制制造成本。 如下图所示，按照车身CAE的结果来合理校核零部件的定位；
车身CAE分析 如下图所示，合理设计零件搭接方式可减少尺寸链环及焊接变形。
此阶段的设计工作对后续尺寸保证有极其重要的意义，在产品和工艺设计中应至少保证如下设计要点： A、按照定位原则设计零部件的定位系统，保证设计基准、工艺基准和测量基准的一致性，减少累计偏差； B、尽量采用整体冲压件，减少车身合装时的装配误差和焊接变形； C、按照功能分析的结果，设计零部件的公差表； D、充分利用CAE的计算结果，合理校核零部件定位并优化车身定位结构； E、合理考虑车身装配的焊接方法，减少焊接变形； F、合理设计零部件的焊接装配顺序，优先保证重要的尺寸； G、测量设计按照整车功能分析原则来分解各个测量阶段上对车身质量有影响的点作为测量点，确定重要性分级； H、合理制定监控工具和监控频次。车身通常使用四大类检测工具：手工检测样板、MMT测量机、开启件的测量环和车身激光在线检测。根据尺寸保证的风险级别选择合适的测量工具； I、合理设计监控的工位。对关键的分总成件，如地板总成及白车身合装完成后，需及时进行三坐标测量和数据分析。
此阶段是按照制造的实际情况完善零部件定位系统及检测文件。零部件测量文件，按照整车美学功能及其他功能对车身尺寸的要求完成零部件几何尺寸的接收、尺寸调试、设计验证并提出缺陷改进方案，系统地掌控车身尺寸的制造偏差，建立完整可靠的车身尺寸监控计划。按照车身制造过程中的影响不同，将导致车身制造偏差的因素分为焊装设备偏差、来件尺寸偏差、操作偏差、焊接变形等。因此，在试生产中需要重点控制以下影响因素。
1）通过车身焊接夹具保证车身焊接精度 焊接夹具的作用是保证所要焊接零件之间的相对位置和焊接件的尺寸精度，减少焊接过程中的变形以提高焊装效率。因此，车身焊接夹具是保证车身焊接精度的最重要的因素。不同的夹具结构对零部件尺寸稳定性的影响是不同的，应尽早参与夹具方案设计，提出夹具所涉及尺寸的要求如下。 A、焊接夹具的定位必须符合设计的定位文件。 B、定位机构结实可靠，重要工位使用翻版机构和大型样架机构。 C、夹具在松夹运动过程中应具有定位的重复性，避免使用过程中定位点的精度漂移。 D、定位面应该达到设计的刚度和强度来减少磨损，且具有调整机构以实现调整总成尺寸。 E、夹具的精度要保证，在调试期间开展夹具定位重复性验证以保证尺寸的稳定性；生产过程中要及时预检修以维护夹具精度。
2）控制来件质量 A、审核冲压件和分总成的检测方案和测量工艺卡。 B、严格控制冲压件回弹，优化冲压工艺和模具设计来降低冲压件的自身偏差量问题。 C、保证零件的尺寸符合性和稳定性，跟踪零件质量指标IQG、ICF，对不符合项提出整改要求AQPL。 D、保证重点监控项，如车身合装重要零件的装配孔、装配面和工艺孔的尺寸必须严格控制，必须保证零件之间的贴合面。
3）控制焊接变形量 A、采用先进焊接设备。车身成形焊接、地板总成焊接采用机器人焊接设备，能使车身焊接时焊点均匀，点焊顺序和焊接姿态稳定，提高焊接速度，减少车身焊接变形量。 B、手工焊接应该选择小巧且方便操作的焊钳，以减少焊钳操作笨重而带来的焊接变形。 C、合理设置焊接参数，调试焊接压紧力，减少焊接变形。如通过设置合理的电极力和初始零件间隙，可以达到车身零件点焊装配过程中点焊热影响不会产生零件变形的效果。 D、合理布置焊接辅助设施，保证焊钳垂直焊接，如增加焊钳导向。
4）保证正确的操作 A、合理分配各个工序的焊点位置和数量，评价焊接顺序，严格执行焊接工艺文件。 B、正确评估零件的包装及分总成的转运工具和吊装工具对尺寸和变形的影响。 C、控制人为影响因素，如生产节拍和人员操作熟练程度都会对焊接精度有影响。
1）工装设备验收，确保零件进销顺畅、定位面贴合、压头适度压紧，避免工装设备干涉零件导致零件关夹不到位、压头过压导致零件变形等影响车身尺寸变差问题出现。 2）合格率改进，通过项目团队合作对车身各个模块进行尺寸合格率提升，最终达到项目各阶段要求的尺寸合格率目标。 3）整车质量匹配，以IPQS及CVIS为标准，匹配车身件与车身、总装件与车身，提升整车尺寸合格率。
高精度设备测量 在项目对应FB（FE）阶段，成立大FE工作组，制定FE工作流程、标准、方法，FE的工作计划及工作内容，进行相应样车制造、功能评估，负责编制、跟踪、发布FBPR（FEPR）和FBAR（FEAR）评估报告，参与车身现场问题的处理，相关工作关系如下图所示。
大FE匹配活动贯穿整个项目中，在OTS（或PPV）阶段开始第一轮FE1匹配活动，NS阶段进行第二次，S阶段进行第三次，SOP前完成所有车身件的PPAP认可，以及厂内总成件的FE认可。 每一阶段的匹配活动期间，FE团队成员应包含DE、PE、QE、SQE以及生产车间人员，各功能模块成员都应充分参与FE评估，以便开始提升整车质量。 1）各零件及分总成的尺寸评估 FE团队需要对每一个00级零件以及构成00级零件的子零件进行评估。 2）厂内的制造进行评估 在这个阶段，所有的00级零件集成到焊装生产线，白车身的尺寸将受到焊接工装精度、机器人焊接精度以及匹配精度等一系列因素的影响。 3）整车FE评估 这个阶段，新产品质量会组织一系列的功能评估，其中感知质量评审（《汽车研发：汽车感知质量及控制方法！》（点击阅读））就属于其中一项非常关键的尺寸评估。在这个阶段中，FE团队根据对标车以及公司领导期望进行相关的尺寸匹配。
量产阶段，需要维护并优化车身尺寸质量，严格实施车身尺寸工程制造偏差的控制方法，保持产品的一致性，系统分析车身尺寸数据，并进一步完善车身尺寸监控计划，监控来件和各个分总成的工序能力，保证车身稳定生产。 1）A测量是指白车身（不含门盖及翼子板）CMM（三坐标）测量，通过双臂式CMM测量机进行车身测点尺寸数据收集、汇总、整理，形成白车身测点SPC报告。 A测量根据车身结构模块分为27个局部模块，根据功能模块分为关键测点和非关键测点，关键测点又细分为底盘关键尺寸、车身定位尺寸和安装配合尺寸。 A测量有三种报警：
针对A测量合格率报警，车身车间质量/尺寸工程师查找车身尺寸具体变差点，查看相关拼台尺寸数据、相关零件检具状态进行分析制定措施整改。 2）B测量是指门盖上检具数据，通过GAP-GUN测量仪器收集各个门盖在检具上面的尺寸数据，形成B测量测点测量报告。 B测量报警条件为单个门盖检具下降超过10%或连续3台下降超过5%。针对B测量报警，车身车间质量/尺寸工程师首先要确认被测门盖是否被正确放置在检具上，然后确认门盖内外板检具数据是否与门盖总成表现一致，最后可通过调试包边机或滚边机器人进行合格率提升。
3）C测量是指白车身（含门盖及翼子板）间隙、段差匹配尺寸测量。通过GAP-GUN及内间隙测量仪收集白车身（含门盖及翼子板）间隙、段差数据，形成C测量测点测量报告。 C测量报警条件为整车外间隙合格率降低10%或连续3台下降超过5%、整车内间隙合格率降低10%或连续3台下降超过5%。针对C测量报警，车身车间质量/尺寸工程师首先确认车身门盖检具数据（即B测量数据），然后确认调整工段门盖安装工具定位尺寸是否发生变差，通过整改B测量尺寸问题、调整门盖铰链位置，调整门盖安装工具提升C测点合格率。 工装夹具维护主要包括工装CMM测量和工装TPM两个部分。
1）工装CMM测量是通过便携式CMM测量臂收集拼台定位面、定位销位置尺寸测量数据，通过编制半年测量计划，对关键拼台、非关键拼对应进行周期性测量，实现对拼台CMM尺寸数据进行监控。拼台CMM测量问题进行清单PDCA闭环管理，车身质量（尺寸）工程师负责对拼台测量问题进行措施制定及措施实施，涉及拼台更改需完善拼台更改记录表。 2）工装TPM是指全员生产性维修，是在生产前由所有员工参与，主要确认工装定位销磨损量、定位面是否有异物、夹头关闭有否异常、工装气管压力检查、验证防错功能是否有效进行检查，主要目的是确保工装持续、正常运转。员工根据TPM检查表进行TPM检查，发现问题填表整改。 3）在线匹配验证在线匹配验证是指通过在车身车间内部试装大灯、尾门、前保险杠、后保险杠前格栅等总装零件，预判总装后的状态一种监控车身尺寸方法。常用于车身局部关键尺寸监控、短期问题验证监控、突发问题验证情况下使用。
工装夹具测量
工装是车身尺寸的基础，对工装管理要向精细化、系统化管理改进。 1）建立拼台定位销寿命制度，制定、监控、改进车身每一颗定位销更换日期、已使用时长、更换周期。 2）建立每一个定位销、定位面X/Y/Z方向垫片数量及厚度台账，定期审计、查漏补缺。 3）引进工装CMM数据分析软件，系统性整理数据，通过工装CMM数据分析软件，可以实现每个工装定位单元一段时间尺寸的变化，也可通过软件对比相同产品，不同平台之间存在的改进点。 4）更多采用和建立基于过程数据的监测，通过变差找到改进的机会。
车身A测量中约有5%合格率来自供应商零件尺寸不稳定造成，目前没有规范流程及系统对供应商零件尺寸进行监控，长期存在的问题也不能很好地推动解决。 （1）项目阶段梳理出关键尺寸零件，设定关键零件尺寸合格率目标，关键零件合格率报警给相关区域。 （2）建立周例会制度，周期性组织讨论关键零件尺寸提升。 （3）针对关键零件尺寸不稳定，主机厂需建立供应商零件CMM尺寸监控。
在线匹配验证只局限于工程师问题验证问题，作为车身尺寸控制方法有一定的滞后性及片面性。同时也需增加部分底盘件的匹配验证和监控。项目阶段建立关键外观件零件清单，建立统一的尺寸数据收集模板，制定周期性检测计划，制定报警升级流程，预判总装后外观件尺寸状态。
准确地发现和评价影响车身尺寸偏差的因素对后续的质量改进有重要作用，车身尺寸工程的实施可以系统地进行车身尺寸的测量设计和测量数据的系统分析。 目前，普遍使用两种典型的方法即工程过程控制（Engineering Process Control）和统计过程控制（Statistical Process Control）。所谓工程过程控制是指对于一个系统的检测量，它有一个明确并且恒定的控制界限，当检测量超出该控制界限时系统即可报警。统计过程控制是指系统检测量没有恒定的控制界限，需要从检测量的历史测量数据中计算出当前的控制界限来判断系统是否失控。在实际监控中神龙公司大量采用MMT测量、检测样板离线抽样检测和激光在线检测，运用激光在线测量软件实现车身上的每个测点根据历史测量数据绘制控制图报警及操作者在工位上小样板在线检测与调整，都较好地实现了过程控制。这些控制方法改变了以往那种评价加工结果的事后检验的质量管理体系，把对最终质量的检验提前到对产品生产过程的控制，将重点放在控制影响产品质量的影响原因的管理体系上来。
在车身批量制造过程中，通常使用的车身尺寸评价指标包括尺寸通过率（Pass rate）、单测点6σ值，可以反映车身尺寸的质量变化情况。主机厂主要使用IQV、IGF、IQA质量指数来评价车身尺寸质量。 1）车身几何质量指数IQV IQV（Indice Qualite Vehicule）为车身几何质量指数，它反映产品与目标符合性的指标，统计的是整车或总成的测量值在公差内或公差外的百分比，它比较直观反映出整体的质量状况，简单地反映了尺寸的分布，行李箱盖总成IQV指标见下图。
2）焊装几何指数IGF 在量产阶段，焊装分总成使用焊装几何指数IGF（Indice Geometrie Ferrage）来反映实际工序能力状况，它反映的是维持在监控控制限之内的百分比。如图6所示，IGF指标可以反映整体的工序能力状况，量化了测量点的分布与散差两个方面，根据测量点的测量数据进行分析，可以指导偏差分析和制定纠正预防行动，很有实用性。
3）整车外部质量指标IQA 整车外观质量指标IQA是对白车身尺寸质量的最好评价，如下图。按照美学功能缺陷的严重程度，IQA分为A、B、C 3个等级，分别对应30分、10分、5分。根据扣分点的实际结果进行扣分，分值越低代表外观质量越好。
通过车身尺寸评价指标的反馈，对发现的问题要及时分析原因和采取纠正预防措施以保证车身装配质量。在实际生产中改进偏差的影响一般有2种情况： 一是把测量点维护在监控范围内以避免质量的持续降低，如IQV和IGF指标的维护； 二是根据整车所反映出来的质量缺陷或问题来确定是否纠正或改进偏差，如IQA指标的改进。目前，尺寸维护工作更加强调前者预防为主的思想，以消除潜在的质量隐患。 尺寸问题的分析不仅需要理论知识还需要与实践经验相结合，设计前期按照功能分解建立了尺寸链环与实际生产中测量数据的相关性分析相结合，可以迅速查找出影响尺寸波动的链环。
如上图所示，T6前大灯支架定位孔的X向测量点波动，不仅需要关注冲压件大灯座板的尺寸波动情况，还需要在焊装车间查找合装问题；不仅需要在地板合装大灯支架的OP60工位查找原因，还需要查看与大灯支架X向面贴合的上游前端总成上大灯支撑板的X向尺寸。这种系统的尺寸分析方法对偏差的分析和改进是十分重要的。 运用测量数据软件SESAME可实现测量数据的快速比较和分析，如下图所示为车身尺寸测量点曲线分析图，可以加快偏差的分析速度。
按照车型的量产时间节点和质量目标，样车和试制阶段的车身尺寸偏差较大，经过项目阶段预批量和量产阶段的改进，主要误差源被消除和控制，尺寸偏差逐步减小。在大规模稳定生产阶段，尺寸变化的主要原因是工艺过程和来件尺寸的突然变化，最经常出现的尺寸变化是均值变动、不规则跳动及方差变化，或三者的结合，一般的尺寸改进工作流程见图。 问题解决的过程要遵守PDCA（Plan, Do, Check, Action）循环，当实施改进措施后要注意跟踪改进后的数据是否达到效果，并及时总结反馈以持续改进，如下图为车身尺寸质量问题处理流程。
车身尺寸质量受到人、机、料、法、环等因素变化的影响，是一个动态变化过程，它必须依靠全体员工的一致努力，按照车型项目规定的量产时间和质量要求开展相关工作。从明确产品、工艺要求到对供应商及车身商业化投放的要求，从设计阶段到生产阶段，从零部件供应商到整车厂四大车间，从零件质量到车身零件配合精度，从各工序的过程控制到总成件的综合偏差分析，从尺寸维护到尺寸改进，都需要全员参与才能达到提高车身尺寸精度的目的。
以上简单阐述了汽车公司的一套科学的尺寸工程管理系统：DTS、CDLS开发体系化，GD&T设计、检具开发、测量设备的精度选择上不断提升，车身制造质量将不断提升，以满足产品的质量要求及客户的需求。
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