國六柴油機(jī)后處理催化器生產(chǎn)工藝中的防錯(cuò)應(yīng)用分析

劉廣鵬

摘? 要：隨著工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心網(wǎng)站發(fā)布《關(guān)于重型柴油車國六排放產(chǎn)品確認(rèn)工作的通知》，通知中明確自2021年7月1日起停止生產(chǎn)、銷售不符合國六標(biāo)準(zhǔn)要求的重型柴油車產(chǎn)品，自此，我國柴油機(jī)正式進(jìn)入“國六”時(shí)代，重型車國六標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)一步加嚴(yán)，氮氧化物（NOx）和顆粒物限值分別減低77%和67%，排放要求持續(xù)升級(jí)，對(duì)國內(nèi)后處理廠家而言，是機(jī)會(huì)也是挑戰(zhàn)，面對(duì)挑戰(zhàn)成本控制和質(zhì)量控制重要性突顯，生產(chǎn)過程中的防錯(cuò)是質(zhì)量控制的一種有效手段，降低質(zhì)量成本提高市場競爭力。本文闡述了后處理催化器在生產(chǎn)過程中的防錯(cuò)工藝應(yīng)用，期望有更好的防錯(cuò)手段促進(jìn)催化器的生產(chǎn)工藝。

關(guān)鍵詞：后處理;催化器;質(zhì)量;防錯(cuò)工藝

1B公司后處理催化器主要生產(chǎn)工藝簡要

和大部分汽車零部件生產(chǎn)一樣，催化器生產(chǎn)為工序多、批量大，主要生產(chǎn)工藝為制筒、封裝、焊接、裝配等，工序進(jìn)行過程中，仍然會(huì)存在一系列質(zhì)量問題，錯(cuò)裝漏裝屢見不鮮，造成的質(zhì)量問題不計(jì)其數(shù)。

2催化器生產(chǎn)過程無防錯(cuò)或防錯(cuò)失效的典型問題

2.1.產(chǎn)品上用了錯(cuò)誤的零件，相似件混用;

2.2.制造過程中，員工因疏忽、遺漏正常的生產(chǎn)工序，或誤裝、重復(fù)裝;

2.3.員工職業(yè)素養(yǎng)欠缺、技能不滿足和指導(dǎo)書理解偏差等，不能完全按照設(shè)計(jì)工藝操作，造成施工不規(guī)范;

2.4.原材料不合格，到了制造現(xiàn)場未被發(fā)現(xiàn);

2.5.使用了錯(cuò)誤的工裝模具或設(shè)備，及設(shè)備有異常沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn);

2.6.使用了錯(cuò)誤的量檢具，或測(cè)試方法;

以上都會(huì)導(dǎo)致一系列問題，輕則返工返修，重則影響整車安全，人身安全，造成不利影響。

3催化器生產(chǎn)防錯(cuò)工藝實(shí)施后解決問題實(shí)例解析

3.1設(shè)計(jì)之初連同DFMEA考慮制造過程中的防錯(cuò)問題，雖然DFMEA不是依靠過程控制來克服設(shè)計(jì)中的缺陷，但其可以考慮制造過程中技術(shù)的客觀限制，從而為過程控制提供了良好的基礎(chǔ)。通過設(shè)計(jì)，盡可能的考慮到防錯(cuò)問題，從而減少后期批量生產(chǎn)的檢驗(yàn)頻次，降低成本也提高效率。為保證在制造過程中，端口整形工序不會(huì)出現(xiàn)兩端頭端口整形錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)時(shí)將同一個(gè)DPF封裝組件兩端設(shè)計(jì)為同樣的端口，制造過程中無需對(duì)端口防錯(cuò)，若設(shè)計(jì)無法避免時(shí)，同一個(gè)DPF封裝組件上有公端口也有母端口，在制造過程中需做防錯(cuò)措施，否則將有端口整錯(cuò)的質(zhì)量隱患。

3.2制造過程中，若發(fā)現(xiàn)更優(yōu)的生產(chǎn)工藝，需不斷的優(yōu)化，可以是顛覆式的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。如DOC封裝組件，設(shè)計(jì)時(shí)已考慮到在焊接時(shí)的方向防錯(cuò)，在DOC筒體的一側(cè)增加缺口，實(shí)際制造時(shí)，發(fā)現(xiàn)防錯(cuò)探測(cè)失效，利用焊接夾具上定位銷釘無法認(rèn)向。于是測(cè)試，在自動(dòng)縮頸工序中，通過增加PLC縮口次數(shù)程序段，在工藝參數(shù)中設(shè)定是否使用及縮頸尺寸和范圍，再利用縮頸后筒體端邊變形喇叭口的特性，進(jìn)氣端和出氣端連接封裝組件，從而達(dá)到DOC封裝組件方向防錯(cuò)（如圖3.1示意）。

3.3同為封裝組件焊接防錯(cuò)，驗(yàn)證另一種防錯(cuò)方式，在制筒下線處或封裝上筒體前，增加筒體任意一端粘貼色標(biāo)工序（經(jīng)驗(yàn)證未占用時(shí)間實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間），上封裝線時(shí)（封裝工序前），利用視覺掃描系統(tǒng)（基恩士IV500）識(shí)別筒體放向，若識(shí)別通過方可進(jìn)入封裝工序，反之設(shè)備報(bào)錯(cuò)，該筒體進(jìn)入NG通道，待正確的筒體完成封裝工序后，在焊接工裝上增加色標(biāo)傳感器（松下色標(biāo)傳感器lx101），將色標(biāo)信號(hào)作為啟動(dòng)焊接的先決條件，避免裝錯(cuò)方向仍然可以焊接，經(jīng)批量驗(yàn)證，該防錯(cuò)方式具備可行性，且成本投入較少。

3.4利用自動(dòng)化設(shè)備的集成性防錯(cuò)（如圖3.2），封裝工序前的一系列原材料驗(yàn)證，通過確認(rèn)，流入下個(gè)工序，任何原材料的有偏差，即入NG通道。

襯墊防錯(cuò)，根據(jù)襯墊性能，一般襯墊可以分為對(duì)稱和非對(duì)稱設(shè)計(jì)（部分襯墊不分正反），這里主要分析需區(qū)分正反的，根據(jù)襯墊的缺口位置的差異，使用可調(diào)整尺寸的襯墊料箱，尺寸調(diào)整搖桿上增加編碼器（考慮成本及使用頻次，顧設(shè)計(jì)為手搖式，可選擇伺服驅(qū)動(dòng)），調(diào)整的位置值記錄在設(shè)備工藝程序上，位置偏差時(shí)，通過PLC程序讓設(shè)備報(bào)錯(cuò)且讓該動(dòng)作不能啟動(dòng)。利用襯墊的不對(duì)稱性，放入料箱時(shí)只能為正確的方式，使得錯(cuò)誤的襯墊或錯(cuò)誤的方式無法裝入料箱，此為機(jī)械防錯(cuò);為避免正確的襯墊中有不合格品，再利用梅特勒托利多電子稱稱重，重量篩選通過后待用，此為電氣防錯(cuò)，否則進(jìn)入襯墊NG通道。

載體防錯(cuò)，先利用兩個(gè)漫反射光電開關(guān)，默認(rèn)通過條件一個(gè)為值為1，一個(gè)值為0，利用兩個(gè)開關(guān)的上下間隙，確認(rèn)載體高度正確（如圖3.3），雙條件滿足后利用基恩士激光測(cè)量傳感器，測(cè)量載體直徑，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)載體測(cè)量的過程中，二維碼掃碼槍識(shí)別載體防錯(cuò)碼，確認(rèn)直徑并匹配物料信息是否正確，以上流程全部放行后，載體通過待用，反之進(jìn)入載體NG通道。

筒體防錯(cuò)，利用基恩士IV500圖像識(shí)別傳感器，對(duì)輸送線上的每個(gè)筒體進(jìn)行拍照掃描，識(shí)別高度和特定特征（孔位、輪廓等），比對(duì)正確的筒體后待用，或識(shí)別錯(cuò)誤后進(jìn)入筒體NG通道。

值得注意的是，設(shè)備不是不會(huì)出錯(cuò)，只是概率低，制造過程中，本著“寧可殺錯(cuò)，不可放過”的質(zhì)量原則，所有防錯(cuò)做了加嚴(yán)處理，且封裝作為催化器生產(chǎn)的關(guān)鍵工序，使用多重防錯(cuò)方式疊加，大大增加防錯(cuò)的可靠性。通過設(shè)備對(duì)該工序成品的百檢，也避免了不合格流到下工序，通過NG通道流出。

3.5當(dāng)工序檢查不出來，可退而求其次，選擇在后道序上線時(shí)篩選出，把工藝流化繁為簡，或直接跳過容易錯(cuò)的環(huán)節(jié)。由于國六催化器上傳感器較多且相對(duì)狀態(tài)復(fù)雜，不易統(tǒng)一且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化困難。經(jīng)一番試驗(yàn)證明，把原本線體散裝的線束及傳感器集成到線下預(yù)裝，不僅天然的增加了一道上線檢查工序，螺柱漏打等人員參加較多的工序，也可以到裝配線上（后道序）檢查出，大大降低不合格品流入市場的風(fēng)險(xiǎn)，更提高了生產(chǎn)力。

3.6不能完全避免，可以加強(qiáng)提醒，緩和錯(cuò)誤的影響力。保溫殼實(shí)例，利用生產(chǎn)制造輔助系統(tǒng)，開發(fā)手機(jī)二維碼掃碼APP，在保溫殼上刻印二維碼，包殼工序時(shí)，使得殼體二維碼和封裝組件二維碼相關(guān)聯(lián)，且分別對(duì)二維碼做正確性匹配，正確掃描后，綠色通過，反之提醒，聲光報(bào)錯(cuò)，且可以作為設(shè)備啟動(dòng)的條件（實(shí)際生產(chǎn)中只做了聲光報(bào)警的提醒）。與此同時(shí)，將所有工序的掃碼收集匯總，為全流程追溯和全生命周期追溯提供了數(shù)據(jù)源，從原材料料到成品，從供應(yīng)商到客戶。

螺柱螺絲防錯(cuò)，以螺柱為例。B公司現(xiàn)有螺柱4種規(guī)格的螺柱，外形只有長度差異，用錯(cuò)常態(tài)化，遂增加4種不同顏色區(qū)分，螺柱物料盒、螺柱工裝定位口、螺柱焊槍三位一色，提高分辨率降低用錯(cuò)的概率，即便有少量焊錯(cuò)，通過線下預(yù)裝線束，到了裝配線仍會(huì)被識(shí)別出。此方式也是加強(qiáng)提醒防錯(cuò)的一種。當(dāng)然利用設(shè)備會(huì)增加可靠度，比如機(jī)器人+螺柱送釘機(jī)構(gòu)。

3.7針對(duì)制造過程中會(huì)出現(xiàn)沒有合適的防錯(cuò)工藝，但失效后仍會(huì)造成嚴(yán)重的不良后果，“四眼原則”是個(gè)不錯(cuò)的方式，通過至少兩個(gè)人的人為篩選，可降低出錯(cuò)的概率。

3.8工裝模具的使用防錯(cuò)，使用二進(jìn)制的原理由4個(gè)或多個(gè)接近開關(guān)構(gòu)成，在工裝模具上增加特定的識(shí)別感應(yīng)塊，PLC程序識(shí)別正確的工模后允許進(jìn)入下個(gè)步序，俗稱“8421防錯(cuò)法”，適用于成本要求高，模具數(shù)量相對(duì)較少的場景。經(jīng)實(shí)際使用情況看，工裝模具數(shù)量較多時(shí)，RFID射頻識(shí)別技術(shù)更有優(yōu)勢(shì)。

3.9利用工裝模具防錯(cuò)，如國六催化器的傳感器接頭的防錯(cuò)，針對(duì)每個(gè)傳感器座子，使用不同的定位頭，在配合定位機(jī)構(gòu)上接近開關(guān)，做到一個(gè)工裝只能使用一種傳感器接頭，從而有效的防錯(cuò)。

3.10安全光柵、雙手按鈕不僅對(duì)人員安全有防護(hù)作用，在日常生產(chǎn)過程中對(duì)設(shè)備、產(chǎn)品也有防錯(cuò)作用。如利用安全光柵或雙手按鈕，都可以避免裝件時(shí)人為干預(yù)的錯(cuò)誤（雙手按鈕不單純的是兩個(gè)開關(guān)，以三菱PLC為例，程序參照?qǐng)D3.4）。

4防錯(cuò)的一般檢查方式和確定需要防錯(cuò)的工序

4.1識(shí)別相似的零件，再模擬混用的情況，若該工序成功混用，即確認(rèn)該工序需做防錯(cuò)，做到事前識(shí)別。

4.2通過PFMEA巡檢、分層審核、質(zhì)量體系內(nèi)審、過程審核等多種渠道檢查出需要防錯(cuò)的工序，通過合理化建議找出更優(yōu)的防錯(cuò)方式，有更優(yōu)的防錯(cuò)方式后，更新防錯(cuò)一覽表，通過培訓(xùn)，員工實(shí)際操作，再合理化，再培訓(xùn)操作，形成螺旋式提升。

4.3分析產(chǎn)品一次下線合格率和過程質(zhì)量問題清單，篩選出發(fā)生頻次高的問題，再從中挖掘防錯(cuò)實(shí)施的可能性。

4.4開班前的作業(yè)準(zhǔn)備驗(yàn)證，需涵蓋所有防錯(cuò)驗(yàn)證。一種是驗(yàn)證正確，一種是驗(yàn)證錯(cuò)誤，兩種驗(yàn)證方式一般都要進(jìn)行，正常作法為先驗(yàn)證錯(cuò)誤的方式，不能通過后驗(yàn)證正確的方式，正常通過后作為首件進(jìn)行檢驗(yàn)，上料時(shí)確認(rèn)正確性，測(cè)試完成后留有記錄，可上傳信息系統(tǒng)，也可以留有紙質(zhì)記錄，由班組長二次審核，確認(rèn)后放行生產(chǎn)。

5結(jié)論

同個(gè)工序，可能會(huì)有多種防錯(cuò)方式，同一種防錯(cuò)方式也可以在不同場景得到發(fā)揮，只有更好的，沒有最好的，需要不同探索專研，才能有更合適的防錯(cuò)方式，目的就是通過一系列防錯(cuò)手段，降低成本和對(duì)人員的依賴，提高質(zhì)量和效率。防錯(cuò)方式，可以為機(jī)械結(jié)構(gòu)，電氣自動(dòng)化，或軟件系統(tǒng)，不僅可以減少問題發(fā)生，也可以提高效率。