基于4M1D方法分析某轻型客车前风窗 漏雨改进策略

陈 辉

（南京依维柯汽车有限公司，江苏 南京 211806）

前言

汽车开发、生产过程需要做各类性能试验，其中防雨密封性能作为轻型客车的重要性能衡量指标，也是客户主要关注的产品质量点。轻型客车前风窗、前围、侧窗、侧围、前后门、移门、天窗等区域均不允许在淋雨实验时出现渗水、滴水和流水现象[1]。某轻型客车的试验技术要求从淋雨时间，淋雨强度方面做了明确规定，主要内容如下：雾化0.5 min，雨量强度为（4.3±0.1） L/min；小雨0.5 min，雨量强度为（6.2± 0.1）L/min；大雨2.5 min，雨量强度为（11.1±0.1）L/min；淋雨室系统管路工作压力为大于2 bar[2]。本文所论述的某轻型客车在试生产淋雨试验时出现了前风窗部位左右上R角，左右下R角，A柱侧面及下横梁位置有水渗入车内现象，本文将利用4M1D方法阐述该车型前风窗出现漏雨的原因及改进策略。

1 4M1D方法概述

4M1D方法即人（man）、设备（machine）、来料（material）、方法（method）和设计（design）的简称，此方法是WCM（World Class Manufacturing）世界级制造管理模式[3]中QCS模块的主要分析改进工具。其中人的问题利用TWTTP（The Way To Teach People指导员工方法）和HERCA（Human Error Root Cause Analyse人为错误根本原因分析）[4]等工具找出人为问题的根本原因并采取对应措施；对于设备类（包含了工装）问题通过设备改善7步法进行分析改进；来料问题则是采用来料8步法改进控制；方法类问题通过工艺修改改善；设计类问题则是主要通过产品结构设计修改改进。

2 利用4M1D方法分析前风窗漏雨的主要因素

某轻型客车试生产过程中淋雨试验出现前风窗漏雨主要因素利用4M1D分析如附图一所示（本文仅将有影响的因素做了说明，经过排查无影响的因素未列出）。其中人的原因主要有前顶与前门框搭接部位以及前门框与前风窗下横梁配合位置因胶未涂到位密封性不足造成漏水；前风窗型面变形未 校正到位导致玻璃与其型面配合存在缝隙漏水。设备的原因主要有前风窗玻璃胶涂胶设备胶型位置偏差造成胶与车身前风窗型面配合不到位造成漏水。来料的主要因素有前风窗玻璃型面偏差导致与车身前风窗型面配合不良漏水。方法的主要因素有前顶盖与前风窗位置涂装涂胶采用排刷胶容易出现胶砂眼；总装装配前风窗时固定用绑带受力面偏小，玻璃固定贴合不易保证；前档玻璃胶型对接接口位于下侧，被仪表板遮挡无法刮服帖，导致存在缝隙进水。设计的主要因素有前顶与前门框搭接部位存在台阶面和缝隙；前门框与前风窗下横梁搭接部位左右各存在1.5 mm左右台阶面和5 mm左右缝隙；前风窗下装饰板固定孔多增加进水风险。

图1 4M1D分析前风窗漏雨因素

3 结合4M1D方法采取应对策略解决前风窗漏雨问题

3.1 人为因素问题改进方法

某轻型客车车型淋雨试验时前风窗漏雨的主要人为因素是前顶与前门框搭接部位涂胶不到位和前风窗型面变形未校正到位两个方面内容，其中涂胶操作工熟知操作规范要求，但是存在刷胶过快时有刷不到位现象且自查未能有效发现，通过对涂胶操作过程要求特别是刷胶速度再次规范培训，同时增加胶烘干后工序检查防止出现胶砂眼车辆流出涂装。针对前风窗型面变形未校正到位问题利用TWTTP工具分析如下表1所示。操作工对于本岗位的操作内容要求、判断标准等内容均熟悉；再结合观察现场作业过程并利用HERCA分析见表2，其中前风窗校正工序操作流程如下：操作工所使用的检具完全依靠人工从线边拿取后放置于车身上，操作工将变形区域标识出来，然后将检具放回原处，接下来对变形区域校正后再从线边将检具拿回复核，如有超差部位还需重复上述动作，这样的操作过程增加了工人的劳动强度，容易造成疲劳而疏忽遗忘某些部位校正。改进方案是将前风窗检具用平衡器吊在操作工校正工位上方的侧面，操作工需要检具时直接从旁边拉过来即可，减轻了工作量和拿取检具的工时，操作工有更多的时间用于检查和校正，防止漏校正。另外出现前风窗型面变形的部位主要是点焊过程人工点焊焊钳磕碰变形，为此将人工点焊改为机器人点焊，极大地减少了变形点。

表1 TWTTP分析前风窗型面变形未校正问题

表2 HERCA分析前风窗型面变形未校正问题

3.2 设备问题改进方案

针对此车型前风窗漏雨问题设备原因主要是前风窗玻璃涂胶设备运行轨迹在4个R角部位不合理导致胶倒伏，装配后R角部位出现缝隙造成淋雨进水，采用设备改善7步法予以分析改进，见表3。最终采取的主要措施是将涂胶设备运行轨迹在R角部位由原来的小R弧度改为了较大R弧，同时玻璃与胶嘴之间夹角也由90°调整为88°左右，有效改进了胶倒伏问题。

表3 设备7步法分析改进前风窗玻璃胶轨迹偏差问题

3.3 来料因素改进措施

该车型前风窗漏雨的来料因素主要是前风窗玻璃存在面差，利用来料八步法改进步骤如下，见附表4。前风窗玻璃在制件得到全面核查处置，找到根本原因并通过模具修改得到有效改进，并通过零缺陷条件的建立做到持续控制。

表4 来料问题八步法改进前风窗玻璃型面偏差问题

3.4 方法因素改进措施

方法类问题改进主要有调整优化工艺流程、工艺参数、工艺方案，增加辅助工艺装备等措施。此车型前风窗漏雨的方法原因主要有以下三个方面：

（1）涂装对于搭接缝部位采用刷胶方式易产生胶刷薄烘烤后导致胶出现孔洞漏水，采取工艺改进措施为将刷胶改为刮板逆向向搭接缝刮胶，能够有效填充搭接部位缝隙。同时在焊装拼焊时在前顶与前门框，搭接点焊配合部位增加点焊密封胶，这样与涂装外侧胶行成双道密封，提升了防水保险系数。对前门框与前风窗下横梁搭接部位由于结构局限不能点焊只能采用CO2焊固定，则在搭接缝外侧黏贴胶片同时涂装在胶片边缘再涂一道密封胶。

（2）总装前风窗玻璃装配固定用绑带原有两侧固定长度为30 cm左右，出现玻璃与车身型面局部未压服贴胶固化后有缝隙而漏水，改进方案则是将两侧紧固件加长到50 cm，提升压紧力使得玻璃胶与前风窗型面紧密粘接。

（3）针对前风窗玻璃胶搭接部位由于原工艺定于下部，胶对接接口区域被仪表板遮挡相应空间太小无法用工具将搭接胶抹平顺导致接口部位存在缝隙，淋雨试验时水从胶对接缝隙处流入到仪表板区域从而进入车内驾驶室。此处将玻璃胶对接接口部位改在了右侧A柱中间位置，前风窗玻璃装配后非常方便人员利用工具将对接部位胶刮平顺使得胶对接接口无缝对接，淋雨试验时水不再从胶接口处流入车内。

3.5 设计类因素改进策略

设计类因素主要有设计错误，设计结构不合理等方面问 题，主要通过变更产品设计结构或增加工艺方法予以改进。该车型前风窗漏雨问题与设计有关的主要因素有前风窗上下左右四个R角区域相应门框与前顶，门框与前风窗下横搭接点焊部位分别存在约5 mm宽1.5 mm高的台阶缝隙，当前风窗玻璃装配后这几个台阶缝区域极易形成胶眼，造成淋雨时水从这几处进入车内。由于车身结构已定型不便修改，于是采用工艺方案进行弥补设计不足，此四处台阶缝区域在总装装配玻璃之前先分别涂一道胶（见图2），利用胶填平台阶缝。

图2 前顶盖与门框搭R角区域改进前后对比图（门框与前风窗下横梁左右下R角部位进行了类似改进）

另一设计因素是前风窗下装饰板固定孔偏多，导致淋雨试验时出现雨水从这些孔进入车内，设计改进方案是取消了几个辅助工艺孔（由21个减少到17个），同时将焊装用的定位工艺孔在总装用胶片封堵（4个），其余装配前风窗下装饰板的孔将孔径缩小（直径分别减少0.4 mm）使得固定卡座与 孔紧密配合提升防水性能。

4 后续改进建议

该车型前风窗淋雨漏雨问题通过上述从4M1D几个方面进行改进后得到了有效改进，结合此次改进过程，对于后续进行新车型开发时可以分析考虑前风窗部位从以下几个方面进行优化从本质上提升防水性能。

（1）将前风窗外侧结构由分体式零件拼装而成改为单个整体式冲压件，有利于减少外侧拼接缝。

（2）将前风窗外侧冲压铁件拼缝部位由点焊焊接工艺改为激光焊，提升焊缝的密封性能。

（3）尽量不采用前风窗下装饰板结构，直接由冲压铁件造型。如确实需要采用装饰件装配，尽量减少装配孔，同时将装配孔尽可能设计在Ⅹ向或Y向平面上，要减少Z向平面上的装配孔，因Z平面容易储水增加雨水进入车内的风险。

5 结语

本文利用4M1D方法对某轻型客车试生产阶段淋雨试验 出现前风窗漏雨问题进行了深入分析，从人工控制、工装设备、零部件质量、焊接工艺、涂装工艺、总装装配工艺，以及产品设计等方面采取有力措施取得了有效的成果。同时4M1D分析改进方法也为解决汽车生产制造过程出现的其他问题提供借鉴意义。