信息化防錯在商用車總裝領(lǐng)域的應(yīng)用

陳永華，宋崇明

福田汽車諸城汽車廠 山東諸城 262200

隨著汽車制造工業(yè)中智能化、數(shù)據(jù)化、信息化的發(fā)展，針對總裝生產(chǎn)線過程里扭緊、加注、玻璃打膠等關(guān)鍵過程控制，從數(shù)據(jù)接收、采集、比對報警提示以及質(zhì)量追溯等方面實施數(shù)據(jù)化、信息化管理。運用信息化技術(shù)實現(xiàn)預(yù)防性質(zhì)量控制，采取過程關(guān)鍵數(shù)據(jù)，運用SPC工具，對相關(guān)工序的計算過程能力指數(shù)及控制圖繪制趨勢分析，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的監(jiān)視和控制，提升生產(chǎn)線過程質(zhì)量保證能力。

項目目標

（1）將產(chǎn)品的關(guān)鍵特性參數(shù)預(yù)置到系統(tǒng)中，如圖1所示，通過識別、轉(zhuǎn)化、傳遞，減少作業(yè)過程參數(shù)人工選擇錯誤。

圖1 產(chǎn)品參數(shù)系統(tǒng)示意

（2）工作數(shù)據(jù)實時采集、比對、異常報警，實現(xiàn)制造過程中對生產(chǎn)過程監(jiān)控及防錯管理。

（3）對數(shù)據(jù)進行分析，計算設(shè)備能力指數(shù)Cmk、過程能力指數(shù)Cpk及控制圖趨勢分析，如圖2所示，實現(xiàn)過程質(zhì)量監(jiān)視不預(yù)防控制。

圖2 關(guān)鍵特性管理系統(tǒng)

系統(tǒng)功能設(shè)計

1.涵蓋范圍

該系統(tǒng)涵蓋六個模塊：電動擰緊、電池定扭、油液加注、玻璃涂膠、氣密性檢測和數(shù)據(jù)刷寫。

2.數(shù)據(jù)收集原理

如圖3所示，關(guān)鍵特性系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換，通過收集擰緊設(shè)備的服務(wù)器、電池定扭工具PCM控制器、加注設(shè)備的工控機、玻璃涂膠PLC以及氣密監(jiān)測系統(tǒng)本地數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)刷寫系統(tǒng)本地數(shù)據(jù)庫等信息，進行數(shù)據(jù)分析、存儲，并上傳到工廠服務(wù)器。

圖3 關(guān)鍵特性管理系統(tǒng)功能模塊

3.操作原理

工藝技術(shù)人員根據(jù)零部件圖號將車輛的工藝參數(shù)導(dǎo)入系統(tǒng)，系統(tǒng)通過與CMMP系統(tǒng)的接口，定時獲取將要上線車型的數(shù)據(jù)，并建立VIN號不零部件圖號的對應(yīng)關(guān)系。線上操作人員通過掃描生產(chǎn)線車輛VIN碼的形式，獲取線上車輛的各種工藝參數(shù)，設(shè)備按匹配的工藝參數(shù)自動執(zhí)行操作。

整個關(guān)鍵特性系統(tǒng)可以跟暗燈系統(tǒng)做接口，當出現(xiàn)擰緊不合格、加注不合格、數(shù)據(jù)錯漏刷、氣密性檢測不合格、玻璃質(zhì)量不合格時，班段長與相關(guān)人員可以通過企業(yè)微信實時關(guān)注到線上車輛的生產(chǎn)情況。

4.主要作用

系統(tǒng)包含工藝參數(shù)預(yù)置、新產(chǎn)品工藝參數(shù)更新、工藝數(shù)據(jù)維護、制造過程數(shù)據(jù)采集、防錯擰緊、防錯加注、設(shè)備Cmk計算、工藝分析、數(shù)據(jù)查詢并輸出表單、使用者及管理者權(quán)限設(shè)置以及異常情況提示等功能，詳見表1。

表1 關(guān)鍵特性管理系統(tǒng)功能模塊

各模塊功能介紹

1.電動擰緊模塊

該模塊包括:前后橋四軸擰緊機、前后板簧單軸擰緊機、輪胎多軸擰緊機等電動擰緊設(shè)備、具備擰緊力矩的實時數(shù)據(jù)監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)的查詢和追溯（保存10年）、力矩達成情況的趨勢分析以及設(shè)備Cmk能力分析。系統(tǒng)原理如圖4所示。

圖4 電動擰緊模塊系統(tǒng)原理

擰緊前用掃描槍無線掃描VIN碼，如圖5所示，從關(guān)鍵特性管理系統(tǒng)獲取擰緊所需要的工藝參數(shù)，設(shè)備自勱調(diào)整至擰緊要求狀態(tài)，可以有效地預(yù)防選錯擰緊參數(shù)導(dǎo)致力矩不合格等現(xiàn)象發(fā)生。

圖5 電動擰緊趨勢采樣

擰緊過程主要監(jiān)控目標力矩和角度的達成，對錯漏裝和擰緊不合格時擰緊機服務(wù)器發(fā)出一個報警至暗燈系統(tǒng)，暗燈系統(tǒng)根據(jù)接收的信息控制生產(chǎn)線報警或停線。

當返工合格時，控制器可輸出一個合格信號給輸送線設(shè)備管理計算機，生產(chǎn)線輸送設(shè)備才能繼續(xù)運行。擰緊完成后對同一擰緊軸抽取50組樣本數(shù)據(jù)，計算分析設(shè)備能力值Cmk和過程能力指數(shù)Cpk，如圖6所示，用于對過程的問題分析。

圖6 電動擰緊機設(shè)備能力指數(shù)評定

2.電池定扭模塊

主要監(jiān)控擰緊次數(shù)、目標力矩和角度的達成，對擰緊次數(shù)、目標力矩和角度不合格的，由工具服務(wù)器發(fā)出一個報警至工具終端，工具顯示紅燈，提示員工擰緊不合格。當返工合格時，終端工具顯示藍燈提示合格。擰緊完成后系統(tǒng)可以查詢到每一把工具的單臺車擰緊次數(shù)、力矩合格率、目標力矩達成趨勢，如圖7所示，用于工藝技術(shù)員對過程的問題分析。

圖7 電池定扭模塊工作

3.油液加注模塊

油液加注模塊，包含車間使用的汽機油、柴機油、齒輪油、尿素、冷媒、防凍液等多種工作液加注設(shè)備；具備加注參數(shù)的實時數(shù)據(jù)監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)的查詢和追溯（保存10年）以及加注合格達成情況的趨勢分析，如圖8所示。

圖8 油液加注系統(tǒng)示意

4.玻璃涂膠模塊

涂膠前對每塊玻璃的6個點進行檢測，對比系統(tǒng)數(shù)據(jù)不實際差異，并將檢測值及檢測結(jié)果傳送至系統(tǒng)保存，如圖9所示，確保每塊玻璃在打膠前的尺寸處于合格狀態(tài)，提高玻璃打膠過程的一致性，降低漏雨率，同時輸出玻璃尺寸合格率的判斷結(jié)果。

圖9 玻璃涂膠模塊檢測分析

5.氣密性檢測模塊

VIN無線掃碼確定車型，主要控制氣密性檢測時間范圍、泄漏和通氣的合格情況，輔劣燃油系統(tǒng)泄漏和通氣合格的檢測判定，并在系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)記錄，每臺車的檢驗記錄可追溯，檢驗的合格率達成情況可導(dǎo)出供技術(shù)人員對問題進行判定分析。

6.數(shù)據(jù)刷寫模塊

數(shù)據(jù)刷寫設(shè)備如圖10所示，通過ECU、儀表、VIN、車載終端等刷寫/檢測記錄的實時上傳，從而判斷下線車的數(shù)據(jù)是否存在錯刷、漏刷，提高數(shù)據(jù)刷寫正確率，同時輸出數(shù)據(jù)刷寫合格率的統(tǒng)計結(jié)果供技術(shù)人員對數(shù)據(jù)刷寫過程存在的問題進行分析整改。

圖10 數(shù)據(jù)刷寫設(shè)備關(guān)聯(lián)

應(yīng)用效果

1.大數(shù)據(jù)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)

加注設(shè)備工控機、電勱擰緊設(shè)備服務(wù)器、刷寫設(shè)備工控機、玻璃涂膠機器人PLC以及燃油系統(tǒng)氣密性檢測設(shè)備均接入關(guān)鍵特性管理系統(tǒng)交換機網(wǎng)絢，實現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)。關(guān)鍵特性管理系統(tǒng)不工廠CMMP系統(tǒng)做接口，自勱接入整車信息、生產(chǎn)線信息、零件類型信息以及生產(chǎn)計劃信息等數(shù)據(jù)。VIN號與DMS流水號、整車編號、生產(chǎn)日期的自勱匹配，實現(xiàn)整車編號不零部件圖號的自動匹配。在下線錄入位置，根據(jù)車輛VIN碼，對車輛工作液加注數(shù)據(jù)、擰緊數(shù)據(jù)、ECU數(shù)據(jù)刷寫、燃油系統(tǒng)氣密性檢測數(shù)據(jù)等進行查詢，如有遺漏或工藝參數(shù)不符，系統(tǒng)及時報警提示整改。

2.歷史數(shù)據(jù)查詢

設(shè)備狀態(tài)、工藝參數(shù)、歷史裝配車輛數(shù)據(jù)等應(yīng)保存到數(shù)據(jù)庫內(nèi)，按照時間段、設(shè)備或者以上條件的組合查詢方式，對如下歷史數(shù)據(jù)進行查詢：可根據(jù)VIN碼，追溯各設(shè)備工作信息；可按時間段查詢各設(shè)備工作信息；可按設(shè)備信息過濾查詢結(jié)果；可按照對比結(jié)果過濾查詢結(jié)果。例如只查詢不正常的加注記錄、擰緊記錄等；可按動作狀態(tài)值過濾查詢結(jié)果。例如只查詢加注量不足的加注記錄及扭矩不足。

3.數(shù)據(jù)分析

（1）不合格數(shù)據(jù)管理 系統(tǒng)根據(jù)工藝參數(shù)公差范圍，自動將上傳數(shù)據(jù)與系統(tǒng)標定數(shù)據(jù)進行對比，超出公差范圍即判定為“不合格”。由工藝員每月5號前將上個月不合格數(shù)據(jù)從管理系統(tǒng)中分類導(dǎo)出，出具相應(yīng)分析報告。扭緊力矩明確到每臺設(shè)備不合格數(shù)量，占總數(shù)量的百分數(shù)；加注工藝參數(shù)有多個，明確每臺設(shè)備哪個工藝參數(shù)不合格，一個參數(shù)不合格則該加注車輛數(shù)據(jù)判定為不合格，明確不合格車輛占總數(shù)量的百分數(shù)。

（2）設(shè)備能力指數(shù)Cmk計算 設(shè)備能力指數(shù)是用于新設(shè)備驗收、新產(chǎn)品試制、設(shè)備維修后，生產(chǎn)達到穩(wěn)定后開始抽樣并計算相應(yīng)設(shè)備能力指數(shù)。在擰緊設(shè)備穩(wěn)定狀態(tài)下對同一擰緊程序號連續(xù)抽取50組樣本數(shù)據(jù)，計算分析Cmk值，并輸出EXCEL。

（3）過程能力指數(shù)Cpk計算 系統(tǒng)具有過程能力指數(shù)Cpk計算分析功能，可在工序受控狀態(tài)下對同一擰緊程序號抽取多組樣本數(shù)據(jù)，抽樣方式按月度核算，每月的1-31號工作日，每一天隨機抽取5個樣本數(shù)據(jù)為一組，連續(xù)抽取的天數(shù)為組數(shù)，如25天則樣本數(shù)為25×5一個，計算分析Cpk值；選取月份后，系統(tǒng)按照抽樣規(guī)則，自動抽取數(shù)據(jù)并計算本月過程能力指數(shù)Cpk，根據(jù)計算結(jié)果，輸出EXCEL。

（4）控制圖繪制不分析 對關(guān)鍵力矩值、工作液加注量每月度繪制控制圖，并對控制圖按SPC分析中九種異常判定原則進行趨勢分析。

結(jié)語

該系統(tǒng)是通過信息化技術(shù)和智能化設(shè)備結(jié)合，將產(chǎn)品的關(guān)鍵特性參數(shù)預(yù)置到系統(tǒng)中，實現(xiàn)制造過程中對生產(chǎn)過程監(jiān)控、識別、轉(zhuǎn)化、傳遞及防錯管理。系統(tǒng)具有工藝參數(shù)預(yù)置，新產(chǎn)品工藝參數(shù)更新，工藝數(shù)據(jù)維護，制造過程數(shù)據(jù)采集，防錯擰緊，防錯加注，設(shè)備Cmk計算，過程Cpk計算，工藝分析，數(shù)據(jù)查詢并輸出表單，異常情況提示推送等功能，在制造業(yè)領(lǐng)域有很廣闊的推進價值。