精益生产之自动化剖析

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1、LOGO 7 7 自働化自働化 7 7.1 .1 自働化概述自働化概述 7 7.2 .2 人机分离人机分离 7.3 7.3 异常管理异常管理 7.4 7.4 防错法防错法 本章要点本章要点 自动化 7.1自働化概述自働化概述 自働化 从手工作业加工转 向机器自动加工。 机械设备的自働化：让机械具 有人的智慧，能够监测异常并 自动停止。 作业者自働化：作业者自身认 为自己做的作业“不行”或“ 出现了次品”的情况下，停止 错误重复的操作。 赋赋 予 机 器 人 的 智 能 丰田公司自働化的发展： 1926年，丰田佐吉研 制出类似人智能的自 动织布机 1962年，开发充满作 业方式和防止错误操 作系

2、统 1971年，在各总装线 上实施了固定位置停 止方式 1955年，开发了利用目 视管理手段发现工序异 常的安灯制度、停车按 钮及自动停车装置 1966年，在实施自働化 的样板厂上乡工厂 建成了“自働化”生产 线 自働化 7.1自働化概述自働化概述 自働化与自动化的比较： 自働化 机器自身可以发现异 常并及时停机 不产生不良品，可以 防止设备、模具、夹 具等出现故障损坏 容易发现异常原因， 防止再次发生 省人 自动化 出现异常需要有人停 机，否则将连续运行 不能及时发现不良品 产生，易造成设备、 模具、夹具出现故障 损坏 难以及时发现异常原 因，容易再次发生 省力 7.1自働化概述自働化概述

3、自働化原理与作用 适应需求降低成本质量保证尊重人性 实现准时生产减少作业人员改善活动 只供给 必需品 只供给 合格品 作业人员在一个循环时 间内能够操作多台设备 调查不正常情 况的根本原因 可以分离手工作业和机 械作业的可能性 指示灯牌亮 如果完成必要数量或作业，设备 自动停止 如果发现不正常情况， 设备自动停止 自働化=如果发现偏差，设备自动停止 自働化作用： 在实际应用中它主要包括两方面作用：提高效率和异常管理， 即通过人机分离来提高效率，通过异常管理实现人机分离和保证品 质。 7.1自働化概述自働化概述 7.2 人机分离 当设备在自动运行时，人可以离开，去操作另一设备或其他 工作，即所谓

4、人机分离。 一、人机分离程度 人机分离程度划分为A、B、C、D4个等级，其中A等级分离程 度最高，B至D依次降低： 机器自身不能停止，需要人将机器停在恰当的位置，不 实行分离； 机器可以自动停在恰当的位置，分离程度最低； 机器完成一个循环后停止，属于D等级，为丰田公司常用 等级； 机器完成一个循环并机器取下工件后停止，属于C等级； 机器完成一个循环、机器取下工件、安装工件、启动后 停止，属于B等级； 机器完成一个循环、机器取下工件、安装工件、启动机 器并可以投料、搬运，属于A等级，实现全自动操作。 人将机器停在恰当的位置 机器自动停在恰当的位置 机器完成一个循环后停止 机器取下工件 机器安装工

5、件、起动 机器投料、搬运 不能分离 第1步 第2步D等级 常用 第3步C等级 第4步B等级 第5步A等级 自働化程度最高 分离程度增加 7.2 人机分离 例：某主轴在车床上需要加工A、B、C三个外圆面，操作过程 为：安装工件；夹紧夹具；起动；监视；停止；准 备起动；复位；打开夹具；取下。如图所示：车床在加工 外圆面到规定长度时不能自行停止，因此加工过程中需要人的监 视，一般手工进行停止。这样，一个人只能管理一台机器。为实 现一人多机操作，可按如下步骤进行改进： A部加工 B部加工 C部加工 安装 复位 取下 打开夹具 停止 准备 起动 夹紧 停止 准备 停止 A部加工时间B部加工时间C部加工时

6、间 需要监视 7.2 人机分离 第一步：将机器停在恰当位置 安装 复位 取下 打开夹具 准备 起动 夹紧 准备 A部加工时间B部加工时间C部加工时间 需要监视停止的操作取消 第二步：机器完成1个循环后停车 安装自动停止装置，取消操作人员手工停止和监视工作。 取消操作人员以下操作：夹紧夹具； 准备起动；复位； 打开夹具，这种自働化为D等级。 安装 取下 起动 A部加工时间 B部加工时间 C部加工时间 机器 7.2 人机分离 第三步：机器取下工件 进一步改进，将取件工作机械化，人的工作只剩下：安装工件； 起动，进一步节省人力及工时，达到C等级： 安装 取下 起动 A部加工时间 B部加工时间 C部加

7、工时间 D等级 机器 A部加工时间 B部加工时间 C部加工时间 C等级 机器 7.2 人机分离 第四步：机器安装工件、起动 若机器可以自动安装工件并起动，操作者只是投入工件到物 料箱，可以在加工过程中同时投放多个工件，只要保持物料不中 断即可，这样操作者的自由度将会更大，达到B等级的自働化。 第五步：机器投料、搬运 在B等级基础上改进，使机器自动地投料、搬运，这样操作 者完全独立出来，只是更换刀具和质量检查等工作，达到A等级 ， 实现人与机器的完全分离，节省了人力和工时，效率大大提升。 7.2 人机分离 为了实现人机工作的分离，重点考虑以下方面： 二、人机分离的推行方法 监视作业和保持作业自働

8、化 特殊作业自働化 在实现人机工作分离时要综合权衡投资和效果的关系，为了 节省投资，一般按以下原则确定： v优先采用人机分离程度D等级 v只对有问题的部分实施自働化 7.2 人机分离 定义：异常管理就是指为了能够检测、控制、解决生产过程中的 错误、突发和失控状况，而制定的一系列措施和管理手 段。 7.3 异常管理 一、异常管理的概念 二、异常管理体系 异常管理主要有4大步骤：确定异常、能够检测异常、迅速处 置和防止再发生。 不接受不良品 不生产不良品 不专业不良品 彻底完善 异常管理 确定异常 明确标准、基准 能够检测异常 因异常自停、人为停止 并及时通知异常的发生 迅速处置 防止再发生 问5

9、次为什么 7.3 异常管理 上图为异常管理体系图。具体包括实施异常管理的6个阶段和 3方面的管理技术。 实施异常管理的6个阶段： 对异常进行确定 可检测异常 因异常停止、停留 发生异常立即通知 迅速处置 防止再发生 三方面的管理技术： u作业方法方面 u设备方面 u加工物品方面 7.3 异常管理 1、确定异常 （1）操作标准执行检查 三、异常管理内容 操作标准是指在现场进行标准作业时，以工艺图、质量检查标 准、QC工艺表、安全标准为基础，能够确保质量、成本、安全等各 种操作条件与方法的标准文件的总称。具体代表性的文件有操作要 领书、作业指导书和刀具更换操作要领书等。 操作标准执行情况可以从人、

10、物和设备三个方面检查。 （2）通过培训让员工遵守 通过对操作者进行标准作业的培训，并使其遵守，从而减少异 常的发生。 人员培训方面主要有：作业要领书、刀具换模作业要领书、品 质检查要领书等。 7.3 异常管理 判断标准有：自主保全图表、自主保全计划等。 （3）确定保全管理项目 （4）确认各工程的质量管理项目 各工序内质量管理项目有：作业标准、QC工程表、品质检查标 准、 使用的简易检具等。 （5）防止质量确认遗漏 7.3 异常管理 2、检测异常 检测异常包括三部分内容：能够检测异常、异常自停与人工 停止、及时通知异常。 （1）能够检测异常 检测对象检测方法 人员 标准作业票的张贴、刀具交换实绩

11、表、品质检查标准的张 贴、完结工程、剩余工作的揭示、纠错装置、监检传感 器、生产管理看板 设备监视传感器、生产管理看板 物料所在地的揭示、初始工件与终了工件、定时品质检查、先 入与先出、整流化、一个流、生产管理看板 7.3 异常管理 通过自働化装置防止操作人员未按标准操作的异常。 1）检测人员异常 检测力矩的纠错装置 7.3 异常管理 在质量方面，可以采用完结工程来检测异常。 完结工程是指1个零部件、产品机能组合在同一个工位或同 一班组、同一系内完成，并且在所在的工位、班组、系内确认质 量、保证质量。 目的： 质量要在本制造工位内确认和保证，只给下道工序提供合格 品，万一出现不良品，也要在其本

12、工位修理，从而提高合格率。 7.3 异常管理 完结工程包括部品完结、分组完结和机能完结三种类型。 分类类功能 部品完结 在某工程内，一个主要部品依赖从属部品而固定，其部品的所 有的结合部位都要与已组装的部品结合，因此要确认、保证其 工程内部品的组装状态的品质 分组完结把分组内的全部零件在组内组装的同时，确认保证其零件的组 装后的品质（调整等） 机能完结 让同一机能系内的所有分组在系内进行组装的同时，全体机能 组要确认、保证其后的组装状况的品质（如汽车中后门锁、把 手作用等） 7.3 异常管理 汽车的完结工程示例 后来工程 完结工程 部品完结 1工程 放置 2工程 拧紧 3工程 W/H结合 放置

13、、拧紧 W/H结合后完结 后来工程 完结工程 分组完结 1组 制动助力器 2组 制动踏板 3组 总成管路 作为组内的分装体系完结 ABS调节器 7.3 异常管理 后来工程 完结工程 机能完结 1系2系 门玻璃 3系 无门化 作为门的生产线完结 门后视镜门护板调节器连杆系 7.3 异常管理 2）检测设备异常 针对设备，除了依靠对比、记录、分析管理看板的各项检测 指标来检测异常外，也可采用监视传感器检测异常的发生。 3）检测物品异常 物品是指原材料、半成品和成品等。 物品异常包括物品品种异常、物品位置异常、物品质量异常 等。 力矩控制脉冲监视传感器 7.3 异常管理 （2）因异常自停或人工停止 1

14、）自働化装置 2）人工停止 汽车装配线发生异常人工停线原理图 a）超过定位停止线人工停止 b）定位停止线现场 7.3 异常管理 当异常发生时，设备自动停止或人工停止，并应及时通知相 关人员。通知方式一般采用报警装置或系统。 （3）及时通知异常 报警装置根据功能划分的类型如下: 机能异常表示作业业指示表示其他信息表示产线产线 状态态表示 目的 异常的早期发现修 复，防止再发生异 常 记时明确化，使生产 线顺利运转，以期实 现作业的效率化根据内容表示 方法有所不同 ： 生产指示信 息 计数表 加班时间 生产线结束 等 灯亮时需要各自 作业的标准化 负荷状态 准备状态 运转状态等 向谁 管理者、监督

15、者、 组班长、异常处置 者 技能员、生产线以外 者 什么内容 设备故障 品质不良 呼叫班长 作业迟缓（手动 ） 超时（自动） 刀具更换 品质检查 搬运 材料投入完成取出 作业援助 表示方法工程编号及工程名 7.3 异常管理 生产线异常情况处理流程示例如下: 7.3 异常管理 呼叫灯是在异常情况发生时，作业人员呼叫现场管理人员和 维修人员而使用的，一般来说，呼叫灯配有不同的颜色，某种颜 色表示某种求助。 在丰田公司作为报警装置的是电子显示板，日语叫“安灯”(ANDON) 。丰田在每条生产线都装有包括呼叫灯和指示灯的电子显示板，如汽车 总装的ANDON: 指示灯是用来指示哪个工位已发生异常或呼叫。 7.3 异常管理 在生产现场当通过各种途径把异常状况及时通知相关人员后， 相关人员必须迅速作出处理，以消除异常现象，把停线造成的损失 控制在最小。 3、迅速处理 设备异常的处理： 暂定处置 紧急处置 品质异常的处理步骤： u检查现场现物，判断重要性迅速处理 u联络相关联部门 u迅速进行后工程品质确认 u进行对象范围把握和不良品排除（不良品分类识别，良品选出等 ） u排除原因，起动设备 u研究对策和再发生防止，再次明确各工序的异常内容 7.3 异常管理 4、防止再发生 5W