多品種自動(dòng)化流水線鑄造生產(chǎn)的防錯(cuò)技術(shù)與管理

劉 超，王新慧，王鑫超，劉立強(qiáng)

(濰柴動(dòng)力（濰坊）鑄鍛有限公司，山東濰坊 261000)

1 前言

現(xiàn)代化的鑄造生產(chǎn)車間采用自動(dòng)化流水線大批量式生產(chǎn)工藝。與過去單機(jī)式操作生產(chǎn)方式相比，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了操作者勞動(dòng)強(qiáng)度[1]。由于采用制芯中心、自動(dòng)造型線、全自動(dòng)清理工藝、軌道線式輸送，此生產(chǎn)方式特別適用于單一產(chǎn)品的大批量快速鑄造生產(chǎn)而不適用多系列、多品種、訂單式的混合式生產(chǎn)方式。

當(dāng)前以市場(chǎng)為導(dǎo)向的經(jīng)營(yíng)模式要求鑄造生產(chǎn)車間必須具備新產(chǎn)品及其變形產(chǎn)品與成熟產(chǎn)品的快速化混線生產(chǎn)條件，尤其伴隨柴油機(jī)排放的升級(jí)，濰柴集團(tuán)不斷研發(fā)各類換代新產(chǎn)品及變型產(chǎn)品，產(chǎn)品種類和數(shù)量不斷增加，對(duì)鑄鍛公司技術(shù)和產(chǎn)品管理工作提出了更高的要求。產(chǎn)品技術(shù)管理作為穩(wěn)定和提升產(chǎn)品質(zhì)量的重要支撐[2]，需要不斷的提升以適應(yīng)現(xiàn)代化鑄造行業(yè)的發(fā)展需求，對(duì)于大批量高效化多產(chǎn)品混線生產(chǎn)作業(yè)，防錯(cuò)技術(shù)作為產(chǎn)品技術(shù)管理的重要手段，在穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、提升過程保障能力、避免批量質(zhì)量問題發(fā)生等方面發(fā)揮著不可替代的作用[3-5]。

2 主要防錯(cuò)點(diǎn)介紹

鑄造生產(chǎn)作為一項(xiàng)復(fù)雜的多工序組合的工藝過程，不同系列產(chǎn)品在不同工序可能需要不同的防錯(cuò)技術(shù)與管理，這樣才能保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。如何將防錯(cuò)管理應(yīng)用到鑄造產(chǎn)品防錯(cuò)管理中，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人在多年的生產(chǎn)實(shí)踐中，不斷學(xué)習(xí)各行業(yè)先進(jìn)的防錯(cuò)經(jīng)驗(yàn)和理念，進(jìn)行了大量的探索，將適用于自動(dòng)化、流水線、多產(chǎn)品混合生產(chǎn)的鑄造防錯(cuò)技術(shù)分為三大類：工藝工裝設(shè)計(jì)階段的防錯(cuò)、生產(chǎn)條件和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的防錯(cuò)、生產(chǎn)過程的防錯(cuò)。并按照防錯(cuò)技術(shù)分類和防錯(cuò)級(jí)別形成鑄造產(chǎn)品防錯(cuò)檔案，并以新產(chǎn)品或變形產(chǎn)品生產(chǎn)為起點(diǎn)，以鑄造工藝流程為主線，以問題為導(dǎo)向建立了適應(yīng)現(xiàn)代化鑄造生產(chǎn)模式的鑄造產(chǎn)品防錯(cuò)管理檔案，保證全新產(chǎn)品或變形產(chǎn)品適用于當(dāng)前的自動(dòng)化生產(chǎn)線。

3 防錯(cuò)效果的實(shí)現(xiàn)

3.1 工裝工藝設(shè)計(jì)階段的防錯(cuò)

我公司某車間承擔(dān)公司W(wǎng)P4/WP6、WP5/WP7、WP9、WP10 各系列產(chǎn)品及其新增變形產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)，共生產(chǎn)四大系列50 種產(chǎn)品，在組織生產(chǎn)與質(zhì)量管理整個(gè)過程中應(yīng)用了各類防錯(cuò)技術(shù)及其管理流程，保證了各類產(chǎn)品的正常鑄造生產(chǎn)。

3.1.1 芯盒的活塊化與字牌標(biāo)注法設(shè)計(jì)

對(duì)于同一系列的不同產(chǎn)品芯盒采用活塊化設(shè)計(jì)，即同一套芯盒僅更換活塊就能滿足不同產(chǎn)品的砂芯需要。此設(shè)計(jì)減少了模具種類和數(shù)量，降低了成本，并且防止模具更換錯(cuò)誤導(dǎo)致的產(chǎn)品錯(cuò)誤。另設(shè)計(jì)此類模具時(shí)要同時(shí)設(shè)計(jì)出字牌，做到活塊與字牌的一一對(duì)應(yīng)，通過標(biāo)注字號(hào)方法識(shí)別不同產(chǎn)品，如圖1 和圖2 所示。

通過更換芯盒中的活塊和字牌來實(shí)現(xiàn)幾種產(chǎn)品相互間快速切換的目的，最大程度地節(jié)約制造成本和防止生產(chǎn)錯(cuò)誤。

3.1.2 型板的組合式字頭標(biāo)記法設(shè)計(jì)

型板設(shè)計(jì)時(shí)，型板上標(biāo)注出系列號(hào)，字頭改變以往整體鑲塊的形式，12 個(gè)數(shù)字均采用活塊組合設(shè)計(jì)，以便于件號(hào)隨產(chǎn)品轉(zhuǎn)換而及時(shí)更換，確保毛坯件號(hào)的準(zhǔn)確性，防止后續(xù)工序因件號(hào)標(biāo)識(shí)不對(duì)而產(chǎn)生的錯(cuò)誤，如圖3 所示。

3.2 生產(chǎn)條件與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)防錯(cuò)

在生產(chǎn)前期準(zhǔn)備過程中，要合理編制各類防錯(cuò)化工藝文件，防錯(cuò)化目視化看板和產(chǎn)品實(shí)物的對(duì)比化展示看臺(tái)。通過三級(jí)展示，從視覺和工藝上對(duì)各位操作者進(jìn)行培訓(xùn)和灌輸各類產(chǎn)品的區(qū)別，確保防錯(cuò)化管理應(yīng)用于每一個(gè)操作者的每一道工序如圖4、圖5 和圖6 所示。

（1）在易出錯(cuò)工序編制各類作業(yè)指導(dǎo)書、操作要領(lǐng)書等，從工藝方法上指導(dǎo)操作者進(jìn)行防錯(cuò)化操作。

圖1 活塊化設(shè)計(jì)的工裝結(jié)構(gòu)

圖2 防錯(cuò)字牌的設(shè)計(jì)與顯示

圖3 型板字頭標(biāo)記法

圖4 防錯(cuò)文件

圖5 防錯(cuò)實(shí)物展示圖

（2）在工裝更換工序、組芯工序、造型合箱工序、檢驗(yàn)工序和在制品存放工序放置變形產(chǎn)品防錯(cuò)化目視化看板，指導(dǎo)各個(gè)操作者一目了然的進(jìn)行產(chǎn)品的防錯(cuò)化操作。

圖6 防錯(cuò)看板展示

（3）在制芯工序和下芯工序，放置砂芯展示臺(tái)，對(duì)形狀相似砂芯進(jìn)行實(shí)物對(duì)比，也起到現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)作用，保證操作者操作的正確性。

3.3 生產(chǎn)過程防錯(cuò)

生產(chǎn)過程流程圖如圖7 所示，在生產(chǎn)過程流程中，通過防錯(cuò)管理流程對(duì)易出錯(cuò)的工序進(jìn)行防錯(cuò)管控。重點(diǎn)在四個(gè)方面：制芯工裝的更換確認(rèn)，立庫砂芯的專人化管理，造型產(chǎn)品更換確認(rèn)單，清理工序的件號(hào)把關(guān)。

砂芯轉(zhuǎn)移儲(chǔ)存過程通過砂芯轉(zhuǎn)化器、砂芯識(shí)別光柵和專人化管控三方面來進(jìn)行防錯(cuò)管理，如圖8 所示。

3.4 全新產(chǎn)品的防錯(cuò)化生產(chǎn)管理流程

當(dāng)前鑄造車間必須為客戶隨時(shí)提供用于實(shí)驗(yàn)的新型產(chǎn)品樣件進(jìn)而縮短新產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)度，這給鑄造車間的正?；a(chǎn)帶來很大的挑戰(zhàn)，因此對(duì)于此類樣件的鑄造生產(chǎn)必須按照一定的防錯(cuò)流程來保證新產(chǎn)品的快速化鑄造生產(chǎn)，可以總結(jié)為“檔案追蹤式”生產(chǎn)管理模式。

圖7 生產(chǎn)過程流程圖

圖8 砂芯自動(dòng)化識(shí)別流程圖

（1）產(chǎn)品與當(dāng)前生產(chǎn)條件匹配程度的檔案因素。不同產(chǎn)品需要考慮的因素不同，大概需要綜合考慮以下15 條因素：1）確認(rèn)新產(chǎn)品特征；2）工裝的更換與恢復(fù)；3）砂芯的存放；4）型板字頭的更換；5）氣眼針是否發(fā)生變化，氣眼針坐標(biāo)調(diào)整；6）澆注溫度是否相應(yīng)調(diào)整；7）現(xiàn)有各類砂芯夾具、胎具是否滿足；8）現(xiàn)有造型夾具、胎具是否滿足；9）產(chǎn)生的新特征是否對(duì)機(jī)械手夾緊有影響；10）磨床胎具是否滿足要求；11）有無特定細(xì)清工具；12）產(chǎn)品是否滿足各軌道線要求；13）產(chǎn)品是否滿足噴粉噴頭要求；14）產(chǎn)品在制品存放與投料的單獨(dú)管理；15）新產(chǎn)品的焊補(bǔ)滯后問題。

（2）建立生產(chǎn)檔案，追蹤整個(gè)生產(chǎn)過程及其防錯(cuò)管理。檔案表的設(shè)計(jì)和流轉(zhuǎn)就是對(duì)新產(chǎn)品的追溯過程，需要不同生產(chǎn)線結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)檔案表格，關(guān)鍵是跟蹤過程減少錯(cuò)誤的發(fā)生，確保新產(chǎn)品質(zhì)量和訂單及時(shí)率。

4 總結(jié)

大批量、流水線、自動(dòng)化、多品種混線鑄造生產(chǎn)是當(dāng)前現(xiàn)代化鑄造生產(chǎn)線的必然生產(chǎn)趨勢(shì)。鑄造產(chǎn)品防錯(cuò)管理與技術(shù)體系的建設(shè)和實(shí)踐是對(duì)防錯(cuò)管理在鑄造生產(chǎn)應(yīng)用的深入和升華，是對(duì)鑄造工藝和流程的優(yōu)化改進(jìn)和不斷創(chuàng)新，同時(shí)也是一項(xiàng)“全員參與、全過程管理”的有效管理舉措。

（1）建立了大批量混線鑄造生產(chǎn)的良好秩序，提升了生產(chǎn)效率

防錯(cuò)體系的搭建梳理了從產(chǎn)品工藝工裝設(shè)計(jì)、制芯和造型、鑄件清理轉(zhuǎn)運(yùn)及鑄件的入庫和投料等整個(gè)鑄造生產(chǎn)流程，通過建立防錯(cuò)預(yù)防、工序內(nèi)控制、工序間防錯(cuò)把關(guān)等層層防錯(cuò)機(jī)制，同時(shí)結(jié)合鑄造生產(chǎn)防錯(cuò)追溯管理，實(shí)現(xiàn)了鑄造生產(chǎn)過程“設(shè)計(jì)由原則、信息可查詢、流向可跟蹤、責(zé)任可追究”的目標(biāo)，建立了規(guī)范有序的生產(chǎn)秩序，提高了生產(chǎn)效率，提升了整個(gè)企業(yè)的管理水平。

（2）降低了驗(yàn)證流程與時(shí)間

建立了新產(chǎn)品與變形產(chǎn)品等全新產(chǎn)品在生產(chǎn)線上的訂單式防錯(cuò)生產(chǎn)，大大降低了驗(yàn)證流程與時(shí)間，為新產(chǎn)品的產(chǎn)出提供了快速有效的保障。

（3）降低了鑄造生產(chǎn)的綜合成本

鑄造產(chǎn)品防錯(cuò)管理體系的運(yùn)行和實(shí)施提高了過程控制的準(zhǔn)確率和穩(wěn)定性，提高了產(chǎn)品合格率，大大降低了因廢品返工和返修等過程中產(chǎn)生的各種損失和浪費(fèi)，以低成本、高品質(zhì)的鑄件產(chǎn)出支撐企業(yè)以打造成為全球發(fā)動(dòng)機(jī)鑄件卓越供應(yīng)商的偉大愿景。