防錯技術(shù)在汽車總裝制造過程的研究

徐蒙，朱益

浙江陸虎汽車有限公司 浙江臨海 317000

隨著社會進步，人們對汽車的使用越來越多，汽車制造廠也在不斷的增多，在各種競爭下不同廠家推出的不同款式、不同配置車型也越來越多，這對目前汽車制造業(yè)特別是總裝車間壓力越來越大，給總裝防錯體系帶來巨大挑戰(zhàn)。

另外，網(wǎng)絡(luò)媒介的迅速發(fā)展使人們對汽車知識了解的也越來越多，對汽車質(zhì)量要求也越來越高。某汽車集團分析2021年客戶投訴問題652個，經(jīng)過制造論證分析，屬于制造過程問題362項，其中人員問題339項，占比93.6%。人員操作原因?qū)е碌膯栴}占比較高多是裝配不到位、加注不良、漏裝及錯裝等。

人員操作原因?qū)е碌膯栴}如錯裝、漏裝、裝配不到位等應(yīng)如何進行規(guī)避呢？本文將從設(shè)計防錯、工藝防錯、設(shè)備防錯及管理防錯四個方面進行闡述，并列舉案例加以說明，為汽車生產(chǎn)總裝制造過程降低錯漏裝問題等提供支持。

錯誤類別及常規(guī)對待錯誤的方法

錯誤是預(yù)期過程的任何偏離，目前汽車總裝制造過程常見的錯誤，可以歸納以下幾種：

1）錯誤的安裝：零件反向錯裝、左右零件裝反。

2）未按照緊固順序安裝：多點緊固時員工未按照主副基準(zhǔn)/工藝要求進行緊固。

3）零件漏裝、漏擰：零件、扭矩未安裝/漏擰緊。

4）零件安裝錯誤：零件未按照整車設(shè)計定義要求進行裝配。

5）零件未安裝到位：零件未按照設(shè)計要求裝配到位。

6）扭矩錯誤：連接點扭矩未按照要求的扭矩進行擰緊。

以上錯誤多由于人為忘記、缺乏經(jīng)驗、疏忽及對作業(yè)過程不熟悉等原因造成，導(dǎo)致制造出來的產(chǎn)品存在缺陷，流入市場，影響質(zhì)量。

各主機廠目前所采用的防止人為錯誤的主要措施是“培訓(xùn)與懲罰”，對操作人員進行大量的培訓(xùn)，管理者也一直勸誡操作人員要認(rèn)真、努力、有“質(zhì)量意識”，當(dāng)錯誤發(fā)生的時候常常采取“扣工資”和“扣獎金”的形式。

但是由于人為疏忽、忘記等所造成的失誤卻很難完全避免，“培訓(xùn)與懲罰”相結(jié)合的防錯方式并不成功。下面就用防錯方法及實際案例對如何避免錯誤或如何防止錯誤流出去進行深入分析。

防錯等級分類及案例

防錯可以從三個維度來考慮：一是消滅錯誤發(fā)生的原因，二是即使犯錯也不會產(chǎn)生不良品，三是防止不良品流出，也就是防產(chǎn)生、防流出兩種類型。

在兩種防錯類型里，將防錯分為四個等級，防錯能力也是逐漸遞減的（見表1）。下面通過案例逐一進行分析。

表1 防錯的分類

設(shè)計防錯

設(shè)計防錯屬于“防產(chǎn)生”類型。傳統(tǒng)認(rèn)知中，只有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)防錯才是設(shè)計防錯。其實，設(shè)計防錯是針對產(chǎn)品、設(shè)備、工具、作業(yè)者及工藝過程的特殊屬性采用的一種防錯形式，其可從根源上杜絕錯誤的發(fā)生，這種防錯也是最有效的，防錯等級相對較高。設(shè)計防錯常見有以下兩種：

（1）產(chǎn)品設(shè)計防錯 主要是設(shè)計裝配唯一性。產(chǎn)品在設(shè)計時要考慮多車型混線生產(chǎn)情況，在零部件結(jié)構(gòu)上進行設(shè)計不對稱形狀，或與對手件相符結(jié)構(gòu)使其裝備具有唯一性，如果錯裝無法將無法進行。

例如：某主機廠生產(chǎn)兩款車型，為防止兩款車型的后催化器錯裝，故將兩款車型后催化器螺柱設(shè)計成不同的尺寸，A車型后催化器螺柱M8，B車型后催化器螺柱M6，如果A、B車型后催化器取錯料在裝配時會因與對手件無法配合而被發(fā)現(xiàn)，此種設(shè)計可有效防止錯裝（見圖1）。

圖1 A車型和B車型后催化器螺柱

（2）設(shè)備設(shè)計防錯 設(shè)備設(shè)計防錯主要利用設(shè)備的鎖止、功能失效等防止作業(yè)者遺忘、誤操作等導(dǎo)致錯誤的產(chǎn)生。

某公司總裝廠出現(xiàn)擺臂扭矩不合格車輛流下線，在路試過程被發(fā)現(xiàn)，經(jīng)分析本工位在擰緊出現(xiàn)不合格時設(shè)備會亮紅燈進行警示，但是由于員工的疏忽，此問題直接流入到路試環(huán)節(jié)。針對此問題，分廠進行防錯改善，增加線體與設(shè)備聯(lián)動互鎖，掃描VIN號后擰緊軸通過PLC控制分裝托盤。如果設(shè)備擰緊出現(xiàn)不合格，托盤將會自動鎖死，直到釋放合格信號方可流入下一工序，有效避免因員工誤操作導(dǎo)致不合格品流出。

變速器齒輪油加注防錯。手動擋車型和自動擋車型加注齒輪油型號和加注量均不相同，如果錯加注或者漏加將會導(dǎo)致變速器或發(fā)動機出現(xiàn)功能衰減，縮短使用壽命，甚至報廢。針對此問題，采用控制線體及加注設(shè)備的方法來防止錯誤發(fā)生、流出。采用手動擋車型加注A型號齒輪油1L，自動擋車型加注B型號齒輪油1.2L，為確保加注正確，首先用掃描設(shè)備掃描變速器上VIN號，掃描設(shè)備通過VIN識別掃描的變速器型號，掃描設(shè)備將變速器型號發(fā)送給齒輪油加注設(shè)備，加注機接收到變速器信息后根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序選擇對應(yīng)齒輪油型號的加注槍進行提示員工加注。如員工未拿取對應(yīng)的加注槍，則設(shè)備無法進行齒輪油加注。如加注槍拿取正確，加注齒輪油不符合要求，線體將無法流動到下一工序，直到加注合格，從而達到防錯的目的。

工藝防錯

工藝防錯屬于防產(chǎn)生類型防錯，其主要通過工藝變更、調(diào)整、優(yōu)化等方式進行防錯管理，多用于多車型共線生產(chǎn)過程中外觀差異小、不易識別的相似件在不同工位裝配，減少錯裝的發(fā)生。

某基地生產(chǎn)的A、B兩款車型保險絲盒標(biāo)貼（見圖2），外觀一樣僅文字內(nèi)容有細(xì)微差異，難以區(qū)分，如果出現(xiàn)錯貼導(dǎo)致標(biāo)貼信息與實車不一致后期會引起顧客抱怨。為了防止保險絲盒標(biāo)貼在同工位裝配出現(xiàn)錯貼現(xiàn)象，故將A車型標(biāo)貼分配到內(nèi)飾A線裝配、B車型標(biāo)貼分配到底盤C線進行裝配，不同工位可有效防止錯貼。從而達到防錯的目的。

圖2 保險絲盒標(biāo)貼圖

某車型曾出現(xiàn)左右后安全拉手裝反的市場案例，表現(xiàn)為左右不對稱距離氛圍燈的距離不一樣（見圖3），經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，左后、右后安全拉手外觀一致，不易區(qū)分，且車身定位銷僅有導(dǎo)向定位作用而無法防止錯裝，安裝前，左右后安全拉手區(qū)分度比較低，僅在安裝后可通過目視兩側(cè)是否對稱來判斷是否錯裝。由于員工未做到有效自檢導(dǎo)致問題流出，引起市場抱怨。為解決這一問題，工廠將兩個安全拉手通過調(diào)整裝配工藝進行改善，左右兩個零件分別在兩個線體進行裝配，避免物料錯裝，從而達到防錯的目的。

圖3 安全拉手錯裝案例

針對所有類似的結(jié)構(gòu)，易錯裝的均可采用通過調(diào)整裝配工藝的方法進行防錯，此種方法相對成本較低，不用更改設(shè)計、投入設(shè)備等。但是調(diào)整工藝需考慮前崗位與調(diào)整后崗位員工的負(fù)荷率，設(shè)備、工具的兼容性，避免出現(xiàn)因調(diào)整工藝出現(xiàn)新增電槍、工具等影響節(jié)拍的問題。

設(shè)備防錯

設(shè)備防錯屬于“防流出”類型，其主要通過設(shè)備設(shè)施、IT系統(tǒng)、屏幕顯示、聲光報警和輔助工裝等手段（在員工操作時予以提示或在操作失誤時予以報警的一種防錯形式）進行防錯管理。此種防錯方式也是目前汽車制造行業(yè)應(yīng)用最多的防錯手段。

常見的有以下幾種：

（1）掃描系統(tǒng)防錯 利用信息比對的方式進行防錯。將掃描系統(tǒng)與MES接入，將精準(zhǔn)追溯件及易錯件加入到掃描系統(tǒng)中，由員工在線進行掃描零件信息并與生產(chǎn)物料清單內(nèi)信息比對，信息不一致則發(fā)出聲光報警提示，以提示作業(yè)者裝配狀態(tài)。

（2）語音提示防錯 利用語音警報的方式進行防錯。如某車企總裝廠國內(nèi)車需要粘貼A標(biāo)貼，出口車不需粘貼，因車型外觀一致混線過程易出現(xiàn)錯貼現(xiàn)象，通過在裝配工位增加聲光報警裝置（見圖4），在出口車進入工位時語音提示出口車不裝配，以提示員工裝配信息，防止錯裝。

圖4 聲光報警裝置

（3）屏顯提示防錯 利用屏幕顯示的方式防錯。如某車企總裝廠燃油消耗標(biāo)貼，不同車型燃油消耗標(biāo)貼不一致，外觀不易區(qū)分易出現(xiàn)錯貼風(fēng)險。為了防止這一錯誤出現(xiàn)，通過在燃油消耗標(biāo)貼粘貼工序增加屏幕顯示與MES連接（見圖5），在車輛到達工位時系統(tǒng)自動顯示工位上車輛應(yīng)該粘貼的燃油消耗標(biāo)貼信息，同時進行綠光提示，已提示員工正確取料。

圖5 屏幕顯示裝置

（4）聲光報警提示防錯。主要通過將實際裝配信息與系統(tǒng)要求信息進行比對，如出現(xiàn)不一致將出現(xiàn)聲光報警提示，防止錯誤流出。常見的如：油液加注不合格設(shè)備報警提示、扭矩擰緊不合格電槍聲光報警提示和檢測設(shè)備檢測結(jié)果不合格設(shè)備聲光報警提示等。

設(shè)備防錯在目前整個制造業(yè)用來防錯比較多，多用來防流出，但是選用設(shè)備防錯方案需定期對設(shè)備校準(zhǔn)，對防錯功能進行驗證，確保防錯有效。如未對設(shè)備進行防錯驗證，則存在防錯失效、問題流出的風(fēng)險。

管理防錯

管理防錯屬于防流出類型防錯，主要通過自互檢、目視化區(qū)分等人工管控的形式進行防錯管理，此種防錯成本最低，也是防錯等級最低的。過程需要確保人員技能合格與100%執(zhí)行，否則問題流出風(fēng)險較大。

制作易混件識別表將外觀差異小、易錯裝的零部件進行目視化區(qū)分（見圖6）及提醒員工差異區(qū)分，正確選料，防止錯裝（易混件識別表需體現(xiàn)具體車型信息、物料信息、圖示、差異要素、識別等級及方法等）。

圖6 工序易混件識別表

自互檢也就是雙重檢驗，對易錯裝零部件進行兩次確認(rèn)，裝配者對本工位內(nèi)容進行自檢并畫綠色標(biāo)，后道工序?qū)η暗拦ば蜓b配內(nèi)容進行二次檢驗并畫白色標(biāo)，降低錯裝風(fēng)險。如果出現(xiàn)問題頻次高也可增加三道檢驗，并用畫不同色標(biāo)區(qū)分（見圖7）。

圖7 多道檢驗圖示

零部件上做顏色標(biāo)識或者做區(qū)分標(biāo)記，如：用不同顏色區(qū)分不同配置的零件。

結(jié)語

本文針對四種防錯方案進行了介紹，以上四種防錯手段等級越高，防錯方案越有效，出現(xiàn)錯誤的概率也就越低，故在運用防錯時如果預(yù)算充足，一定要盡可能選用高等級的防錯手段，或者在改善過程中慢慢將防錯手段進行提高，以最大化的避免或降低錯誤的發(fā)生。但是防錯也要基于產(chǎn)量和成本，尋求最加平衡點，過度防錯也是一種浪費。