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“二毫米工程”推动美国汽车质量大改进

2018-05-17 12:50 来源: 知识自动化

20世纪70年代末,由于石油危机,省油的日本汽车在美国市场打开局面,消费者发现日本车不但省油,质量与可靠性也高于美国车,于是日本车崛起如日中天,市场份额增至30%。而昔日世界最大的汽车制造商通用汽车,从1970年的45%跌落到1990年的33%。美国汽车制造商从王者之位跌落。福特与克莱斯勒也丢失大量市场份额。质量挑战催生二毫米工程

为此,美国“车体精密制造联盟”(Auto Body Consortium,或ABC)启动了“二毫米工程”等一系列项目。车体精密制造联盟(ABC)是一个九十年代初在美国由政府,企业和大学合办的联盟,它的起始任务是帮助底特律三大汽车公司大力改进汽车车体装配精度。这里车体装配精度是由车体尺寸波动范围(6x标准差)来定量确定的,越小越好。当时日本车是在二毫米之内,欧洲车在2.5毫米左右,美国车普遍大于三毫米,最坏的可达八毫米,这显然是巨大的质量差距。所以该联盟一开始就定了把美国的装配精度改善到二毫米的目标。这就是“二毫米工程”名字的由来。

二毫米工程的起源和密西根大学的吴贤铭教授有很大的关系,吴教授虽然是机械专业的博士毕业,但他还有MBA学位并深知统计学,并在1983年有专著“时间序列分析及应用”。

在吴教授求学和执教的期间,正是工业传感器,计算机,信息技术等不断植入生产过程,很多工业流程中的重要参数得以实现实时采集,比如工件的实测尺寸,化工反应器中的温度,压力的实时测量值等。然而,很多厂家并不知道如何充分利用这一资源。吴教授是一个非常敏感的学者,再加上机械和统计的“双料专家”的优势,他非常关注数据分析,其专著中的方法就很适用于用工业数据建模。因此,他很早就热心收集分析这些工业数据,并应用分析结果,和建立的数学模型来进行工业过程中反馈控制以改进加工质量。

1987年,吴教授到底特律附近的密西根大学工作,那时,整个美国汽车行业,特别是底特律,正受到来自日本的严重挑战。他访问底特律的很多工厂,希望厂家能够提供工业数据,由他来提供免费分析和服务,并把分析报告送到厂家。这些数学分析,确实帮助了企业改善了质量,于是越来越多的工业客户开始跟他进行合作。在这期间,美国的三大汽车公司为了改进汽车车体装配精度,在各大汽车装配厂安装坐标测量机(CMM)和光学坐标测量机(OCMM),这些测量机可以在汽车车体装配的流程中实现车体尺寸的全流程,多工作站,100%的跟踪测量。

“二毫米工程”推动美国汽车质量大改进

图 | 在线OCMM车体

当时,这些机器实时产生海量数据,但装配厂不知道怎么用这些数据来监测和改善车体装配精度。吴教授和他的团队采用了多种统计学方法来分析这些数据,如时间序列方法,多变量统计方法,并结合机械机理,与装配厂工程师一起工作,以分析结果为导引,找到了一些影响车体装配精度的原因,做了过程改善,使改善车体装配精度有所进展。之后,吴教授密西根大学团队,通用,克莱斯勒,八个供应商,两所大学(密大和韦恩州立大学)向美国国家标准局(NIST)提出成立“车体精密制造联盟”(Auto Body Consortium)的提案, 目标就是利用各个汽车装配厂测量机的海量数据,由大学团队下工厂,提供数据分析支持,与车厂和供应商人员组成多个混合团队,集思广议,挖质量问题根源,提出,测试和落实解决质量改方案。这个提案在1992年得到批准,并得到三年约一千四百万美元的资金(1992-1995)。这就是二毫米工程的开始。

车体精密制造联盟是一个以政府部门,加盟公司,加盟学校构成的联盟。在美国,这种联盟一般由政府部门牵头,定义战略方向并写出招标书(Request for Proposal (RFP)),政府出一部分钱,公司出大头,然后不同公司,学校,以及其它个体,可组成团队根据要求写投标书,由独立审查团队给标书打分,优者胜出。胜出的联盟会成立领导机构,并根据项目内容建立自上而下的组织,基本单元是专业团队,一个团队管一个分项目。通过组织管理,团队要经常交流和汇报工作。考核有联盟内部考核,也有专门雇用的联盟外的独立机构考核。扎扎实实的质量进步

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