面向空調(diào)的精益制造工藝性審查

劉業(yè)文 周子榮 張杰 鄧映波

珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070

1 引言

精益設(shè)計(jì)是精益制造的源頭，是決定精益企業(yè)命運(yùn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。精益工藝審查方法在精益設(shè)計(jì)源頭的實(shí)施，可以幫助提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低材料成本、縮短產(chǎn)品審查周期、減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)修改。精益設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中就已考慮制造與裝配等因素，可以直接在后續(xù)制造環(huán)節(jié)中帶來(lái)傳統(tǒng)制造生產(chǎn)所無(wú)法產(chǎn)生的精益效果[1]。

傳統(tǒng)的空調(diào)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)只重視設(shè)計(jì)，然而設(shè)計(jì)人員對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)缺乏了解，缺乏工藝精益制造意識(shí)，不重視生產(chǎn)效率及成本，是一種粗放式的設(shè)計(jì)。這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品到了試產(chǎn)階段往往會(huì)出現(xiàn)大量的生產(chǎn)問(wèn)題，最終零件模具無(wú)法更改，導(dǎo)致產(chǎn)品只能“帶病”生產(chǎn)。而工藝是承接設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的重要連接橋梁，產(chǎn)品如要想實(shí)現(xiàn)大批量“無(wú)病”生產(chǎn)必須依靠工藝技術(shù)。離開(kāi)工藝技術(shù)，產(chǎn)品難以實(shí)現(xiàn)高效批量生產(chǎn)。為充分評(píng)估現(xiàn)有工藝技術(shù)能否滿足產(chǎn)品開(kāi)發(fā)需求，就必須要做好產(chǎn)品精益制造工藝審查工作，工藝審查人員必須對(duì)生產(chǎn)流程、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)線體布局、工藝技術(shù)方法具有充分了解，并且要熟悉產(chǎn)品結(jié)構(gòu)裝配方式，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初就進(jìn)行深入的精益結(jié)構(gòu)工藝性審查，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理性和量產(chǎn)可行性[2]。

2 精益工藝審查方法

工藝審查是一項(xiàng)需要工藝員掌握零件的生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)的裝配工藝、測(cè)試的質(zhì)量等多方面技能的工作，為做好工藝審查必須要從零件的生產(chǎn)、運(yùn)輸，零件的組裝，整機(jī)的測(cè)試、包裝等全流程進(jìn)行審查。還應(yīng)該積累生產(chǎn)異常、售后質(zhì)量異常問(wèn)題，同步建立精益審查庫(kù)[3]，沉淀審查經(jīng)驗(yàn)，以便更好的服務(wù)新進(jìn)工藝員審查，快速提升審查技能。為提高設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)質(zhì)量，還應(yīng)該進(jìn)行同行業(yè)或跨行業(yè)的對(duì)標(biāo)審查，借鑒改進(jìn)先進(jìn)精益結(jié)構(gòu)裝配技術(shù)，達(dá)到精益設(shè)計(jì)目的。

3 精益制造工藝性審查內(nèi)容

為保證新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)滿足工藝量產(chǎn)需求，需對(duì)新開(kāi)發(fā)產(chǎn)品進(jìn)行精益制造工藝性審查，避免因工藝制造問(wèn)題導(dǎo)致產(chǎn)品無(wú)法滿足量產(chǎn)需求。目前在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中均要求工藝審查人員參與產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)之初為產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員提供工藝精益審查指導(dǎo)建議，方便設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免后續(xù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案改動(dòng)造成產(chǎn)品改模，開(kāi)發(fā)周期過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。目前精益制造工藝性審查內(nèi)容主要分為精益零件制造性審查、精益生產(chǎn)效率性審查、精益裝配結(jié)構(gòu)工藝性審查、實(shí)驗(yàn)性可靠性審查、工藝技術(shù)可靠性審查五版塊進(jìn)行初步的探討，如圖1。

3.1 精益零件制造性審查

零件為裝配質(zhì)量可靠性的源頭，要想實(shí)現(xiàn)精益裝配，必須要對(duì)零件進(jìn)行精益設(shè)計(jì)。室內(nèi)機(jī)精益零件制造工藝審查應(yīng)考慮可實(shí)現(xiàn)性、易于制造性，確保零件滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，能在現(xiàn)有工藝水平下實(shí)現(xiàn)制造穩(wěn)定性的原則。如某室內(nèi)機(jī)面板裝飾條設(shè)計(jì)采用燙金工藝方法實(shí)現(xiàn)，燙金工藝一般為平面燙金，但裝飾條為弧面+平面結(jié)構(gòu)，要想實(shí)現(xiàn)零件燙金，燙金方案設(shè)計(jì)為弧面燙金+平面燙金，但實(shí)際零件出模時(shí)在弧面與平面位置存在合模線，燙金后因?yàn)楹夏＞€的問(wèn)題，出現(xiàn)燙金露白，直接降低了燙金的附著力，導(dǎo)致?tīng)C金容易脫落的問(wèn)題，如圖2。產(chǎn)品審查初期因只考慮了燙金的可行性，但沒(méi)有考慮模具出模分型線毛刺對(duì)燙金工藝的影響，造成零件生產(chǎn)困難問(wèn)題，無(wú)法滿足現(xiàn)有工藝制造水平，達(dá)不到精益零件制造的效果。

合并零件是精益設(shè)計(jì)重要?jiǎng)?chuàng)新思路之一，而對(duì)精益零件審查需遵循以下原則：

A.零件生產(chǎn)工藝審查：零件生產(chǎn)應(yīng)該能確保高效產(chǎn)出，不應(yīng)該出現(xiàn)需要延長(zhǎng)模具保壓時(shí)間去控制零件尺寸，導(dǎo)致零件生產(chǎn)周期過(guò)長(zhǎng)問(wèn)題；

B.二次生產(chǎn)工藝審查：零件應(yīng)能滿足電鍍、燙金、噴涂等二次處理要求，不應(yīng)該存在噴涂等二次處理工藝后出現(xiàn)掉漆、掉色問(wèn)題等質(zhì)量問(wèn)題；

C.運(yùn)輸包裝工藝審查：零件應(yīng)易于包裝及拆包，盡量適配周轉(zhuǎn)工具箱，減少內(nèi)部周轉(zhuǎn)次數(shù)，且產(chǎn)品在運(yùn)輸過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)檫\(yùn)輸導(dǎo)致的斷裂等問(wèn)題；

D.總裝裝配工藝審查：總裝在組裝零件時(shí)應(yīng)該不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)檠b配應(yīng)力導(dǎo)致零件斷裂，且零件應(yīng)該易于區(qū)分，不容易存在因?yàn)榛靵y導(dǎo)致物料裝配錯(cuò)誤問(wèn)題，應(yīng)具有防呆的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

3.2 精益生產(chǎn)效率性審查

總裝精益的生產(chǎn)效率應(yīng)該滿足減少零件個(gè)數(shù)、減少操作工序的原則，在進(jìn)行精益審查時(shí)應(yīng)使產(chǎn)品或部件包含盡可能少的零件以及工序，以便提高生產(chǎn)效率，降低成本[4]。如某分體機(jī)顯示器使用兩顆螺釘固定于面板上，裝配效率較低。經(jīng)過(guò)對(duì)裝配結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使用面板卡扣對(duì)顯示器進(jìn)行固定，減少一顆螺釘物料，減少一個(gè)固定螺釘工序，提高生產(chǎn)效率，降低成本，如圖3所示。

3.3 精益裝配結(jié)構(gòu)工藝性審查

高效的精益結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足裝配可視化、自動(dòng)化、無(wú)需多種輔助工具裝配的原則：

圖1 精益制造工藝性審查架構(gòu)

圖2 裝飾條合模線導(dǎo)致?tīng)C金露白

圖3 顯示器減少固定螺釘?shù)木嫔a(chǎn)方案

圖4 裝飾條卡扣平推裝配精益結(jié)構(gòu)裝配方案

表1 導(dǎo)風(fēng)板理論裝配間隙表

圖5 導(dǎo)風(fēng)板組件可視化定位裝配改善方案

圖6 面板與底殼卡扣筋條接觸異響解決方案

圖7 內(nèi)外導(dǎo)風(fēng)板弧度配合結(jié)構(gòu)圖

（1）裝配應(yīng)使用高效裝配結(jié)構(gòu)，盡量減少裝配動(dòng)作：某空調(diào)室內(nèi)機(jī)面板與裝飾條共22組卡扣，為上下卡扣按壓裝配方式，裝配時(shí)需逐次按壓每個(gè)卡扣，操作效率極低。經(jīng)過(guò)對(duì)比優(yōu)化將卡扣變更為平推卡扣裝配方式，在平推的作用下只需按壓三個(gè)步驟即可完成裝配，裝配效率高，且不會(huì)存在卡扣漏扣的問(wèn)題，質(zhì)量保障也得到大幅度的提升，如圖4。

（2）精益裝配要保障有足夠的可視裝配空間，不應(yīng)使用盲裝裝配結(jié)構(gòu)，避免增加裝配難度，且裝配結(jié)構(gòu)不可視，容易存在裝配質(zhì)量隱患。某分體機(jī)全閉合機(jī)型導(dǎo)風(fēng)板內(nèi)外導(dǎo)風(fēng)板裝配定位結(jié)構(gòu)為內(nèi)部中間筋條盲裝裝配定位，定位結(jié)構(gòu)干涉無(wú)法目視化察覺(jué)，試制生產(chǎn)出現(xiàn)裝配干涉導(dǎo)致長(zhǎng)期受應(yīng)力脫膠異常反饋。

通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精益審查分析，可在內(nèi)外導(dǎo)風(fēng)板邊緣中間做可視化定位筋條，使用結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位，解決結(jié)構(gòu)盲裝問(wèn)題，徹底解決導(dǎo)風(fēng)板定位裝配干涉不可視質(zhì)量問(wèn)題，如圖5。

3.4 實(shí)驗(yàn)性可靠性審查

室內(nèi)機(jī)精益審查應(yīng)關(guān)注結(jié)構(gòu)對(duì)實(shí)驗(yàn)性能的影響，盡量在結(jié)構(gòu)上優(yōu)化，滿足性能要求，避免后續(xù)通過(guò)增加海綿絨布等影響生產(chǎn)效率的輔助物料。某空調(diào)室內(nèi)機(jī)噪聲實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)面板體與底殼后端配合卡扣處產(chǎn)生振動(dòng)異響，需要通過(guò)粘貼四塊絨布解決異響問(wèn)題。經(jīng)過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析，在面板體與底殼配合處增加圓弧小筋條，通過(guò)筋條的支撐作用減少面板體與底殼卡扣接觸面積，解決異響問(wèn)題，無(wú)需增加粘貼絨布，如圖6。

3.5 工藝技術(shù)可靠性審查

精益審查應(yīng)注意工藝技術(shù)可靠性審查，應(yīng)該建立成熟工藝庫(kù)，并同步建立新工藝評(píng)審機(jī)制對(duì)新工藝進(jìn)行充分評(píng)估，避免售后出現(xiàn)質(zhì)量可靠性投訴問(wèn)題。某分體導(dǎo)風(fēng)板兩端弧度配合方式：內(nèi)（注塑）、外（鈑金）兩端弧度包邊粘膠配合方式，可能存在兩端弧度處因變形導(dǎo)致長(zhǎng)期受到應(yīng)力脫膠問(wèn)題，如圖7所示。根據(jù)內(nèi)外導(dǎo)風(fēng)板配合方式進(jìn)行裝配間隙、裝配干涉理論分析，如表1所示。

3.5.1 長(zhǎng)度方向分析結(jié)果

（1）當(dāng)外導(dǎo)風(fēng)板走尺寸上公差，內(nèi)導(dǎo)風(fēng)板走尺寸下公差時(shí)，兩端弧度配合間隙達(dá)3 mm，間隙大，不符合0.6 mm內(nèi)的外觀標(biāo)準(zhǔn)；

（2）當(dāng)外導(dǎo)風(fēng)板走尺寸下公差，內(nèi)導(dǎo)風(fēng)板走尺寸上公差時(shí)，兩端最小間隙為-2.0 mm，裝配干涉，長(zhǎng)期存在內(nèi)應(yīng)力，容易出現(xiàn)脫膠隱患問(wèn)題，如圖8。

3.5.2 寬度方向分析結(jié)果

（1）內(nèi)導(dǎo)風(fēng)板兩端弧度內(nèi)凹變形，外導(dǎo)風(fēng)板兩端弧度外拱變形時(shí)，理論最大間隙達(dá)1.7 mm，裝配間隙大，不符合0.6 mm內(nèi)的外觀標(biāo)準(zhǔn)；

（2）內(nèi)導(dǎo)風(fēng)板兩端弧度外拱變形，外導(dǎo)風(fēng)板兩端弧度內(nèi)凹變形時(shí)，理論裝配最小間隙為-0.7 mm，裝配干涉，長(zhǎng)期存在內(nèi)應(yīng)力，容易出現(xiàn)脫膠隱患問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)精益審查分析此弧度配合方式存在質(zhì)量隱患問(wèn)題，需對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化解決，取消兩端弧度配合方式，調(diào)整為以下直線段配合方式，可有效解決弧度配合所產(chǎn)生脫膠質(zhì)量隱患問(wèn)題，如圖9。

圖8 導(dǎo)風(fēng)板弧度配合分析圖

圖9 內(nèi)外導(dǎo)風(fēng)板配合脫膠解決方案

4 精益工藝審查效益

工藝審查的效益是顯而易見(jiàn)的，從設(shè)計(jì)的源頭進(jìn)行改進(jìn)，避免后續(xù)頻繁改?；蛞蛟O(shè)計(jì)問(wèn)題導(dǎo)致生產(chǎn)售后頻繁發(fā)生質(zhì)量事故造成的經(jīng)濟(jì)損失、客戶流失、口碑降低等問(wèn)題[5]。從現(xiàn)有產(chǎn)品開(kāi)發(fā)情況可發(fā)現(xiàn)，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)初期投入更多的精力進(jìn)行精益審查，可以減少后期的模具改模，降低質(zhì)量事故的發(fā)生概率，其經(jīng)濟(jì)效益是遠(yuǎn)高于產(chǎn)品精益審查投入的。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文主要探討工藝精益審查內(nèi)容以及如何進(jìn)行工藝審查，以期能給同行業(yè)工藝審查者及設(shè)計(jì)員提供審查思路及意見(jiàn)，設(shè)計(jì)出更加精益高效的產(chǎn)品，為企業(yè)節(jié)約更多的成本。