鋼鐵和汽車新排版渡部弘行[共71頁]

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1、鋼 鐵 和 汽 車 * 渡部弘行 著 趙 景華 譯 前言 一九九四年，讀了一本使我很受振動的書。這是一本由馬理安凱勒所著《碰撞》（鈴木主稅譯草思社出版），描寫世界三大汽車公司苦惱的書。書中，特別引起筆者興趣的是關于制造中的苦惱。 一般人認為，由于工業(yè)技術的發(fā)展，有關制造品質(zhì)的苦惱已經(jīng)被克服。特別是有人堅信，優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品會從工業(yè)先進國家采用電子計算機和機器人等進行嚴密控制的先進自動化生產(chǎn)系統(tǒng)（生產(chǎn)線）一個接一個被制造出來。對于這一點，筆者多少抱有不同意見。機器人、電子計算機決不是具有魔法的技術，只不過是單純的工具。當時德國大眾的自動化率超過了日本的汽車廠家，建成

2、了最先進的工廠。因為聽到此消息時，筆者就考慮如何開發(fā)「制造品質(zhì)的維持技術」，并且能不能融入到如此的自動化中去，或許將來會成為重大的問題。筆者從事了三十多年的汽車車身制造技術工作，遇到了很多困難，為向那些困難挑戰(zhàn)，進行了各種技術開發(fā)。用機器人簡單地代替優(yōu)秀的工人，特別在車身制造領域，將會被卷入重大的誤區(qū)。 在汽車車身制造領域，雖說生產(chǎn)設備完善能夠造出品質(zhì)優(yōu)良的產(chǎn)品，但不保證以后也繼續(xù)造出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。汽車車身是利用生產(chǎn)工裝加工出來的。具體地說，就是通過鋼鐵和鋼鐵的摩擦而加工出來的。因此，必須經(jīng)常解決工裝的磨損問題。優(yōu)秀的工人能夠感到生產(chǎn)工裝的微妙變化，在未出現(xiàn)不良品之前，對生產(chǎn)工裝進行維修。但是，

3、機器人不具備這種能力。機器人只是按著給予的作業(yè)指示進行工作。 汽車車身是由幾百個部件所構成的。主要部件也有八十到一百件。如將它們分別按工序排列，得編織成上千道工序加工成車身。再者，從各個工裝所承擔的加工部位數(shù)算，要超過幾千點。由于進行生產(chǎn)，幾千個部位一起開始磨損。而且，磨損在所有的部位并不一樣，正因如此，最終結果非常不好。 在微妙變化集中的基礎上完成一臺車身。如果微妙變化超過某一極限，就會出不良品。產(chǎn)品的制造靠兩條腿支撐，一是[開發(fā)技術]、二是[制造技術]。開發(fā)技術的難點是[造就與眾不同]，即[包裝出魅力]。制造技術的難點是[造就一樣]。即使是同樣的技術，造就出來的產(chǎn)品也各有差異。還有一個

4、重要的問題是[造出既多又同樣的]技術，即造就在量產(chǎn)中的品質(zhì)。 那么，現(xiàn)在讓我們把目光轉(zhuǎn)向日本的制造業(yè)。在制造技術方面也開始有令人擔心的問題，即[日本到了失去技術的時代]。 隨著日本經(jīng)濟的高速發(fā)展，出現(xiàn)了泡沫現(xiàn)象，就制造技術而言也是一樣。那就是用金錢買技術解決問題，這種風氣很盛。 特別是汽車生產(chǎn)的加工設備，在推進自動化的過程中拋棄了人所具有的固有技術。其結果，在量產(chǎn)加工中，為了造就品質(zhì)并保持下去，需要巨大的投資。因此，許多產(chǎn)品在價格競爭中落敗。而且，產(chǎn)品本身一旦出了問題不是修理只能更換。 [制造技術]是與[修理技術]相關的?，F(xiàn)今，拋棄了制造技術的培育，而轉(zhuǎn)換為“買”（自動化），也不培育修

5、理技術，只能靠買進行更換。對如此現(xiàn)狀，筆者懷有深刻的危機感。 本書主要論述在汽車車身制造技術中，量產(chǎn)加工中品質(zhì)管理的關鍵，即[制造品質(zhì)的維持技術]（維護技術）以及起最重要作用的「加工基準」、「加工公差」以及「檢具」為中心的各種技術。在其它的產(chǎn)品制造領域也有與車身制造相通的技術，也許對從事其它制造業(yè)的人們有一定的參考作用。本書又一次站到了產(chǎn)品制造的原點，即制造技術的理想狀態(tài)是什么？并能夠以此為契機引起人們的思考。 本書的一章至三章主要論述制造技術中的問題和要點，四章至五章論述品質(zhì)維持技術的要點，最后的第六章論述今后的制造技術的理想狀態(tài)。在文章的末尾舉出制造品質(zhì)技術中的具體典型事例以供參考。

6、 目次 1章 制造業(yè)的恐慌 先進工業(yè)國制造中的苦惱 汽車廠家的苦惱 設備廠家制造不良 汽車廠家的核心是制造技術 制造和組織 被拋棄的技術 汽車生產(chǎn)的利益核心 工具和設備的區(qū)別 自動化的陷阱 黑盒子化和繼承 制造不同和制造相同 制造技術的成長條件 使用電子計算機？還是被使用？ CAD 電子計算機和業(yè)務水平 2章 汽車車身和材料 汽車車身材料 汽車制造技術的培育 汽車部件的精度 白車身是一個部件 飛機機身和汽車車身的區(qū)別 白車身的焊裝流程 車身的育成和加工基準公差 板金加工工裝的作用 全是錯誤的自動化設備 3章 汽車車身和設計 汽車制

7、造技術的平衡 造就品質(zhì)的系統(tǒng) 增設生產(chǎn)線給我們的啟示 不良的內(nèi)容是問題 培育和管理不同 簡單化最重要 易讀錯的CAD圖紙 圖省事的CAD應用 CAD設計的審核體制 三維數(shù)據(jù)匣子 圖紙的領域和實物的領域 無重力和有重力領域 4章 什么是加工基準 加工基準和房子 加工基準的作用 順序沖裁和加工基準 加工基準的重要性 基本的不同---加工基準 基本的不同產(chǎn)生的無效 板金部件是活的 部件的規(guī)格內(nèi)管理 加工基準設在哪里都可以？ 從圖紙數(shù)據(jù)到物的數(shù)據(jù) 工裝設計和調(diào)試 5章 什么是加工公差？ 公差 工序和

8、加工公差 產(chǎn)品品質(zhì)規(guī)格 接合面的精度保證 加工公差不一樣？--------機械加工部件和板金加工部件的差異 --------軟體件和硬體件的差異 --------加工公差和裝配公差的差異 6章 部件成育和檢具 部件的素性和檢具 檢查系統(tǒng) 檢具的使用方法 專用檢具的目的 專用檢具和三坐標測量機 三坐標測量機和固定夾具 三坐標測量機的使用方法 必

9、要的數(shù)據(jù)和三坐標測量機 造就品質(zhì)和檢具的標準化 7章 量產(chǎn)加工的關鍵 量產(chǎn)加工工裝及其管理 量產(chǎn)中的品質(zhì)管理 重新看待自動化 為什么需要維修技術？ 品質(zhì)維持技術是關鍵 管理技術的育成 量產(chǎn)車身的品質(zhì)管理要領 8章 今后的汽車車身制造 今后的汽車產(chǎn)業(yè) 今后的生產(chǎn)線 數(shù)據(jù)化不是魔術 圣經(jīng)和手冊 人才培養(yǎng)和工作效率 阻礙改革的因素 參考資料 1. 部件加工基準 部件加工基準設定手冊 基準面/基準孔 加工基準的設定方法 事例1基準事例/事例2

10、支撐基準的理想狀態(tài)/事例3工序間的夾具/事例4檢具間 基礎數(shù)據(jù)庫的一元化保證 2. 總成夾具 板金件焊裝夾具制造時的精度保證 夾具的結構 事例-1/事例-2/事例-3事例-4 1章 制造業(yè)的恐慌 先進工業(yè)國制造中的苦惱 不言而喻，工業(yè)產(chǎn)品最重要的是[品質(zhì)和成本]?，F(xiàn)今，為了躲避日圓升值、降低成本，日本的很多企業(yè)將工廠移到了海外。那時，讓很多企業(yè)苦惱的是成本和品質(zhì)不能平衡。 一般的情況是，在海外生產(chǎn)由于支付的工資低，可以使加工成本大幅度降低，但品質(zhì)也下降。其中，最大的問題是品質(zhì)不穩(wěn)定。造一個或幾個樣件，品質(zhì)還不錯，但造出幾萬或幾百萬個品質(zhì)穩(wěn)定的產(chǎn)品，那就相當困難了。因此，

11、移到海外生產(chǎn)，解決這個問題是關鍵。 另外，移到海外生產(chǎn)，是不是成本問題就解決了呢，那也未必。最近，隨著海外生產(chǎn)國的工資提高，出現(xiàn)了再向低工資國轉(zhuǎn)移的情況。提高海外生產(chǎn)國的 生活水平，提高工資也是必然的。所以，單純以工資的高低做比較判斷加工成本，向海外轉(zhuǎn)移的企業(yè)就像吉普賽人一樣不斷從一個國家轉(zhuǎn)移到另一個國家。 筆者認為，制造業(yè)想用這種方法解決問題，在制造技術上必須花費大力氣。為此，從產(chǎn)品的開發(fā)階段到生產(chǎn)中的品質(zhì)管理作為綜合技術，開發(fā)「數(shù)值控制品質(zhì)管理技術」今后將成為重要的課題。 采用數(shù)值控制品質(zhì)管理技術如果能實現(xiàn)低成本的自動化，進行品質(zhì)穩(wěn)定的控制，就可使「品質(zhì)和成本」始終保持平衡。 現(xiàn)今

12、的大多數(shù)制造業(yè)把技術革新主要放在產(chǎn)品開發(fā)階段的傾向比較嚴重，但實際上應追求的是包括量產(chǎn)加工在內(nèi)的技術革新。 亞洲和中南美是經(jīng)濟高速發(fā)展的地區(qū)。在這些地區(qū)的國家誕生了很多企業(yè)，并正在進行設備投資。 但是，這些國家所面臨的共同問題是，雖然廉價的勞動力多，但設備投資的資金不足。因而，想設備投資又拿不出大量的資金。日本企業(yè)想進入這些國家或地區(qū)的時候，日本的設備廠家提出方案的大多數(shù)是自動化程度較高的,而歐美廠家的大多數(shù)提出的是充分應用人所具有的技術竅門的方案。所以，據(jù)說日本廠家在競爭中敗下陣來。 今日的日本企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的大多數(shù)過于依靠自動化，事到如今，即使有手工制造指導的要求也不予指導。特別是設備

13、廠家，在設備調(diào)試等的培育階段還能進行指導，但因沒有實際生產(chǎn)的經(jīng)驗，如何很好地使用設備的經(jīng)驗不夠，也不會進行指導。 時至今日，相當發(fā)達的亞洲各國的企業(yè)甚至說在手工作業(yè)方面可以當日本人的老師。 從這一點看，日本的制造技術是否應站在產(chǎn)品制造的原點，重新予以思考。 汽車廠家的苦惱 現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的大多數(shù)是以金屬為主要材料制造的。其中，最有效且廣為采用的材料是鋼鐵。 船舶、鐵路、汽車、住宅、家電產(chǎn)品等等，可以說不勝枚舉，都是以鋼鐵為主要材料制造的。在這些產(chǎn)品中，離我們最近而又直接利用的產(chǎn)品之一就是汽車。汽車的最大特點是與小型產(chǎn)品一樣大量生產(chǎn)的產(chǎn)品。 汽車從亨利福特一世采用傳送帶式生產(chǎn)線使大

14、量生產(chǎn)成為可能，同時也能大幅度降低成本。因而，一度是特權階層才能擁有的汽車變成了大眾也能買得起的產(chǎn)品。 日本的汽車產(chǎn)業(yè)在品質(zhì)方面尤如獲得世界第一的疊紙一樣成長起來。品質(zhì)的提高及穩(wěn)定必須是工業(yè)技術的整體水平，即首要的是人的技能，以及材料、機器、工裝、管理技術等都一起提高才能達到。同時，在追求品質(zhì)提高的過程中，培養(yǎng)了眾多的優(yōu)秀技術人員，由此才造出了質(zhì)優(yōu)價廉的汽車。 但是，作為常用的工業(yè)產(chǎn)品---汽車也隨著大眾化，市場競爭越來越激烈。進而，更需要降低成本和提高品質(zhì)，制造方法也越來越向提高自動化率推進。當然，自動化的目的不僅是降低人工費，而且使品質(zhì)穩(wěn)定。一般的情況下，無論多么優(yōu)秀的技術工人干的活，

15、既然是人干的，多少會產(chǎn)生誤差。相反，用機械加工重復穩(wěn)定性高。 從這一點出發(fā)，汽車廠家一味地提高自動化率。在提高自動化的過程中采用最多的是機器人。提高自動化程度如果都只向好的方向發(fā)展沒問題，但自動化也有其本身的缺點。近些年來，不僅是日本的汽車廠家，歐美的汽車廠家在這方面也面臨很大問題。 也就是說，在制造同樣東西時很好，穩(wěn)定地造出合格的東西，但本來不好的東西也能穩(wěn)定地造出不好來。 特別是，自動化在初期階段的穩(wěn)定性很高，但在長期使用中如果管理不善，就會出現(xiàn)不良品。特別是汽車車身制造，靠鋼鐵和鋼鐵的相互摩擦加工產(chǎn)品，正因如此，防止設備工裝磨損產(chǎn)生不良品非常重要。 品質(zhì)培育技術雖然有很大進步，但

16、如果沒有穩(wěn)定品質(zhì)的技術，也不能進行工業(yè)產(chǎn)品的大量生產(chǎn)。本來，自動化的最大目的是使大量生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定。但是，令人啼笑皆非的是為維護產(chǎn)品品質(zhì)的手工維修量近些年反倒多起來?，F(xiàn)今，日美歐汽車廠家面臨的課題之一是，在自動化生產(chǎn)中如何防止不良品的出現(xiàn)。在開發(fā)階段成本核算時，往往沒有算上不良品手工修理的費用，而且如果一旦疏忽，不良品流入用戶的手中會失去用戶的信任，這一損失更加巨大，解決這一問題顯得更加重要。 設備廠家制造不良 最近，令人不可思議的是，在汽車的量產(chǎn)加工中，越是加工量大的設備越容易出不良品，自動化程度越高，不良品的產(chǎn)生率越高。生產(chǎn)設備的制造越是依賴設備廠家，投資額和不良品的發(fā)生率成

17、正比，上述的現(xiàn)象越嚴重。咋一看，似乎好像是矛盾的，但仔細想想，這是必然的。 一般，多在初期階段靠生產(chǎn)設備維持產(chǎn)品的品質(zhì)，進行充分的調(diào)試穩(wěn)定地生產(chǎn)出合格品。但是，經(jīng)過一年、二年的使用，不良品的發(fā)生率開始多起來，手工的維修量增加，這是必然的現(xiàn)象。 也就說，生產(chǎn)設備經(jīng)過使用各個活動部件和產(chǎn)品的支撐部位產(chǎn)生磨損和松動，經(jīng)過多道工序的積累，出現(xiàn)不穩(wěn)定，開始產(chǎn)生不良品。開始產(chǎn)生不良品事先也知道，但現(xiàn)狀是使用中的設備維修和管理的大多工作由工廠自主進行，實際上什么也沒干，確切地說什么也干不了。 問題是在管理，即使對故障能進行修理和更換破損件，但對品質(zhì)變化的精度調(diào)整并不能容易做到。并且，自動化程度越高精度

18、調(diào)整越困難，問題越嚴重。 生產(chǎn)設備主要由定尺寸的工具（夾具）、加工工具（焊鉗、機器人）和吊具（物流）構成。其中，加工工具和吊具幾乎都是通用件構成的，設備廠家對每一部件進行耐久性和性能試驗，并保證達到一定水平。問題是在夾具上。夾具是按每一加工對像制造的專用工具，不可能對每一部件做耐久性（保持精度）的任何試驗，也做不出什么保證。充其量只作表面淬火的處理。因而，夾具性能下降的原因，用具體的數(shù)值是弄不清楚的。關鍵的部位似乎一樣，但變化的傾向卻不一樣。 本來，生產(chǎn)設備的核心任務是保證產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定。不能容易地保證產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定的生產(chǎn)設備對生產(chǎn)工廠毫無用處，只不過是一堆破爛。 那么，為什么專門的設備廠

19、家不能很好地造出保證產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定的設備呢？其最大的原因是設備廠家不了解實際生產(chǎn)現(xiàn)場的正確情報。 設備廠家只不過是在設備調(diào)試時體驗一下造就品質(zhì)，又往往只是做些將粘糕做成湯圓（實物吻合）的工作。因只能做到這個水平，在設備設計時考慮不到品質(zhì)維持這一步。當然對工廠即對使用者不可能事先提供維持品質(zhì)的情報。 一般的商品都對用戶提供使用上的保證，或同使用說明書一起清楚地說明維修要領?？墒牵嘿F的生產(chǎn)設備卻沒有。這是很大的錯誤。 就生產(chǎn)設備而言，應由從事生產(chǎn)加工的廠家確定品質(zhì)維持的規(guī)格和結構等參數(shù)，甚至自己設計，制造可以外委。 特別是，企業(yè)情況不同，設備的規(guī)格也不同，外邊的設備廠家不了解這種情況。

20、處于日圓超升值的狀況下，經(jīng)營好的企業(yè)無一例外地確立了自己獨立的制造技術。 汽車廠家的核心是制造技術 從發(fā)展中國家的KD生產(chǎn)的例子可知，汽車生產(chǎn)廠家沒有開發(fā)技術也能進行汽車生產(chǎn)。先是與某汽車廠家進行合作，從總裝和車身焊裝開始，然后再進行沖壓加工和分焊等。 省去開發(fā)技術部門，從與制造相關的業(yè)務開始，像這樣的汽車廠家也不能說它不是汽車廠家。另外，從技術方面看，部件的研究開發(fā)在市場上有其它廠家的樣件可以參考，開發(fā)（設計）自己的部件。就部件而言，只要有某種水平的仿造技術就可以。 可是，在制造技術方面，即使購進零部件或解體也未必能弄懂。即使有幾種制造方法，因各企業(yè)的規(guī)模及環(huán)境條件等不同，即使知

21、道制造方法也不能完全照搬照套。 因此，關于制造技術，各企業(yè)應采用最符合本企業(yè)的設備工裝并確立技術力量。所以制造技術以生產(chǎn)廠家獨自開發(fā)為主。生產(chǎn)廠家簡單地將生產(chǎn)設備、工裝發(fā)包給設備制造廠家，不可能制造出最符合該企業(yè)的設備。特別是，車身焊裝的基本設備布置、工裝的設想和加工方法等委托給他人，在加工成本、品質(zhì)維持上只能是失敗。能保證連續(xù)地大量生產(chǎn)品質(zhì)均一產(chǎn)品是關鍵，因此僅僅設備工裝精良并不一定生產(chǎn)出好產(chǎn)品，必須確立包括品質(zhì)成本在內(nèi)的總的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。如此看來，即使是同樣稱技術，開發(fā)技術從某種意義上稱[可以買的技術]，而制造技術無論從哪個角度說可稱作[培育的技術]。 用金錢買來的東西往往容易失去，通

22、過自己努力掌握的東西不容易失去，所以自己獨立培育的技術非常重要。不能做到這一點，不可能有汽車廠家真正的自立。 制造和組織 汽車是約兩萬個零部件構成的產(chǎn)品，從事汽車制造的也有幾十萬人，僅是進行裝配加工的主機廠也有幾萬人。既然由如此多的人從事的事業(yè)，就必須有領導和運作的組織。 一般在人員少的情況下，每個人自然地成為多面手，在以生產(chǎn)為中心的廣范圍內(nèi)工作，但隨著企業(yè)規(guī)模的擴大，本是很有功能的組織也變成了領導優(yōu)先的組織，實際的業(yè)務范圍縮小，即成了為管理者的管理組織。因而，原則上量才適用地分配人員，但組織組建優(yōu)先，有的生產(chǎn)業(yè)務也被編入某組織中。結果，各部門間的扯皮給生產(chǎn)帶來很大障礙。 制造業(yè)的

23、組織建立應在充分考慮如何有利于生產(chǎn)的基礎上，建立與企業(yè)相適應的有效的組織。大企業(yè)按項目開展工作，有很好的效果。不是這樣的企業(yè)組織很難進行有效的正確的生產(chǎn)。在這點上，這次克萊斯勒的業(yè)務體制改革（以縮短開發(fā)時間和降低開發(fā)成本為主體、包括裁員的業(yè)務體制改革）可以說是在制造產(chǎn)品上走向正確方向的一個例子。 現(xiàn)今，很多企業(yè)、廠家進行裁員，希望能把它作為對生產(chǎn)有利的組織革新的契機。 被拋棄的技術 汽車廠家為了生存不斷地進行著生產(chǎn)技術的革新。其中，被認為最先進行技術革新的廠家有克萊斯勒。據(jù)說，通過開發(fā)業(yè)務的革新可以大幅度降低開發(fā)成本和縮短開發(fā)周期。 雖然這么說，但關于制造技術的問題不可能通過革新全

24、部解決?？巳R斯勒公司在開發(fā)階段的各種業(yè)務及技術的提高方面確實取得了一定的成果。但是，有人說采用新技術造出的產(chǎn)品品質(zhì)水平同日本的汽車廠家造出的試制車水平相當。原諒筆者的坦率，我也認為確實如此。 那是因為克萊斯勒的這次技術革新的大部分工作放在了量產(chǎn)開始前的開發(fā)技術和業(yè)務，在穩(wěn)定量產(chǎn)品質(zhì)上還是老系統(tǒng)幾乎沒什么改善。造就量產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品的品質(zhì)穩(wěn)定，新制造技術是兩個車輪中的一個。 在改革中包括克萊斯勒公司在內(nèi)的大多數(shù)汽車廠家還沒有確立[被拋棄的技術]即量產(chǎn)管理技術（品質(zhì)維持），仍然每天被不良品所困擾。不對被拋棄的技術進行改善，就不能說作到了制造技術的真正革新。 汽車生產(chǎn)的利益核心 如圖1所示，工

25、業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)生利益是在調(diào)試結束量產(chǎn)后到該產(chǎn)品的生產(chǎn)終止（圖中2的部分）。此間，如果發(fā)生產(chǎn)品的大量手工維修，就不能獲得利益。 在開發(fā)階段（圖中1的部分），桌面的成本計算不會算上量產(chǎn)加工時發(fā)生的手工維修費用。只不過是投入量產(chǎn)時的成本。 因而，在開發(fā)準備階段只考慮如何能造出合格件進行生產(chǎn)準備是不行的。重要的是應該考慮一經(jīng)造出合格件怎么能繼續(xù)保持下去。 因此，對[產(chǎn)品培育的關鍵]而言，比縮短時間、精度培育業(yè)務的合理化更重要的是容易進行量產(chǎn)管理。即不僅僅是匹配精度，更重要的是考慮如何[防止誤差]（品質(zhì)不穩(wěn)定）的培育。 生產(chǎn)設備（工裝）能保證量產(chǎn)加工時的品質(zhì)穩(wěn)定是最重要的。在汽車車身制造領域，時至今日

26、主要采用[符合樣件]培育品質(zhì)的方法，但這不是[數(shù)值控制]培育品質(zhì)的方法，一旦工裝設備磨損，部件開始產(chǎn)生變化，就找不到復原值了。因此，維修時不知如何復原，事實上不可能復原。 鑒于上述情況，為維持量產(chǎn)的品質(zhì)，需要建立容易[數(shù)值控制]的系統(tǒng)。這就是本書要說明的容易[數(shù)值控制]的部件加工基準設定方法。采用這種方法可以消除量產(chǎn)加工的不良品。 圖1.汽車制造的順序 產(chǎn)品規(guī)劃 造型/設計 生產(chǎn)技術/工裝制造 工廠生產(chǎn) 紙面育成 現(xiàn)場育成 量產(chǎn) 現(xiàn)場育成 部件 （工裝調(diào)試） 規(guī)格范圍 第一輛 工裝維護 品質(zhì)維持 第萬輛 1.造 就 產(chǎn) 品 功

27、能 和 產(chǎn) 品 品 質(zhì) 2.產(chǎn) 品 品 質(zhì) 維 持 紙面上育成 工裝和設備的區(qū)別 今日的工業(yè)產(chǎn)品（儀器）幾乎都是無維修保養(yǎng)的。特別是高科技領域，由于產(chǎn)品的精良，無維修保養(yǎng)的很多。無維修保養(yǎng)這是當然的，我們可以接受。 以家電產(chǎn)品為例，很早以前有諸如[加潤滑油]等關于維修保養(yǎng)的說明?？墒牵袢盏募译?，電機基本不壞，機械部分改換成了電子部件等，很少出現(xiàn)故障。即使出現(xiàn)故障也不修理，只是更換部件。或者還未到使用壽命又買新產(chǎn)品替換等，甚至連產(chǎn)品真正的壽命也不知道。 可是，同樣是“機械”，像家電等一般儀器類和制造產(chǎn)品的制造機器有很大的區(qū)別。不定期維修保養(yǎng)，制造機器就會造出不良品。 即，制造

28、機器主要由 ① 工作機器部分（設備部） ② 加工工裝部分（工具部） 構成的。其中，工作機器部分多是用通用的總成和部件制造，按各個使用狀態(tài)可以保證壽命的標準件比較多，幾乎接近于無維修保養(yǎng)狀態(tài)，可按家電一樣對待。 可是，工裝部分的大多數(shù)是一個一個做出來的，必須保持按各自規(guī)定的極限精度，不可以省略維修保養(yǎng)。因此，工裝加工部位一般按加工數(shù)量對維修有規(guī)定。在明白了有區(qū)別這一點后，必須對加工工裝進行管理。 自動化的陷阱 無知地以“自動化而自豪”，導致量產(chǎn)時出現(xiàn)的大量不良品和提高成本而苦惱。這個問題是由于在做生產(chǎn)設備計劃時眼光短淺，紙上談兵造成的。 為不落后于其它廠家使設備技術進一步提高、

29、為消除現(xiàn)有設備的缺點、為建造世界一流的工廠等等為由，構想新系統(tǒng)。其結果，總是產(chǎn)生燒荒式（廢掉所有舊設備，采用新設備）的生產(chǎn)設備（不包括一部分機器人）。當然，相當于從零開始，設備投資也龐大。我想應該回到基本點去考慮這個問題。 譬如，焊接自動化設備能不能真的做到標準化、通用化？如果標準化，會產(chǎn)生什么問題？對這些問題是否認真地考慮過了？遺留的疑問很多。 搞標準化、通用化要充分考慮以下幾個問題，即①什么是落后技術？②失去哪些靈活性？③真地認為機器人是萬能選手？如果不重新認真地考慮這些問題，不能得到正確的量產(chǎn)品質(zhì)和成本。特別是在控制制造品質(zhì)和成本的平衡時，重要的是消除品質(zhì)的不穩(wěn)定。為確保品質(zhì)穩(wěn)定的一

30、個好辦法就是標準化。 從白車身（涂裝前的車身）的狀況看，時至今日的幾十年間基本上沒什么變化的項目很多。 材 料-------鋼板為主體 設 計 結 構-------分塊構成單位的確立 焊 裝 工 序-------按一定設計結構 品 質(zhì) 水 平-------產(chǎn)品規(guī)格幾乎沒變化 制 造 工 裝-------一樣（模具、夾具、檢具） 加 工 工 藝--------一樣（點焊） 主要的制造條件沒有發(fā)生變化，卻以新車型為理由，燒荒式地進行設備投資，那不是太奇怪了。這種無效的投資每一車型就需要幾億—幾十億日圓。 本來，用戶要求制造業(yè)應該制造品質(zhì)穩(wěn)定的產(chǎn)品，既然是這樣，就應該積

31、極推進設備的標準化和通用化，以達到產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定。 以現(xiàn)在的自動化設備為例，進行優(yōu)缺點對比，看看機器人的情況，見表1。 表1 自動設備的優(yōu)缺點 優(yōu)點 缺點 .按示教可進行多種加工（工藝易更改）。 .工作范圍大，可進行復雜作業(yè)。 .重復精度高。 .示教能力差，也出不合格品。 .可擅自更改（產(chǎn)生品質(zhì)的變化）。 .危險區(qū)域大，不能靠近（加工中不能確認加工狀態(tài)）。 .一旦出現(xiàn)不良品，會一直出下去（維護誤差，導致品質(zhì)不穩(wěn)定）。 表2 專用自動設備的優(yōu)缺點 優(yōu)點 缺點 .支撐側(cè)電極起夾具的作用，焊接變形小。 .工裝精度保持能力高。 .易確認加工狀態(tài)（易于把握維修周

32、期）。 .初期投資大。 .很難改變加工工序。 如此，從品質(zhì)看具有靈活性的機器人的缺點大于優(yōu)點。 表2歸納了專用自動設備的優(yōu)缺點。 雖然缺乏靈活性，但在品質(zhì)穩(wěn)定性方面很優(yōu)秀。關鍵是專用自動設備的最大缺點是： ① 初期投資大； ② 沒有工藝更改的自由度； 品質(zhì)和維修方面專用自動設備具有優(yōu)秀的能力，如果消除它的缺點，當然很好。 為此， ①最好使專用自動設備的本體像沖壓設備一樣成為通用化設備。夾具部分像模具一樣按車型替換使用。 ③ 工序可以按各分總成及車身骨架（裝四門兩蓋前的車身）固定。實際上目前的工序的大部分已經(jīng)固定（參照2章）。 通過這些條件的比較，焊接自動化除部分補焊

33、以外，可以說專用自動設備比機器人好。根據(jù)這些條件，在每四—五年就換型的汽車制造中，制定設備投資計劃時要充分考慮長期利益。 黑匣子化和繼承 只要有企業(yè)間的競爭，技術總是被置于競爭的境地。開發(fā)的新技術為不被競爭對手掌握而黑匣子化。黑匣子化使本企業(yè)具有競爭力處于優(yōu)勢，但在本公司內(nèi)部往往只有一部人知道。即使會使用也不理解「為什么是那樣」，或者老員工走了不能將技術傳給下一代，或無從努力將技術進一步提高。一般，公開化的技術往往才能得到進一步提高，如何解決技術黑匣化這一問題，值得認真考慮。 現(xiàn)今，工業(yè)產(chǎn)品的大多數(shù)從手工加工轉(zhuǎn)向自動機械加工，但加工中產(chǎn)生的問題，主要原因是沒有很好地將人所具有的技巧反

34、映到自動機械中去。 今后，自動機械的性能還會進一步提高，對技巧的繼承應重新認真思考。 制造不同和制造相同 在工業(yè)產(chǎn)品領域，產(chǎn)品開發(fā)技術需要有「制造不同」的能力，制造技術需要有「制造相同」的能力。 在培育各自的技術時，見表3，需要從不同的渠道進入。 表3 開發(fā)技術和制造技術的育成點不同 開發(fā)技術 要點 制造技術 構思（創(chuàng)造性） 情報 數(shù)據(jù)（現(xiàn)實） 科學、物理---- 能力 改善 功能和性能 關鍵 品質(zhì)和成本 在今日的信息化社會，開發(fā)技術最重要的是「創(chuàng)造力」。這是充分利用市場情報所需要的能力。而在制造技術領域，「數(shù)據(jù)」是重要的。這是因為制造技術的培育始終

35、建立在數(shù)據(jù)的基礎之上。所說的關鍵，在開發(fā)技術領域是指「功能和性能」，在制造技術領域是指「品質(zhì)和成本」。特別在品質(zhì)方面，從高品質(zhì)到穩(wěn)定品質(zhì)的（制造「相同」）技術是更大的能力。這樣才能消除費用的浪費，才能不背叛用戶。這正是工業(yè)產(chǎn)品制造中最大的問題。育成制造相同技術的場所是現(xiàn)場，現(xiàn)場有成為技術啟發(fā)的成堆數(shù)據(jù)（情報）。 制造技術的成長條件 為在激烈的技術競爭中生存下去，必須不斷地進行技術革新。一般，為開發(fā)新產(chǎn)品的新技術開發(fā)成功了，可以拋棄搞舊產(chǎn)品的舊開發(fā)技術。 但是，制造技術就不行。為使制造技術得到發(fā)展，在過去已使用技術的基礎上加進新開發(fā)技術，由此制造技術才能得到進一步發(fā)展。因此，不能簡單地

36、小看舊技術。 制造技術的成長應具備如下兩個條件： ① 推進新技術的開發(fā) ② 已有技術的繼承 這兩個條件很好地平衡，制造技術才能發(fā)揮綜合力并有所發(fā)展。 一說到技術的培育，往往只把目光轉(zhuǎn)向新技術開發(fā)，但技術繼承能力對技術的培育可以說比新技術開發(fā)更重要。這種技術是在制造產(chǎn)品的過程中，經(jīng)過反復的成功和失敗而培育出來的。成為技術培育場地的制造現(xiàn)場對技術人員是不可缺少的。 使用電子計算機？還是被使用？ 為提高業(yè)務效率，大量采用電子計算機。可是，從電子計算機的使用情況看，被電子計算機使用的情況似乎比使用電子計算機的情況還多。主要原因是使用的軟件造成的。各種電子計算機軟件多是按著使用情況編制

37、的，咋一看似乎挺不錯，但實際一使用，多是「高不成低不就」。原因是在軟件開發(fā)方面，因為軟件開發(fā)者對使用現(xiàn)場的實際情況未必十分清楚，最終還是按軟件編制者自己的方便編制軟件。 由于以上理由，在實際應用中不足的部分也沒辦法，不得不在軟件所給予的范圍內(nèi)應用，不能說電子計算機真正得到了應用。 電子計算機是一種非常優(yōu)秀的工具，應該得到充分有效的應用。不是簡單地從市場買來的軟件就用，在購買軟件前，必須弄清采用什么樣的軟件合適，購買符合使用條件的軟件。 雖然這么說，但大多數(shù)軟件滿足不了所有的使用條件。問題是，對軟件能力不足的部分不是將就，而即使用手寫也應該對不足的條件補充，得到完善的結果。如果可以自己對軟

38、件進行補充，改善手寫的部分，那就更好了。 CAD 電子計算機僅僅是個工具，但它的工作能力在某一方面超過了人。不過，有如下兩個條件： ① 需要使它正確工作的指示 ② 需要使它接受指示的軟件 即電子計算機的應用靠「軟件和應用方法」。 讓我們看看CAD設計的情況。電子計算機的優(yōu)點之一是有計算能力，在設計結構分析等的計算、模擬上發(fā)揮卓越的能力，但它沒有設計結構的創(chuàng)造性。也就說，本來應該是設計者發(fā)揮能力的領域，如果沒有這個能力，靠電子計算機是無助的。 業(yè)務計算機化重要的是為消除現(xiàn)在手工作業(yè)的錯誤而必須計算機化，因為現(xiàn)在解決錯誤比較困難，通過計算機化可以解決問題，這樣考慮的比較多，這是很

39、大的錯誤。手工作業(yè)出現(xiàn)的錯誤，即使計算機化也只能把錯誤原封不動地帶進來。計算機化即被黑匣子化的部分多起來，如果搞得不好，讓你弄不清錯誤原因的可能性更大。 計算機和業(yè)務水平 現(xiàn)在，CADCAM或以個人電腦為代表的業(yè)務計算機化相當廣泛，但這些畢竟是工具，即使有它的方便性也不會提高工作質(zhì)量。請檢查如下的事項。 ① 設計錯誤減少了嗎？ ② 設計結構的缺陷減少了嗎？ ③ 制造錯誤減少了嗎？ 比較手工制圖時的設計錯誤和CAD的設計錯誤，可知CAD的錯誤只多不少。 確實靠CAD的設計軟件，尺寸錯誤減少了，但最重要的「設計構思」的水平反到下降了。以汽車制造為例，可以說CAD化以前更優(yōu)秀。主要

40、原因在于設計階段的共同研究（包括制造條件的事前研究）工作的質(zhì)量下降。桌面上研究的構思和結構的說明聽也聽懂了，好像頭頭是道兒，但到了現(xiàn)場很多與實際不符。這是因為往往沒有理解事物的本質(zhì)就開展業(yè)務工作所造成的。 應該懂得即使會使用電腦或CAD并不能提高工作質(zhì)量。 特別是CAD或電腦像電子游戲機一樣好玩，可輕松掌握，正確的工作也好，錯誤的工作也好，都付出同樣的辛苦，所以不把錯誤當成苦勞。 正因如此，重新修改的業(yè)務不管有多少，浪費的時間多么多也不在意。而且習慣了鍵盤，手就離不開，不想手工制圖。計算機好像一種麻醉劑。 2章 汽車車身和材料 汽車車身材料 汽車廠家首先應有自己能制造車身的技術

41、，否則無法進入下一步。從現(xiàn)在起，即使再過幾十年也沒有能代替鋼鐵的材料制造車身。曾有一個時期想用塑料和不銹鋼材料代替，但僅僅是一部分部件，主要部件依然是鋼鐵制造的。 鋼鐵有很多的優(yōu)點，廉價、資源豐富、加工性好、加工速度快、重量和強度的平衡性好、受濕度和溫度的影響不大以及可以回歸自然等。 雖然它有生銹的缺點，但總體來說鋼鐵是制造車身最好的材料。因此，支撐汽車生產(chǎn)的最基本的鋼鐵的加工技術如果不優(yōu)秀，汽車產(chǎn)業(yè)就不能繼續(xù)生存。 汽車制造技術的培育 即使是新車型也沒必要所有的部件重新開發(fā)、制造。幾乎所有的部件或留用舊車型的部件或是改變尺寸和形狀，從制造技術的觀點看，只不過是隨著加工技術和材料的進步

42、而發(fā)展的。 汽車制造技術最重要的可以說是過去數(shù)據(jù)的使用方法和編排技術。將部件個數(shù)、部件成本---材料?加工費，工裝成本----結構?工序數(shù)、管理成本等正確的技術數(shù)據(jù)輸入計算機，以后通過數(shù)據(jù)的編排就可以進行技術開發(fā)。 但是，現(xiàn)狀是應用數(shù)據(jù)的技術還不完善，往往不能充分地應用過去的數(shù)據(jù)，進行著重復性、浪費性的開發(fā)工作。其結果，開發(fā)期間加長、開發(fā)成本提高。 實現(xiàn)降低產(chǎn)品的成本，不應靠新系統(tǒng)和計算機，應該充分斟酌已有的正確數(shù)據(jù)哪些可用、應該怎么用。對此，能夠做出正確的評價、能夠運用和管理數(shù)據(jù)是關鍵?？偠灾?，車身是鋼板制造的，既然這一點是共通的，數(shù)據(jù)的應用和編排技術就非常重要。 汽車部件的精

43、度 從汽車的裝配精度看，僅次于機械加工部件精度的就是白車身。這是因為： ① 量產(chǎn)穩(wěn)定性好（采用模具等工裝） ② 材料變化?。ㄤ摪澹? ③ 不易受濕度和溫度的影響 ④ 裝配采用焊接加工，不產(chǎn)生錯位（固定化） ⑤ 裝配采用工裝（夾具） ⑥ 檢查工具完善 板金加工部件本來是柔軟性的鋼板，如果不能充分地運用它的優(yōu)越性，就會產(chǎn)生誤差，產(chǎn)生不好的結果。因而，對鋼板的塑性加工技術要有進行整體培育和進行管理的技巧。 白車身的精度在整車制造中占有重要地位，車身的制造技術必然重要。 白車身是一個部件 白車身同保險杠以及車燈等一樣，是同一級別單位的一個部件。保險杠以及車燈等都是被裝在白車身

44、上的部件，但白車身處于接受其他部件的地位。所以，白車身必須始終保持能夠穩(wěn)定地接受其它所有部件的精度。 白車身雖說只不過是一個部件，與其他被裝上的部件相比，它是基礎部件（參照圖2）。作為基礎部件的白車身如果裝配關系的尺寸不好，被裝件的精度無論多么高，最終的裝配精度也極差，滿足不了外觀品質(zhì)（精度、漂亮）的要求。 所以，必須始終保持白車身的加工基準（裝配基準）。加工基準設定時，一定要經(jīng)過充分考慮，設定始終能穩(wěn)定使用的基準。 方向盤 前座椅 方向盤 后座椅 后風擋玻璃 后組合燈 密封條 儀表板 白車身 前風擋玻璃 后保險杠 發(fā)動機變速器 前大燈

45、前保險杠 油箱 后門玻璃 前門玻璃 后懸架 消聲器 前懸架 圖2 汽車部件中，白車身所處的位置 飛機機身和汽車車身的區(qū)別 同樣是制造工業(yè)產(chǎn)品，東西不一樣，制造方法也大廂徑庭。從制造飛機機身和汽車車身的不同看，飛機是價格昂貴的產(chǎn)品，汽車是大眾價格的產(chǎn)品。飛機每年的訂貨量也就是幾百架，而汽車每年產(chǎn)量有幾十萬輛，必須是低成本的產(chǎn)品。因此，兩者的加工手段也大不相同。 雖然這么說，但兩者都是工業(yè)產(chǎn)品，不單有性能問題，而且必須符合各自的品質(zhì)和成本。特別是汽車車身制造，因是大量生產(chǎn)，品質(zhì)穩(wěn)定的制造技術更加重要。 從加工時間和加工手段看，飛機的每一個部件都很昂

46、貴且加工時間長，不容許有一個不合格件。所以，加工不僅時間長而且要選擇正確、易加工的方法。而汽車車身的制造因是大量生產(chǎn)，加工時間應盡可能縮短。 出于以上的情況，飛機機身的每一部件都追求高精度，而汽車車身的制造主要要求焊裝夾具的高精度。 因此，飛機制造時，作為設計完整的設計圖紙和部件的輔助工具而開發(fā)的CAD系統(tǒng)是用三維數(shù)字化的數(shù)據(jù)進行模擬等預先能容易驗證設計圖紙和制造部件的系統(tǒng)。 而汽車車身制造時，即使是同樣的三維數(shù)字系統(tǒng)必須成為能驗證三種工裝（模具、夾具、檢具）間綜合設計和制造的系統(tǒng)，并且最好在大量生產(chǎn)的情況下，有量產(chǎn)工裝維護管理的系統(tǒng)。 白車身的焊裝流程 汽車車身的基本結構是三個

47、廂型，即「發(fā)動機室、乘人室、行李箱」。這種結構基本沒有變化，車身設計結構本身也基本穩(wěn)定。車身總成如圖3所示，是分塊化的分總成的集合體，分總成也是由基本斷面和形狀幾乎都標準化的單件（沖壓件）構成的。因而，車身的制造方法也基本固定，特別是分總成以后的加工工序是固定的。固定化的主要項目有： ① 焊裝順序 ② 加工工序數(shù) ③ 加工方法（沖壓加工和焊接加工） ④ 接合方法位置 ⑤ 分塊單位（分總成單位） ⑥ 定位方向支撐方向（夾具） ⑦ 工裝構想 等，既然車身是鋼板制造的，制造方法基本上也沒有變化。 沖壓件 分總成 沖壓件 分總成 車身前部總成 頂蓋總成 前蓋總成 前

48、底板總成 前圍板-上 前翼子板 （R/L） 車身下部總成 后端板總成 門檻內(nèi)板總成 （R/L） 車身骨架總成 白車身總成 涂裝 前門總成（R/L） 后底板總成 側(cè)圍總成（R/L） 后門總成（R/L） 后蓋總成 沖壓件 分總成 圖3車身加工之例----總成焊接流程 車身的育成和加工基準公差 車身必須遵照各種法規(guī)進行制造，如圖4所示。車身制造要開發(fā)基本上確保車身的外板尺寸和室內(nèi)尺寸的加工方法，并應用該技術加工。采用焊接加工制造車身，基本上以外側(cè)作為加工基準，保證如圖4所示的各種法規(guī)限值內(nèi)的精度。 圖4 關于車身的法規(guī) 頂蓋組基準

49、 側(cè)圍組（左） 基準 側(cè)圍組（右） 基準 車身下部組 基準 在其間調(diào)整加工公差 00的視野條件（人體工程） 安全法規(guī)0 室內(nèi)標準 臀點 人體工程 法規(guī)0 圖5加工基準之例 如圖5所示，白車身主要由頂蓋、側(cè)圍（右）、（左）、車身下部四個組件組合而成。按以下的順序組裝： ① 以車身下部組為基礎 ② 焊裝左右側(cè)圍組 ③ 焊裝頂蓋 以后，按以下順序裝四門兩蓋（向完成焊接的車身骨架連接的件），即 ① 左右后門 ② 左右前門 ③ 左右前翼子板 ④ 前蓋（發(fā)動機罩）后蓋（行李箱蓋） 四門兩蓋在保證外觀精度上依次裝上就結束了，但焊

50、接組裝的車身骨架如上述的四個組分別固定在各自工裝的加工基準上確保相互的位置精度焊裝而成。因此，車身骨架的精度是靠各部件組間工裝基準的精度一致保證。 車身骨架的各部件精度的確保是靠工裝的基準，在構成車身骨架以前的各部件組的分總成階段的精度保證也是靠各自工裝基準的精度，具有多道工序加工的工裝，工裝間的基準誤差應做到最小值（盡量為零）。 板金加工工裝的作用 板金加工中，靠模具、夾具、檢具的各自功能制造正確的板金件。各工裝主要有如下的作用： 模具 ： 制造部件的形狀 夾具（焊裝）：支撐各部件、定位 檢具 ： 掌握部件完成后的數(shù)據(jù) 首先，將用模具沖壓加工出的部件

51、固定在焊裝家具上，進行焊接加工，最終加工成總成件。也就是說，參與直接加工的是模具和夾具。 模具制造形狀，夾具不能制造形狀，這是常理。但是，人們常常忘了這一常理，用夾具也去制造形狀，這是產(chǎn)生大量不良品的原因。 本來，板金加工完全符合圖紙的要求非常困難。材料是鋼板，它有回彈力，產(chǎn)生回彈（沖壓加工件的彈性產(chǎn)生的變形）現(xiàn)象。如果僅僅靠模具加工成完全的形狀，需要更多的工序和成本，有時靠夾具等解決回彈的問題。 但是，采用這種解決辦法還是有限度的，在發(fā)生大的問題之前用檢具對部件的形狀定期檢查，為發(fā)揮模具夾具原有的作用，必須對各個工裝進行管理。 全是錯誤的自動化設備 在汽車車身制造中，特別是焊裝加工

52、，各汽車廠家都培育了自己獨特的專有技術。因此，車身制造設備的技術是在汽車制造廠家，而決不是在設備制造廠家。特別是汽車車身制造技術與其它的制造技術多少不太一樣。也就是說，模具、夾具和檢具這三具是相互關聯(lián)而存在。車身制造設備包括布置和設備構思以及夾具構思和設計應該由汽車制造廠家進行，決不可依靠設備制造廠家。如果不明白這一點，完全依靠設備廠家，則100%以失敗而告終。 在1章曾論述過，其理由之一是設備制造廠家對使用該設備進行生產(chǎn)以及為保持設備精度的管理等業(yè)務不懂，所以即使能做到設備的育成，但設備在使用中易出現(xiàn)大的故障或耐久性出現(xiàn)大的問題。 制造產(chǎn)品不是有了機械和智慧就能造的。在設備的育成上，只造

53、出幾十個合格產(chǎn)品就認為設備育成結束，這種想法大錯而特錯。制造設備和工裝連續(xù)制造幾萬或幾十萬個品質(zhì)始終如一的產(chǎn)品，靠管理系統(tǒng)來保證非常重要。 從這些方面看各廠家的自動化設備，一部分在基本構想上有三大錯誤： ① 加工基準設定的錯誤 加工基準設在加工中易變化的部位，位置精度始終不穩(wěn)定 ②工裝的基準結構的錯誤 基準部位本身是可動的，易很快松動 ② 夾具剛性的錯誤 夾具的底座剛性不足，不能保證水平度 因為有以上的錯誤，制造的產(chǎn)品易產(chǎn)生誤差，品質(zhì)不穩(wěn)定。因此，應做正確的改善： ① 加工基準應設在部件加工中不易受回彈等影響的部位 ② 夾具的基準應采用固定式 ③ 夾具的底座應具有不產(chǎn)

54、生扭曲的剛性 還有，生產(chǎn)設備應具有經(jīng)得住大批量生產(chǎn)的耐磨性，但從現(xiàn)狀看： ① 夾具的支撐部的面積?。ㄒ话銥?6毫米） ② 夾具的支撐部的材質(zhì)軟（SS材料未經(jīng)處理的多） 由于上升原因，大量生產(chǎn)很快產(chǎn)生磨損，易產(chǎn)生品質(zhì)不良。對以上的部位應采取如下措施： ① 面積應最低確保20毫米 ② 支撐部的表面應進行淬火等處理 最好是采用支撐部能容易更換的結構。像這樣經(jīng)過充分考慮的設備才是真貨。 3章 汽車車身和設計 汽車制造技術的平衡 汽車制造技術不是某一單項技術的提高就可以的。眾多單項技術綜合平衡的好壞是關鍵。汽車這種產(chǎn)品，做一個極端的比喻，是一個「動居」緊湊化了的東西。正因如此，它

55、不僅僅是移動的手段，而且具有很多功能。當然為滿足必要功能的部件數(shù)也相當多而成為高價格的商品。為使本來價格很高的產(chǎn)品---汽車能夠便宜下來，就要求大量生產(chǎn)。要想大量生產(chǎn)又需要幾十億到幾百億的巨額投資。汽車制造不僅需要技術還需要大量的資金。也就是說，汽車這一商品在大量生產(chǎn)的前提下，更重要的是「高品質(zhì)和低成本」。正如前述，對巨額投資、大量生產(chǎn)和高價格如何使品質(zhì)和成本達到優(yōu)化。作為基礎的技術必須在綜合平衡的基礎上才能做到。為使之成為可能，對所有的課題和業(yè)務要做長期計劃和短期計劃以及個別技術的選擇和舍棄。這些事項在綜合平衡的狀態(tài)下，又需要管理。由此，才能使汽車成為「品質(zhì)和成本」優(yōu)化的商品。 但現(xiàn)實上，

56、問題很多。譬如，在應該用于設備維修的費用被挪用到為應付眼前的產(chǎn)品不合格的手工維修上，影響設備的長期育成。本來通過大量生產(chǎn)降低成本，結果出現(xiàn)生產(chǎn)的越多成本越高的反?，F(xiàn)象。 像制造汽車這樣的大型工業(yè)產(chǎn)品，技術和投資的綜合判斷全憑管理者的能力，即選擇的眼光、舍棄的勇氣和時間控制。關鍵是這些能力的綜合平衡。特別是降低汽車制造成本，單憑技術開發(fā)降低成本收效甚微。開發(fā)技術和制造技術達到很好地平衡，才能真正地降低成本。這些技術有互為相反的條件，相互改革落后技術，通過技術提高維持高度平衡，才產(chǎn)生高附加價值產(chǎn)品，其結果也是降低成本。 特別是大量生產(chǎn)，有的廠家為防止量產(chǎn)時產(chǎn)生不良品，索性在開發(fā)階段就投資。說到

57、底，是管理者的能力問題。但是，不管怎么說，要進行最佳的管理，只有在多年積累的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)的基礎上才有可能。 造就品質(zhì)的系統(tǒng) 在車身制造中，為使品質(zhì)穩(wěn)定必須預先掌握板金加工發(fā)生不良的機理。板金總成（沖壓加工件經(jīng)過焊接組裝加工）產(chǎn)生不良的主要因素是「尺寸和形狀偏差的有無」。因此，為使其「不產(chǎn)生」或「易于發(fā)現(xiàn)」，關鍵是對每一道工序是否了如指掌。如能做到這一點，即使出現(xiàn)不良也能及時發(fā)現(xiàn)，修正。 如前章所述，「量產(chǎn)加工」品質(zhì)穩(wěn)定性的保證完全取決于「工裝」的好壞。所以說，量產(chǎn)品質(zhì)的良否就看工裝間的品質(zhì)維持系統(tǒng)是否穩(wěn)定或維護管理是否到位。沖壓加工是在整個形狀被壓著的狀態(tài)下加工的，不容易產(chǎn)生偏差，但焊

58、裝時部件和夾具只不過夾住一小部份，難以防止「尺寸偏差、形狀偏差」。所以，必須每次都能確保各焊裝工序所需要的精度進行工裝設計。板金焊裝加工基本上每件必檢判斷良否，形成通過各工序的工裝保證品質(zhì)的系統(tǒng)非常重要。還有，事先做成易于維護管理的工裝也很重要。其保證系統(tǒng)的基本內(nèi)容是： 部件加工基準設定手冊 部件加工公差設定手冊 加工工序設定基準 車身結構設計標準 等。 有了這些文件，才能綜合性地保證「量產(chǎn)品質(zhì)」。這些工作在設計以及設計構思階段就開始直到量產(chǎn)開始前的工裝調(diào)試以及PP（試生產(chǎn)、采用量產(chǎn)工裝加工產(chǎn)品的育成業(yè)務）結束，有可能維持量產(chǎn)品品質(zhì)的一致。 增設生產(chǎn)線給我們的啟示 用量產(chǎn)工

59、裝進行試生產(chǎn)的PP工作為進行部件（工裝）的育成和建立品質(zhì)管理體制，一般進行幾個月?？墒?，為增產(chǎn)而增加設備（生產(chǎn)線）的育成有一個月就可完成。也就是說，利用已有生產(chǎn)線數(shù)據(jù)的新工裝從安裝、開動開始有一個月的時間就能完成精度調(diào)整。因為已經(jīng)滿足了以下的條件： 部件精度確認完畢 部件相互的匹配關系確認完畢 部件和夾具的精度關系確認完畢 車身制造中最困難的以上項目確認完畢，增加設備的調(diào)試也很簡單。也可以認為是采用另一種數(shù)值控制驗證新制造的工裝。 車身制造要經(jīng)過很多的加工工序才能完成，車身制造的調(diào)試通過物對物的相互匹配進行育成更為簡單。正如增加增產(chǎn)設備的育成一樣，不一定說物和物匹配育成比數(shù)值匹配育成

60、好。也就是說如果事先滿足了上述的條件，不需要什么物和物匹配的調(diào)試，從一開始在各個階段徹底用數(shù)值育成并得到保證，生產(chǎn)線的調(diào)試也就簡單。 所以，為易于采用數(shù)值育成方式，必須確立加工基準的正確設定方法。由此才能順理成章地縮短開發(fā)時間（調(diào)試）。 不良的內(nèi)容是問題 在新車型開發(fā)的部件育成中，沖壓件調(diào)試結果的管理是用部件不合格率管理，這是使調(diào)試工作困難的原因，是個很大的問題。問題是不合格的內(nèi)容比不合格率更重要。在不合格的部件中，有的雖然件數(shù)多但沒有大問題，有的雖然件數(shù)少但問題很大。譬如，汽車車身制造不良的主要內(nèi)容有： 形狀尺寸不良 形狀變形（回彈、翹曲、扭曲等） 成形不良（皺紋、裂紋、縮徑

61、、棱線錯位等）。這些不良基本上產(chǎn)生在第一道工序的拉延模，后道工序的模具如何正確也無法彌補。部件育成的管理不是用不合格率管理，而以各模具出現(xiàn)問題的重要度進行育成管理。如果不能管理得很好，包括焊接總成在內(nèi)的車身制造的整個調(diào)試不能順利進行。 育成和管理不同 造就品質(zhì)要做兩項工作，一是育成，二是管理。這兩者之間在基本點上是不同的。首先，鈑金件的育成是指加工工裝的育成。一般加工工裝的多數(shù)是按圖紙規(guī)定的尺寸（規(guī)格內(nèi)）制造的，如圖6所示。因個別部位偏離了規(guī)格，該部位通過調(diào)試讓其進入規(guī)格內(nèi)而進行育成。全特性進入規(guī)格內(nèi)，得到設計品質(zhì)，育成工作結束，可以開始量產(chǎn)。 部件件件件 量 產(chǎn) 階 段

62、 發(fā)生一部份不良區(qū) （調(diào)試PP） 全測量點開始向不良區(qū)移動 開 發(fā) 階 段 圖6 板金部件的育成 而品質(zhì)的管理是指在量產(chǎn)開始前已經(jīng)進入全特性狀態(tài)的又開始偏離規(guī)格，通過維護維持在規(guī)格內(nèi)的狀態(tài)。 如前所述，造就品質(zhì)由板金件工裝做保證，但該工裝在量產(chǎn)開始的同時開始磨損，有時全特性一起開始向規(guī)格外變化。由于部位不同變化的條件不同，變化的速度也不一定，工裝不同也不一樣。模具的磨損速度是夾具的磨損速度的幾倍，這是因為工件和夾具的接觸面積要比和模具的接觸面積小得多。然而，模具可以進行批次生產(chǎn)，容易得到維修的時間，而夾具常常是24小時生產(chǎn)不能得到充分的維修時間。由于24小時連續(xù)生產(chǎn)，甚至為發(fā)現(xiàn)

63、問題連測定的時間也滕不出來。設備的自動化程度越高 ，這樣的問題越難以解決。特別是全自動化生產(chǎn)線，人很難進去，甚至感覺不到每天發(fā)生的微妙變化而產(chǎn)生問題。因而，板金加工的品質(zhì)管理的關鍵是，如何預先建立比模具更容易管理的夾具的維護管理系統(tǒng)。這個問題在工裝設備的設計階段就應該考慮。為系統(tǒng)設計的以下的條件應該納入到工裝設備的系統(tǒng)中去。 ① 易于得到變化的情報 ② 明確維護的標準（時間節(jié)點） ③ 在短時間內(nèi)能進行維修工作 ④ 應掌握復原值 ⑤ 容易管理維修用備件 ⑥ 維修用備件的價格便宜 因磨損而出現(xiàn)的問題在初期階段磨損量小，只能得到模糊的情報，部件處于忽好忽壞的狀態(tài)。如果磨損繼續(xù)加重，模糊

64、的情報變成確定（不良）的情報。這樣一來，工裝接近末期，產(chǎn)生的不合格件比合格件多起來，必須進行手工維修，最壞時出現(xiàn)故障。 因而，維修標準是預先按要求規(guī)定的品質(zhì)達到何種程度的磨損，并通過維修保持工裝的精度。 圖 7接合部位的形狀 接 合 精 度 匹 配 難 易 度 難 1.垂直面 2.斜直面 3.復合直面 4.部分直面 5.部分斜直面 6.簡單R面 7.自由R面 8.復合自由R面 易 簡單化最重要 制造產(chǎn)品最重要的是簡單化。加工基準的形狀、物與物之間的接合形狀是越簡單越易一致。所以在設計階段的充分合作非常重要。圖7表示接合形狀對精度配合難易度的影響，在部件設計階段

65、應該預先充分研究，否則在制造階段的精度匹配的調(diào)試工作的難易度的差別相當大。這個問題直接影響到成本和品質(zhì)以及育成時間，不要想得那么簡單。 易讀錯的CAD圖紙 本來，設計圖紙是為向后道工序的多數(shù)人傳達制造產(chǎn)品的情報。所以，為傳達正確的情報，從使用圖紙的人的立場出發(fā)，設定了制圖規(guī)則（JIS）。 可是，從最近用CAD設計的圖紙看，不顧使用者，用隨心所欲的制圖法繪制的圖紙讓人看不懂的越來越多。雖然有人指出，但卻強調(diào)說「用CAD只能這樣制圖，沒有辦法┉┉」，仍然不想改正。所以，經(jīng)常發(fā)生或看錯圖紙或漏檢的情況。譬如，實線和尺寸線同樣粗細；應該是虛線劃成實線；沒有用的線也劃進去；另設表表示尺寸等等，

66、讓看圖的人感到非常困難。其原因有二：其一是設計數(shù)字化的進步；其二是CAD制作廠家沒有從設計到制造全懂的軟件開發(fā)技術人員。 因而，采用CAD設計時必須由本公司制作彌補不足部分的軟件才能使用。如果做不到這一點，設計錯誤只能在制造階段發(fā)現(xiàn)，會產(chǎn)生更多的無效工作，小的錯誤將導致更大的資金浪費。 圖省事的CAD應用 采用CAD設計往往在制作構思驗證時圖省事。無論什么業(yè)務，一旦構思確定，以后只是制作的問題，用機械化或CAD化比較容易。但是，構思的部分主要由人來判斷，構思的情報能否準確地輸出便成了問題。為了不圖省事地采用CAD進行功能設計（構思）檢驗、加工工藝制定、會簽文件等業(yè)務，重要的是符合各自目的的設計情報（圖紙）的輸出狀態(tài)。 一般從「機械到機械」的情報傳遞可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)化、無紙化（省略制圖），可需要人判斷的情報必須作成用視覺可檢驗的情報。需要檢驗的東西也要無紙化，重要的是所有的東西都做到無檢驗，在充分考慮這一問題的基礎上再進行設計情報的無紙化。 CAD設計的檢驗體制 圖8接合法蘭 下面，稍談一下無紙化設計的設計內(nèi)容檢驗問題。制圖