基于测量系统分析（MSA）对汽车某车型加油口盖总成检具设计方案优化研究

韦永寅

基于测量系统分析（MSA）对汽车某车型加油口盖总成检具设计方案优化研究

韦永寅

（柳州柳新汽车冲压件有限公司，广西 柳州 545005）

为对产品尺寸品质进行有效控制，论文对产品的检具测量系统进行分析及改进，保证测量结果的准确性及稳定性，为产品质量保证及提升提供有效的数据基础。

尺寸控制；检具；测量系统分析；改进

前言

对于白车身尺寸精度控制的测量技术，汽车专用检具仍起着非常重要的作用，特别是在供应商处生产的分总成部件，主要是应用专用检具进行尺寸精度测量及控制。随着汽车质量控制要求不断提升，对测量系统的精度及准确性要求就更高，对测量系统的分析及改进逐步成为不缺少的环节，这样才能使产品尺寸的测量值更加接近真实值，便于产品质量优化及提升。本文对某车型加油口盖总成检具测量系统进行分析，阐述检具测量系统分析、存在问题及改进方案。

1 背景：某车型加油口盖总成测量数据波动大

某车型加油口盖数据，不同测量员偏差不一致，面差极差范围：0.3 mm～0.9 mm，间隙极差范围：0.3 mm～0.8 mm。加油盖总成尺寸精度数据获取不准确，对产品质量提升影响大。产品公差带为1.0 mm，波动范围已占公差带的60%以上，说明测量过程很不稳定或测量系统能力不足，当测量系统能力不足时，测量与检验的品质会较差[1]，需开展解析与改进，提升测量数据准确性。

2 测量系统初步分析及确认

由于测量系统测量数据波动比较大，为确保测量数据的准确性，运用测量系统分析技术（MSA）进行分析。测量系统分析步骤如下：

（1）确认测量系统组成，涉及系统的所有要素：测量员、加油口盖总成检具、面差表、间隙尺、被测量加油口盖总成。

（2）测量系统分析特性选取及确认：根据实际情况，由于不同的人员需要使用该检具，故开展重复性及再现性分析[2]。

表1 某车型加油口盖总成测量数据

测点公差/mm面差极差间隙极差 1±0.50.70.8 2±0.50.40.6 3±0.50.30.3 4±0.50.60.6 5±0.50.80.6 6±0.50.80.8 7±0.50.80.6 8±0.50.90.6

（3）为保证测量数据准确，确认分析方法：选择3名测量员，在不知情的情况下利用校准合格的量具对随机抽取的10个样品进行盲测，每名测量员对同一样品的同一特性重复测量3次，而且他们之间不能看到彼此的结果[2]。

初步的测量结果及分析见表2。

表2 测量结果及分析

评价人试验次数/零件号12345678910 A1−0.40−0.60−0.50−0.50−0.60−0.70−0.60−0.70−0.90−0.40 2−0.50−0.70−0.50−0.50−0.60−0.60−0.60−0.70−1.00−0.40 3−0.50−0.70−0.40−0.50−0.50−0.70−0.50−0.60−0.90−0.40 B1−0.50−0.70−0.50−0.30−0.60−0.70−0.50−0.40−0.80−0.80 2−0.50−0.70−0.70−1.00−0.50−0.70−0.50−0.60−0.90−0.40 3−0.50−0.70−0.20−0.30−0.50−0.70−0.50−0.60−0.80−0.30 C1−0.50−0.70−0.50−0.50−0.50−0.60−0.50−0.60−0.80−0.30 2−0.50−0.70−0.50−0.50−0.60−0.60−0.50−0.60−0.80−0.30 3−0.50−0.60−0.40−0.50−0.60−0.60−0.60−0.60−0.90−0.30

将测量结果根据测量系统分析手册[2]解析方法得出以下结果：

（1）重复性－设备变差（）：%EV=100×（）=100×（0.067/0.162）=41.4%，占比很大，说明检具系统本身的变差大，需进行解析及改进[2]。

（2）再现性－测量人变差（）：%AV=100×（）=100×（0.0.012/0.162）=7.7%，占比很小，说明人员的影响比较小。

（3）重复性及再现性：%R&R=100×（R%R）=100×（0.068/0.162）=42.1%>30%，测量系统不可接受，需进行解析及改进[2]。

（4）有效分辨率=1.41×（）=1.41×（0.147/0.068）=3.04<5，分辨力不足[2]。

3 检具测量系统分析及改进

3.1 分辨力不足的改进

表3 分辨力不足的改进

测量仪器分辨力要求实际应用改进方案 小于公差带的十分之一（公差为1.0，即小于0.1）面差表显示是两位小时，测量员为了方便填写数据及提升效率，只读1位读取两位小数，确保有足够的分辨力

3.2 检具测量系统分析

使用同样的方法，对测点4的间隙重复性和再现性分析，%EV=61.0%，同样说明检具测量系统变差很大。

测量系统变差大，而再现性比较小，重点对检具系统进行分析，一般检具的定位系统对测量结果影响很大，取决于定位系统的好坏，重点策定位策略进行解析。

对检具测量系统增加定位后，测量结果及分析如表4。

将测量结果根据测量系统分析手册[1]解析方法得出以下结果：

（1）重复性－设备变差：%EV=100×（）=100×（0.037/0.493）=7.5%，占比大大降低，检具本身的变差小，改进方案取得较好的效果。

图1 改进方案

表4 测量结果及分析

评价人试验次数12345678910 A1−0.20−0.29−0.22−0.85−0.480.73−0.53−0.70−0.43−0.03 2−0.16−0.20−0.19−0.88−0.530.73−0.50−0.63−0.37−0.09 3−0.26−0.24−0.22−0.86−0.520.75−0.46−0.67−0.41−0.03 B1−0.26−0.26−0.24−0.81−0.520.74−0.41−0.60−0.40−0.12 2−0.29−0.32−0.19−0.80−0.480.89−0.40−0.47−0.37−0.08 3−0.22−0.28−0.21−0.80−0.530.74−0.51−0.59−0.38−0.05 C1−0.28−0.27−0.22−0.91−0.570.54−0.44−0.65−0.40−0.11 2−0.22−0.29−0.26−0.92−0.590.61−0.50−0.69−0.42−0.13 3−0.27−0.22−0.24−0.90−0.650.58−0.53−0.62−0.39−0.09

（2）再现性－测量人变差：%AV=100×（）=100×（0.031/0.493）=6.3%，与改进前结果基本一致，说明人员的影响比较小。

（3）重复性及再现性：%R&R=100×（R%R/）=100×（0.048/0.493）=9.8%<10%，变差大大降低，测量系统可接受[1]。

（4）有效分辨率=1.41×（）=1.41×（0.491/0.048）=14.3>5，分辨力大幅度提升，可接受[1]。

4 总结及测量技术发展展望

通过对检具测量系统进行测量系统分析，对检具的定位系统进行改进，有效减少测量过程中的变差，为产品测量数据的有效性提供测量系统保证。检测是机械制造的“眼睛”[3]，若测量系统的能力不足，那就无法起到探测不良的作用。测量系统分析及改进对产品尺寸控制起着重要作用，需要在品质控制中重视测量系统分析运用，为产品质量提升提供有效的数据基础。

随着扫描、三坐标测量等高效测量技术的发展，以后会更多地运用到品质控制当中，但对测量系统的分析及改进仍然需要进一步研究及应用，以保证测量系统满足更高的品质控制需求。

[1] 李友铮.品质管理-整合性思维[M].北京:经济管理出版社,2014.

[2] Michael Down,Frederick Czubak,Gregory Gruska,etc.Measurement Systems Analysis[M].4th ed.[S.I.]:[s.n.],2010.

[3] 李舒燕.公差与配合[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2007.

Based on the Measurement System Analysis (MSA) to Optimize the Design Scheme of the Fuel Filler Cap Assembly Inspection Tool of a Certain Automobile Model

WEI Yongyin

( Liuzhou Liuxin Auto Stamping Co., Ltd., Guangxi Liuzhou 545005 )

In order to effectively control the product size of the products, analyze and improve the measurement system of the checking fixture, ensure the accuracy and stability of the measurement results, and provide effective data basis for product quality assurance and improvement.

Dimension control; Inspection tool; Measurement system analysis;Improvement

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.021.026

U463

A

1671-7988(2021)21-104-03

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韦永寅（1986.07—），工程师，就职于柳州柳新汽车冲压件有限公司，主要研究方向为尺寸工程、计量、质量管理。