制造业防错技术设计方法及管理

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1、 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 研究与探讨 汽车 制造业在飞速发展阶段 , 应用了全面质 量 管理 、 全 面生 产性 维 护 、 精益生产 、 准 时化件 、 零 缺 陷等许多先进 的管理方 法 , 这些方法被 其他行业 借鉴并广 泛使用 。 其 中 , 被 称 为 的 防错技 术 , 在 汽车业 高标 准的质量管理中起 到了举足轻 错误的物料类型 。 物料放置位置 不正确 。 漏加工 。 加工尺寸不合格 。 加工顺序错误 。 防错技术 的目的 , 就是 通

2、过有 效 的设计 , 采用机器 的方法 , 杜绝 或降低发生错误的概率 , 避免人为 口曰目帅甲州 ,书,甲钾甲 一 翻 叫田 曰曰 重的作用 。“” 是日文 , 原意为防止错误 , 是 丰田电机在年 , 由一位 叫 的工程师提 出来的 。 它也 是 零缺陷的重 要工具 , 并很快被用于 各大汽车制 造商的质量管理体 系 。 它的设计方法和嵌人式的质量管理 模式值得各个 制 造行业效仿 。 一 、 防错技 术的目的与设 计方法 一防错 技 术 的目的 。 生产过 程 中 的错 误 , 主 要存在 于 以下 几个方面 的 、 设备的操作失误 , 培养标 准 的 作业方法 。 防 错的 对象不仅

3、仅是 物 , 也包括流程 。 二防错技 术有效性的三个 类别 。 从防错技 术有效性来 讲可分为 三类 经防错设置后 , 不 可能生产 出不良品 。 经防错 设置后 , 不良品 在本 工序内可以完全 检测 出来 。 经防错设置后 , 不良品在后 工序 内可以完全 检 测 出来 。 从防错的理念来 说 , 希望是不 产生 不合格品 , 即零 缺陷管理中倡 导的 “ 第一次 就把 事情做对 ”, 所 以第类的防错最 主动 、 最具效 果 。 如 在 加工前设置零 件的检测 , 夹 具专有 化 , 防止异 种 零 件混入 等 , 就可以在加工开始前对可能产 生的不良做出报警 , 从而预 防不良 品的

4、产生 。 但是 在 生产过 程中 , 由 于加工过程的特殊性 , 不 可避免的 存在无 法 预 见 的情况 , 所以在加工 完 成后 , 要 及 时地 设 置第 、 类 的检测点 。 三种类型防错 的效果差异在于 不 良品的数量 第类的防错杜绝了不良品的 发生 , 所以可能的不良品数为 。 第类的防错 在 本工序 中发生 不良品时可以及时发现 , 发生 不良 品数为同时 多件生产 时为个 批 。 第类的防错需要在后工序 生产 时才 能发现 不 良 , 不良数则 视期间 的在 制品库 存量而 定 。 如 果 产生不良品 的工序和检测工序 间隔 较长 , 在制品很 多 , 则不可 避免产生批量的

5、质量问 题 , 造成 巨大损失 。 这 种防 错 方 式是 最被 动的方 式 , 虽然能够 防止不良 品 流出 , 但也 难以挽回高 昂的质量 成 本 。 三防错 技 术的设计 方法 。 防错设计的技术思维 。 防错设计的技 术思维源于两大 内容特性识别和流 程 识别 。 特性识别 。 合格 品 与不合 格品本质上就 是产品 的特性 有差 异 。 为了识 别这 种 差异 , 物体的外 形 、 重 量 、 颜 色 、 光 泽 度 、 比重 、 磁场 、 电场 、 电 阻 、 粘度 、 温度 、 声 音 、 振动等等特 性 , 在一定的检 测 手段下均可以作为防错的设计原 理 。 我们可 以采用特

6、性 雷 达图或 特 性比较 表对 需要检 测 的对象进 行特 性 识别 , 从而找出差 别最显著的特 性 , 以提高检测的 可靠性 。 如通 过 对两种 鼠标的特性比较 来进行混 装的防错 设 计 , 见图 。 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 研究与探讨 囱 图两种鼠标 的特性比较雷 达图 由 图可以看出 , 两种 鼠标的 长度 、 重量 都比较接近 , 不适合作 为区分的对象 , 而针对颜色或 有无 红外光进行 检测区分 , 就比较可靠 地检测出来了 。 流程

7、识别 。 人的操作 动 作 顺序会有错误 的可能 , 机器也会因 故 障而不按 照标 准的程序运行 。 当 流 程 发生错误的时候 , 往往意 味着 不合格品的产生 。 防错的另一个 目 的就 是监测流 程 。 不仅监 测 , 还可 以促进作业 的标 准化 。 质量 管理中 有一句 话 , 叫 “ 质 量是习 惯 出来 的 ”。 一 旦标 准 化 的作业被 作业者 培养为操作习惯 , 就能够最大幅度 地减少人 为操 作中 的变异 , 从而实 现 生产过程的稳 定化 , 确保 加工出 来的产品质量稳定 。 防错设计的种应用方式 。 夹 具 的 不 相容设计利用 产品外形的差异 , 在其 放置的夹

8、具 上设计对 应的独特形状 , 使 其 他的 产品 无法放置 , 从而预 防错误 。 适 用于有 产品 混淆 、 尺寸不合 格 、 漏 加工的场合 。 值得注意的是 , 这 种 防错 的有 效 性 级别是 最高的 , 能 确 保不生产出不 良品 , 是我们应该 优 先考 虑 的设计 。 在线检测利用各 类传 感 器 对产品进行在 线 的检 测 , 如尺寸 测 量 、 产品测 重 、 图像识 别 、 电流 检 测等 等 。 传 感器 的 检 测信 号与设 备联锁 , 一 旦发 现不良品即报 警 或 停机 。 在线检测根据设置时点 的不 同 , 有效性也不同 。 在 加工前检 测 , 可以确 保不

9、 生产不合格 品 。 在 本工序加工完成 时检测 , 则 会出现 个不合格品 。 但是 如果在 加 工完 成的后工序进 行 检测 , 就可能出现 多个不合格品 , 给追溯带 来 难 度 。 不合格品定置管理在不 合 格品存放 的 指 定位置设置传 感 器 , 当机器 检测到不合格品时 , 不 合格品必须被放人指定位置 , 经传 感 器 确认后 , 机 器才能 恢复运行 。 适用于试 验设备等有不合格品检测 下线的工序 。 能有效 防止标识 不明 造 成 的不合格品再度混人 。 流程顺序强制化在 动作 流程 中 , 通 过程序设计 , 使 操作只 能按照标准顺序进行 , 一旦有工序 被遗 漏 或

10、顺序颠倒 , 就报警并 中断 运行 。 适 用于单 个操作工有多个零 件加工装配 机易 遗 漏工序的场 合 , 也可用于设备运行顺序的监控 。 频次管理生产中频 次管 理的应 用 非常多 , 在程序 中设置加 工计 数 , 在到达设 定频次后 , 由机 器发出提示操作 并 中断运行 , 避免 操作工遗忘 。 提示后 , 可以结合传 感 器设置确认相应 的检查 、 更 换工 作是否 得以实施 。 确认实施 后 , 机 器才能恢 复运行 。 适用于有定期 清 扫检查 , 量 具定期校验 、 刀具 定期 更换 等场合 。 防错设计的原则 。 便 利性原则 。 防错设计应 充分 考虑 在发现不合 格品

11、后的排 除 作业的便利 性 。 切忌报警了事 , 让操 作工花很多 的 时 间 去恢复设 备运行 。 没有便利性 的防 错 , 往 往 会因 生产过程不畅而导致失败 。 便 利性体现在报 警时有明确的提 示 出错 位置 , 不合格品容 易取 出 排 除的方法 , 不增 加作业 量的 检测 方式等 。 自检性 原则 。 防错装置本 身也是有故 障可能性的 , 在 防错设 计中要考虑 防错装置的 自检 性 , 比 如对传感器 老化 、 断线 在 程序上设 置检 测 , 以及在一处以上设置防 错 , 确保检测的可靠性等 。 二 、 防错技术的管理方法 防错 技术在 质 量体系中不 是孤 立的一个 点

12、 , 而是从外部顾客需求 到 内部生产管理的质量管理链中的 不可或缺 的组成部分 。 很多企业在 实施防错的时候 , 缺少质量体系 的 过程支持 , 结果陷人了误区有的 是出了问题才进 行 防错 , 失 去 了防 错技术最 重 要的预防特性有 的以 为 防错可以一劳 永逸 , 疏于管理 , 结果因防错 失效造成严重 后果有 的流程脱节 , 产品 重 要的特性没有 覆盖完全 。 所以 , 建立防错的管理 流程 是非 常重要的一环 , 有了流程 的依 托 , 防错技术才能 充分发挥其 作用 , 见图 。 防错技术的体系管理 。 是 汽 车制 造 行业的质量管理体 系标 准 。 在标 准 中 , 防

13、错已经有了明确的定 义 “ 为 防止不合格产品 的制 造而 进行的产品 和制造过 程 的设计和 开 发 。” 并 明确要求产品 和制造过程 的 设计和开发 , 更 关注错误 预 防 , 而 不只是预测 。 在标准 中 , 防错 分 为设 计防错 和过程防错二个部分 。 毋 圆 、顾客 二 盆 需求 匕一 匕一一一一一一 奎 图防错管理流程 图 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 研究与探讨 表起动机安装外壳的螺纹加工风险度评分表 工工序 序 工程程 潜在在故障障影响

14、度度故障障发生率率预防防检测测检测度度 特特特性性故障障影响响原因因管理理管理理 模模模模式式式式式式式式式式 螺纹纹未加工工客户无无 刀具 具无无目视视 加加加工工工法安装装装折断断断断检测测测测 注注评分方法 可参考邓标准 , 分数越高风险越高高 表设置防错工位 后螺 纹加工风 险度评 分表 工工序 序 工程程潜在在故障障影响度度 故障障发生率率 预防防检测测检测度度 特特特性性故障障影响响原因因管理理管理理 模模模模式式式式式式式式式式 螺纹纹未加工工客户无无 刀具具 断刀 刀 传感器器 加加加工工工法安装装装折断断断检测测检测测测测 注注评分方法可参考标准准 在产 品开发 阶段 , 顾

15、 客 的需求 作为设计 的输入 , 与设 计 同步实施 设 计失效 模 式 与后果分 析 , 通过的量化评 分 , 将 风险顺序 数 风险 度 较 高的项目进 行 设计修改 , 如为 防止电机烧损 的 风险 , 增 加 内置热保 护器 。 从而确 保产品在设计 阶段的质量 。 在过 程 设计 阶段 , 需要设 计 采 用什么 工艺 流程 、 什么设 备来进行 生产 , 这 时需要实施过 程 失效模式与后果分析 。 除了 沿用中失效模式外 , 再增加 生产过 程中的失 效模 式 。 对 进行量化评分后 , 将风险度高 的项目进 行 过 程修正 , 或增加 防错 技术来预防 、 检测不合格 的发生

16、 。 以起动机安 装 外 壳的螺 纹 加工 为例见表 。 从 表可以看出 , 经过 的分析 , 因刀具折断而 造成 顾客无 法安装的 风险度为分 , 属于高 风险 , 必须 进行改 善通 用 汽车规 定大于分即为 高风险 , 生 产 线需要改善后 , 无大于 分的项目才能得到认可 。 为了降低风险度 , 我们采 用项 防错 技 术一 是 在加工前进 行 断刀检测及时 发 现刀具 异 常 从而 避免在断刀的情形下加工出不 合 格品二是采用光电 开关 检测完 成品 , 当产品螺纹没 有加工时机器 报警提示 。 通过设置防错的工位 , 进 行 重新评价 , 见表 。 由表看出 , 由于增加的防错 装置 可以确保不会因断刀生产出 不 合格 品 , 因 此检测度 降为分 , 风险度降至可以接受的分 。 所以 , 在什么地方 需要采用防 错 技 术 , 来源于的 评价 系 统 , 没有 , 防错就失去了 目 标 , 即不能实现预防性 , 也 难以有 效覆盖 全部的产品特性 。 防错技术 的使用管理 。 生产线 的防错在的过 程 中被建立 ,