企业制造中的人为差错及防范

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1、企业制造中的人为差错及防范工业革命以来，传统手工业劳动被机械化生产所代替，生产规模不断 扩大、技术革新不断加速，新设备、新工艺、新材料被广泛应用。由 机械设备不良而导致的事故比例已经下降到很低水平，但在提高劳动 生产率的同时也增加了新的事故及危害。科学技术发展到了今天，只 靠发展技术设备是不可能保证系统绝对安全的，对人为差错的防范已 成为世界工业工程(IE)界的重要研究课题。美国著名质量管理专家 Juran 与 Gryna 通过大量调查研究发现，对于中等复杂程度以上产品 而言，40%的故障是由于设计原因造成，30%的故障归咎于现场管理 失误，30%的故障归咎于加工中存在的人为过失。 克劳士比曾

2、说过： “基本上没有什么事是新的，差不多每件事都曾被做错过。一个人在 不借助外力的情况下，不可能用完全相同的方式重复完成一项任务。” 中国论文网 http:/ 效模式与影响分析(Failure mode and effects analysis， FMEA)、统计 过程控制(Statistical Process Control, SPC)、试验设计(DOE， Design of Experiment)和预控制图等方法结合起来，通过大量实例指导相关 人员实施防差错措施。张力、许康则对防错法进行了细分，针对不同 的人为差错，将防错法分为防错、防误和防呆，并通过对日、韩、欧 美等制造业发达国家企业

3、实施防错的现状进行比较和分析，设计出适 合我国企业的防错方法。杨大明从车间现场加工的角度，强调防差错 措施的必要性，着重强调现场操作人员在防差错中的作用，指出防错 应用技术的发展趋势是“自动化”，“自动化”是让设备或系统拥有“人” 的“智慧”，当被加工零件或产品出现不良时，设备或系统能及时判 断异常并自动停止。上述这些说明人为差错是不可能完全避免的，因此，通过有效的 手段来降低人为差错发生的几率就成了企业的必然选择。本文在总结 企业生产过程实践经验的基础上，对相关理论与文献进行系统梳理， 对人为差错的产生原因进行深入分析，并提出了有效防范企业制造过 程中人为差错的实用性、可操作性的措施和建议。

4、防错的含义与目的人为差错的含义人为差错是指人的行为明显偏离了预定的要求或希望的标准。它 导致了时间拖延、困难、问题、麻烦、误动作、意外事件或事故的发 生。因此，要进行防错法确保生产合格产品。防错法是一种在作业过 程中采用报警、标志、分类等手段，预见、探测和防止错误或缺陷发 生的方法。该方法是有效预防和避免人为错误或过失、导致产品或服 务缺陷而采用的质量管理方法的统称，是日本企业及管理人员对零缺 陷思想理论的物化。在复杂的人机系统中，人为差错是指在生产操作 过程中，实际实现的功能与被要求的功能之间的偏差，其结果可能以 某种形式给系统带来不良影响。它包含五种情况：未执行分配的职 能；错误地执行了分

5、配的职能；执行了未赋予的份外职能；按 错误的程序或错误的时间执行了职能； 执行职能不全面。应用防错法不仅能够取得消除产品差错、降低返工率、提高产品 一次合格率等显性作用，而且还具有如下隐形作用：提高人力资源 利用率，可以让操作人员节省精力去从事其他增值活动，改善操作人 员的工作态度；减少夹具准备时间，从而减少调整时间和内、外切 换时间以提高生产率，降低成本，提高管理效率；提高安全性，减 少对熟练工人的依赖;提高加工柔性，降低安全库存,缩短交货期， 增强顾客满意度。这可以避免消耗大量的人力、物力于质量问题发生 后的处理工作，从而最大限度地避免或减少损失，提高效率。防错目的Poka-Yoke 由日

6、本质量管理专家、著名的丰田生产体系创建人新 乡从夫(Shigeo Shingo)博士首创，意为“防差错系统”本意为“根 源检查”，其根本目的在于“防止人为差错”，以发现并消除不良品为 目标的检验。该系统强调零缺陷可由良好的流程控制达成，充分重视 源头品质，发现错误立即发出警告并及时纠正，将提高产品质量建立 在流程中，而不是单纯靠检验来保证。Poka-Yoke有三个作用：一是 避免产生特定产品缺陷或错装；二是简化检查，让人一眼就能够找到 出现错误的位置；三是防错技术的精细化设计，不需要操作者很高的 注意力，不需要太多的专门知识与丰富技能，降低一件事情或过程对 人的技能、意识和经验等方面的过分依赖

7、，营造了零缺陷的工作环境， 从而避免生产过程中由于疏忽造成的人为差错。其核心是让防错技术 取代警惕性和记忆性的任务、行动。防错的真正环节不在于检验，主 要在于产品的设计和制造环节进行预防，检验只能验证产品是否有缺 陷。因此，防错的核心工作应在产品的设计、制造上，通过持续不断 地改进、提高预防缺陷的能力，才能从根本上达到“不制造缺陷的防 错、不传递缺陷的防错、不接受缺陷的防错”的效果。总的来看，防错设计的目的是利用对源头的控制和检查来达到产 品零缺陷，通过对流程中的异常给予快速回应，使作业者有及时改正 的机会。同时，防止作业者在流程开始前的错误操作导致产品不合格。 在产品设计和生产过程中，尽可能

8、早地发现和改正错误、杜绝产品缺 陷的产生。防错设计的技术思维基于两大方面考虑：特性识别：合 格品与不合格品在本质上有着特性差异。采用特性雷达图或特性比较 表，可对需要检测的对象进行特性识别，从而找出差别最显著特性， 提高检测可靠性；流程识别：人的操作顺序有出错可能，机器也会 因故障而不按照标准程序运行。所以防错的另一个目的就是监测流程 并促进作业标准化。一旦标准化作业成为作业者操作习惯，就能最大 幅度减少人为操作中的失误，从而实现生产过程的稳定化和产品质量 的稳定性。人为生产差错的原因及其造成的结果分析人为差错是生产事故与产品缺陷产生的主要原因之一。生产系统 是内外部要素之间相互作用、相互影响

9、的复杂的、动态的系统。它的 稳定性受多因素影响。生产过程的任何环节出现问题都可能导致差错 产生。人为差错可控性分析业界从不同角度和方法对人为差错进行了分类，各分类方法下的 人为误差、失误可控性及见效期（针对操作员），见表 1。（注：表中心理防错是指从操作人员本身进行防错）现代工业中防错方法数量的庞大和分类方法的差异，给人们学习 和使用防错工具造成了一定困惑。总结起来防错大致分为三大类： 物理防错，该类防错主要的做法是通过安装相应的防错设施进行防错 操作防错，该类防错主要通过实施正确的操作规程、顺序和工序来 实现；理论防错，该类防错措施主要是通过加大使用防错装置的力 度并建立奖惩制度来实现。这三

10、类防错的共性主要是减少人为失误因 素、提高防错水平。人为差错的诱因人为差错的诱发因素。心理学家认为，产生人为差错的原因分为 两个方面：一是人为因素（内在要因、主观因素）；二是环境因素（外 在要因、客观因素）。人为差错的诱发因素具体可分为7类（见表2）。总体来说，产生人为差错的原因有四类：一是人的工作记忆、精 神状态及外部环境条件影响；二是由于理解上不一致而造成的错误； 三是由于工作方法的不同而造成的错误；四是由于经验不足、培训不 够而导致的错误。人为差错的深层次诱因脑波。脑波是造成人为差错最重要的因 素。在表中的五个阶段里，“一不小心过失”是在II阶段或I阶段里 发生的。虽然在阶段III时很难

11、发生过失，但是这种紧张状态不会长时 间持续下去。由于W长时间的无序紧张以及疲劳，反而要落到阶段I 里。人们的日常作业几乎是在阶段II里处理的，因此有必要考虑针对 每一个阶段避免人为过失的对策。在无规律作业时，同事之间做一些 呼叫应答等，以便提高注意力，切换到阶段III里。脑波对人误的影响 如表 3 所示。人为差错对产品缺陷的影响。 ISO 9001：2000 定义缺陷为：“未 满足与预期或规定用途有关的要求”，其中的“缺陷”含义与零缺陷 中的“缺陷”相对应，等同于“不合格”。缺陷是人为差错产生的结 果，差错是缺陷的表现。缺陷并不全是由差错造成，差错最终也不一 定都形成缺陷。差错与缺陷之间并没有

12、严格的一一对应关系，一种差 错可能造成多种缺陷，一种缺陷也可能是由多种差错引起的。缺陷与 人为差错的关系见表 4。制造业的人为差错防范措施的设计通过以上分析，人为差错产生的原因中人的因素占主导地位，产 品或流程产生缺陷，经常是人为差错造成的。因此，有效的防范技术 和防范措施就是让生产过程减少、甚至避免对人的过多依赖，从而减 少企业生产过程中的人为差错，以确保企业生产过程的稳定性，为执 行精益生产的过程标准化奠定基础。防错措施执行的基本思路在实际生产过程中，防错装置设计的常用的思路就是替代、简化、 检测、降低。其中替代、简化和降低的目的都是为了预防。按发现缺 陷时的优先顺序，有排除性、替代性、预

13、防性、容易性、去除异常性 和缓解影响性等，见表 5。防范系统的设计防错系统由防错流程和防错工具组成。防错流程是由“防错设计 与装置、防错实施、防错验证和防错经验教训的沉淀”四个环节，共 同组成的一个“PDCA”闭环过程。其中，防错设计又由“错误识别、 方案设计和方案评估”三个子环节组成；防错验证则由“防错装置验 证、异常应急计划和预防性维护”三个子环节组成。防错流程的执行 过程还需要一系列的工具进行支撑，如防错数据库、风险系数评估、 统计图表、鱼骨图、 5 个为什么等确定防错项目的优先次序等。防错 装置主要分为两个类别：预防和检测。预防装置就是在生产过程中进 行防错设计，降低错误的发生率；而检

14、测装置是在作业者已经造成错 误后发出警告信号，引领用户及时修正错误的检测系统。防错装置和 源头检查是防差错系统的两大利器，来消除产生问题的根源。防错纠错涉及的内容和环节较多，需要多方面协调配合、共同推 进。然而，由于人的知识结构等因素，人对复杂问题的推理和解决能 力，远远小于问题本身的复杂程度。此时，操作人员倾向于把注意焦 点集中在某项具体的表面现象上，而忽略了诊断选择的过程。为此本 文提出了基于免疫及防错理论的生产系统模型。如图1 所示。基于免疫及防错理论的生产系统模型分为三个部分：防错对象、 防错生产系统、免疫力建立循环。防错对象，图1中虚线左侧部分。 生产系统的稳定性面临各种内部和外部的

15、失误挑战：工人操作失误、 设备失误、设计失误以及外部供应商的失误，这些失误是生产系统防 错的对象；防错生产系统，图1正中长方形方框内部分。为了识别 和消除各种防错对象，生产系统必须有各种措施来实现防错功能； 免疫力建立循环，图 1 右下角环形箭头所示部分。生产系统与生物系 统类似，对新失误是没有识别能力的，只能从错误中学习，当生产系 统再次遇到相似差错，系统启动增强式学习过程，速度和强度都会大 大提高，对生产系统进行系统性的检讨，形成较长时间的稳定性的防 错免疫记忆力。所以生产系统必须有免疫力建立能力。在识别清楚防 错对象的基础上，建立防错的生产系统，进行防错文化的培养、防错 理论的培训、防错

16、管理的运用、防错流程的建立、防错设备的引入及 防错工具的应用。根据免疫及防错理论的生产系统模型，制订出防错等级，通常将 防错从高到低分为三个层次：第一级，错误预防，即在本工序中不可 能制造出错误、缺陷；第二级，工序内检测，即在本工序中就能探测 出自身错误、缺陷；第三级，防火墙，即通过质量保障机制，确保在 整个过程中的某个环节能将错误检验出来，防止带有缺陷的产品流向 客户。防错的关键技术动态FMEA的实施FMEA （Failure Mode and Effects Analysis , FMEA）即故障模式及 影响分析，也称失效模式分析，它是FMA （故障模式分析）和FEA （故 障影响分析）的结合，是工业工程应用中最常用的可靠性分析方法之 一。FMEA是强调在整个生产过程中使用系统分析方法，对产品的设