基于DMAIC方法的汽车外饰油泥模型加工表面质量提升
摘要：油泥模型是汽车造型设计研发阶段中的重要组成部分，在造型正向开发过程中，需要数控加工的工艺将造型A面数据呈现在油泥模型表面，用于实体模型直观评审。模型表面加工的质量会影响后续的工艺，比如去刀路清面，喷漆等工艺，进而影响最终的展示效果甚至评审结果。使用六西格玛改进的DMAIC方法，可以科学地确定加工表面质量的目标值，识别出关键影响因素，分析根本原因，制定措施提升表面质量，目前已经在多个项目中实施和验证，效果超出预期值。
关键词：汽车设计六西格玛改进DMAIC油泥模型加工表面质量
汽车造型开发一般包括创意设计，数字模型，油泥模型，色彩设计四个模块。造型设计开发过程又分为正向设计和逆向设计[1]。正向设计是指采用计算机辅助对创意用进行三维转换，然后将数字模型通过数控加工的工艺呈现在模型表面用于评审的过程。逆向设计是指采用手工塑型的方式进行创意表达，当模型状态满足设计意图以后，将实体模型扫描形成点云数据，再用计算机辅助技术贴合点云进行数字模型重构的过程。现代汽车工业计算机辅助设计技术的迅速发展，促进了产品设计质量的提高，同时缩短了产品设计周期，降低了开发成本[2]，因此正向设计在现在汽车开发中运用越来越多。正向设计过程中需要在关键节点将数字模型多次加工实体模型进行验证，确保造型在实体空间中效果可靠。
汽车市场竞争激烈，促使各大主机厂加快产品迭代来抢占市场[3]。从立项到外观数据锁定大约占了整车开发周期的四分之一。模型设计制作贯穿于造型开发。2019年前后，本人留意到汽车油泥模型加工质量不稳定，且没有交付标准。汽车外饰各大面加工缺陷面积较大时，会占用油泥模型师的创作与设计时间，影响模型开发效率[4]。因此，本文将运用DMAIC方法[5]来优化油泥表面加工质量，从而提升造型工作效率和质量。DMAIC方法主要包括五个步骤：定义（Define），测量（Measure），分析（Analyze），改进（Improve），控制（Control）。
1定义阶段（D）
汽车加工表面质量主要由加工缺陷面积和总面积比值决定的，首先需要明确缺陷的定义，然后是测量的方法，最后需要定义好计算的规则。
1.1加工缺陷
根据油泥加工表面缺陷的表征，将加工缺陷分为裂层、裂缝、气孔、崩裂、断差5种。
1.1.1裂层
存在两层相差0.5mm左右的小台阶表面，类似于旧时的墙皮脱落。可以看到脱落后底面为加工前底面。裂层往往一大片一大片的出现，修复难度大。如图1。
1.1.2裂缝
模型表面线性的纹路，按压下去呈现凹陷。
1.1.3气孔
单独或成片的小洞，大多数时候按压会塌陷。也有片状密集气孔，这种情况修补难度较大，如果后期用于喷漆时，需要彻底修补，否则漆面会大量鼓包。
1.1.4崩裂
模型某些区域油泥成块状缺失，往往在模型尖锐的边界出现。
1.1.5段差
存在两个面衔接处出现大于1mm的台阶，非常少见，出现这种情况建议重新加工。
1.1.6暗泡
加工完成时肉眼难以发现，加工结束后手工清面过程中逐渐显现出来的气孔，喷漆工艺前需要耐心去除。
1.2缺陷率P的计算规则定义
式中，SQ是单个缺陷的近似面积，Sz是整个加工总体的近似面积。用加工表面所有类型的缺陷近似面积的总和比上加工总体的面积，得到p值，它的范围是0到1。p值越小，加工质量越高。
1.3客户需求定义。
油泥模型加工的直接客户为下游区域油泥模型师；间接客户是设计师以及参与评审的公司领导。一定存在某个p值范围能够让直接客户的满意。因此需要对加工完成的任务进行满意度调查。满意度评价等级：非常不满意为1分，不满意为2分，一般满意为3分，满意为4分，非常满意为5分。首先对近期总计13次加工任务跟踪和多人打分，运用数学分析工具根据满意度和缺陷比值p进行拟合。根据拟合曲线，满意程度=4.618-30.16P，如果令满意程度=4.618-30.16P≥4（4分为满意），那么，P≤2.1%。如果令满意程度=4.618-30.16P≥3（3分为一般满意），那么，P≤4%。
1.4柏拉图分析
通过对以往任务数据的收集和分析，用柏拉图排序，如图2所示，不同类型的缺陷对P值影响有大有小。由于本公司为多品牌油泥使用策略，分别是A和B品牌，每次任务有且只能使用同种品牌的油泥。其中橙色为A油泥，蓝色为A的回收油泥，标记为A2，灰色为B油泥。按照8020原则可以看出发现绝大多数缺陷来源都是裂缝和裂层，在裂缝缺陷率中，A2和B油泥缺陷占了裂缝总缺陷的84%，因此发现使用A2和B油泥时裂缝的缺陷比值更高。
1.5项目研究范围
从柏拉图分析中得出，裂缝和裂层是加工表面缺陷的要因。裂层产生的原因与施工工艺相关，而裂缝与油泥的品种紧密相关。因此确定研究范围：油泥加工工艺以及