探討柔性化汽車生產(chǎn)線的質(zhì)量控制及追溯系統(tǒng)的應(yīng)用

朱金生

摘要：針對(duì)柔性化汽車生產(chǎn)線上多車型共線生產(chǎn)的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一種基于 CAN 總線的網(wǎng)絡(luò)化集成系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場的車型自動(dòng)識(shí)別、生產(chǎn)工位防錯(cuò)質(zhì)量控制及質(zhì)量追溯。該系統(tǒng)有助于降低產(chǎn)品缺陷的產(chǎn)生，縮小缺陷產(chǎn)品的界定范圍，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：柔性化；QCOS；質(zhì)量控制；質(zhì)量追溯

近年來，隨著我國加入 WTO 及國內(nèi)汽車市場的國際化，汽車行業(yè)的競爭越發(fā)激烈，這種激烈的競爭要求各汽車企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造手段上做到“快速”及“多樣化”，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)用剛性生產(chǎn)線已很難滿足用戶對(duì)汽車的多樣化要求，汽車制造由單一品種的大批量生產(chǎn)方式向多品種、小批量的柔性化生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變勢在必行[1]。在柔性化的汽車生產(chǎn)線中，同時(shí)有多種不同配置及型號(hào)的汽車共線生產(chǎn)，因此如何提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率、降低產(chǎn)品缺陷的產(chǎn)生是至關(guān)重要的。產(chǎn)品的“零缺陷”永遠(yuǎn)是企業(yè)生產(chǎn)追求的目標(biāo)，但是真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量“零缺陷”是很困難的。針對(duì)汽車產(chǎn)品來說，在質(zhì)量缺陷產(chǎn)生后如何盡快、準(zhǔn)確地進(jìn)行追溯，準(zhǔn)確地判定缺陷產(chǎn)生的范圍及原因，并且制定相應(yīng)的措施防止同類缺陷的重復(fù)發(fā)生，是判斷一個(gè)企業(yè)質(zhì)量管理的重要標(biāo)準(zhǔn)，也是決定我國汽車召回制度實(shí)施成功與否的重要因素。本文介紹一種應(yīng)用于柔性化汽車生產(chǎn)線的集成系統(tǒng)，它采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將生產(chǎn)現(xiàn)場的防錯(cuò)系統(tǒng)、物料系統(tǒng)及人員信息系統(tǒng)等集成為一體，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的在線防錯(cuò)控制及對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量信息的準(zhǔn)確記錄和追溯。

1 系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)主要由車型識(shí)別系統(tǒng)、QCOS（Quality Control and Operation System）防錯(cuò)系統(tǒng)、物料拉動(dòng)系統(tǒng)以及質(zhì)量追溯及員工管理系統(tǒng)組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。

系統(tǒng)采用基于 CAN 總線的現(xiàn)場總線通訊方式，在流水線的每個(gè)工位旁邊設(shè)置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)控制器，該控制器內(nèi)集成了 QCOS 防錯(cuò)控制及處理、物料拉動(dòng)控制以及對(duì)操作員工信息識(shí)別等功能，是整個(gè)系統(tǒng)中的基本控制單元。系統(tǒng)的主控單元為兩臺(tái)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)車型的排序以及各種信息的判斷、修改及存儲(chǔ)下載等功能。

2 車型識(shí)別及 QCOS 防錯(cuò)系統(tǒng)

2.1 車型識(shí)別系統(tǒng)

車型識(shí)別系統(tǒng)主要完成對(duì)車型的識(shí)別及排序功能，首先由設(shè)置在流水線第一工位的掃描儀對(duì)車體上的條形碼進(jìn)行掃描，將掃描信息通過現(xiàn)場總線上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器根據(jù)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行車型識(shí)別及排序，然后將結(jié)果傳遞到各個(gè)相關(guān)工位。

2.2 QCOS 防錯(cuò)系統(tǒng)

“零缺陷”是設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)所追求的目標(biāo)，而防錯(cuò)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)“零缺陷”強(qiáng)有力的手段。防錯(cuò)的目的是在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中盡可能早地發(fā)現(xiàn)和改正錯(cuò)誤，杜絕產(chǎn)品缺陷的產(chǎn)生。絕大部分的缺陷故障都是由人為失誤造成的，而采用 QCOS防錯(cuò)系統(tǒng)可以有效地消除人為差錯(cuò)，大大降低缺陷率甚至消除缺陷。

以本文介紹的柔性化汽車裝配生產(chǎn)線為例，在汽車裝配生產(chǎn)線的每個(gè)工位上，每一個(gè)需要擰緊螺栓的點(diǎn)稱為一個(gè) QCOS 點(diǎn)，對(duì)每一個(gè) QCOS 點(diǎn)來說，不同的車型需要擰緊的螺栓數(shù)量是不一樣的。現(xiàn)假設(shè)某一工位上的動(dòng)力工具 A 需擰固 A 車型兩個(gè)螺栓、B 車型三個(gè)螺栓，則工位的網(wǎng)絡(luò)控制器首先從現(xiàn)場總線上獲得目前裝配車型（假設(shè)為 B 車型），然后會(huì)對(duì)擰緊工具所對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)器和擰緊工具一一對(duì)應(yīng)）發(fā)出指令使其復(fù)位數(shù)設(shè)定為 3。擰緊工具每擰緊一次，向 QCOS 端口輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，當(dāng) QCOS 端口輸入的脈沖信號(hào)達(dá)到規(guī)定數(shù)量時(shí)（緊固螺栓達(dá)到規(guī)定數(shù)量），計(jì)數(shù)器復(fù)位，同時(shí)發(fā)出一個(gè)OK 信號(hào)，通知控制器，表示該 QCOS 控制點(diǎn)工作結(jié)束，擰緊螺栓的數(shù)量與車型匹配正確。

3 產(chǎn)品質(zhì)量追溯的實(shí)現(xiàn)

在汽車制造業(yè)中，質(zhì)量跟蹤和質(zhì)量追溯是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，是廠家查找質(zhì)量問題的重要手段和質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)的必要手段[2]。在現(xiàn)實(shí)中，這也是追回問題產(chǎn)品的必要途徑。在生產(chǎn)現(xiàn)場，工位既是作為質(zhì)量信息收集的追溯終端，又是可以控制和改變制造質(zhì)量的現(xiàn)場。所以本文將質(zhì)量追溯系統(tǒng)設(shè)計(jì)為基于每個(gè)工位信息的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?？梢詫?duì)每一件產(chǎn)品的生產(chǎn)過程信息進(jìn)行詳細(xì)的記錄及跟蹤，其中包括操作人員信息、物料信息、車型信息以及生產(chǎn)現(xiàn)場的各種異常情況信息等。質(zhì)量追溯系統(tǒng)如下圖所示。

根據(jù)追溯流程，當(dāng)產(chǎn)品中出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的時(shí)候，可以借助質(zhì)量追溯系統(tǒng)查詢到各種相關(guān)信息，從而可以根據(jù)缺陷產(chǎn)生的原因，將缺陷產(chǎn)生范圍最小化。例如某缺陷是由于操作人員失誤產(chǎn)生，可以根據(jù)質(zhì)量追溯系統(tǒng)的紀(jì)錄，追溯到具體的責(zé)任人，以及該人所生產(chǎn)的所有產(chǎn)品。同樣，對(duì)于那些由于零部件等物料原因產(chǎn)生的缺陷，也可以根據(jù)追溯系統(tǒng)的歷

史紀(jì)錄數(shù)據(jù)，通過適當(dāng)?shù)姆治龊驮u(píng)估，確定該批次物料所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品信息，進(jìn)而可以精確地確定可能存在缺陷的產(chǎn)品數(shù)量及范圍，企業(yè)只需要對(duì)這些小批量的產(chǎn)品進(jìn)行追溯及召回即可，從而可以盡可能的降低企業(yè)由于需要進(jìn)行大范圍的質(zhì)量追溯及產(chǎn)品召回所造成的損失[3]。

可見，質(zhì)量追溯系統(tǒng)的應(yīng)用不僅有助于企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量的判定及分析預(yù)警，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且對(duì)于提高企業(yè)的人員、物料管理水平也是大有益處的。

4 結(jié)論

（1）采用基于 CAN 總線的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將生產(chǎn)現(xiàn)場的 QCOS 防錯(cuò)系統(tǒng)、物料拉動(dòng)系統(tǒng)、車型識(shí)別系統(tǒng)及質(zhì)量追溯系統(tǒng)進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)。

（2）實(shí)現(xiàn)對(duì)柔性化汽車生產(chǎn)線的車型自動(dòng)識(shí)別及排序，并且在各個(gè)生產(chǎn)工位實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)的防錯(cuò)質(zhì)量控制，有助于降低人工操作失誤及減少產(chǎn)品缺陷的產(chǎn)生。

（3）針對(duì)產(chǎn)品缺陷產(chǎn)生的不同因素，設(shè)計(jì)了完善的質(zhì)量追溯系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷產(chǎn)生范圍的快速、準(zhǔn)確界定，降低了企業(yè)損失。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳少甫. 多品種、大批量汽車生產(chǎn)用柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線[J]. 湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，1994（2）：60-67.

[2]Shingo S. 零質(zhì)量控制：源頭檢驗(yàn)及故障預(yù)防系統(tǒng)[M]. 生產(chǎn)率出版，1986.

[3]趙華堅(jiān)，奚立峰. 應(yīng)用防錯(cuò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量零缺陷[J]. 工業(yè)工程與管理，2002（4）：46-49.