陈思涛 何 萍 朱志坤

（①中航工业成都飞机工业（集团）有限责任公司系统件厂，四川成都610092;②中国人民解放军驻成飞公司军事代表室，四川成都610092）

人为错误所占的比重很大，这是很多质量学者和公司管理层很早就认识到的，而长期以来，一直被各大公司沿用的防止人为错误的主要措施是“培训和惩罚”，即对作业者进行大量培训，管理人员每每劝诫作业者工作要更加认真和努力。确实，通过培训，可以避免相当一部分人为错误，比如由对过程作业不熟悉、缺乏工作经验、缺乏适当的作业指导所导致的错误，但由于人为疏忽、忘记等造成的错误却很难防止。

随着技术的发展，在现今的市场秩序下，顾客对产品质量的要求越来越严格，企业对质量观的认识必须达到一个新的层次，即普遍将顾客的需求作为质量符合的标准，才能使产品具有竞争力。因此企业必须以“零缺陷”为质量目标制定各种质量活动。“预防”是“零缺陷”质量体系的特征，要求送到顾客手中的产品必须是完全符合要求的，而防错技术正是实现早期预防检验的有力工具。

防错技术是利用防错装置，防止人、材料和机器产生产品（或零件）缺陷，实现零缺陷的一种质量工程技术。在产品的研制和生产中，防错技术是集成了自动化、自动检测等先进技术，能有效地防止人为差错，减少加工过程中产生的缺陷，以简单的方法和手段，大幅度提高产品质量。如图1所示，防错技术充分重视产品的源头质量，发现差错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依靠检验保证质量。防错技术强调对过程和产品进行设计，使得差错不会发生或者至少及早地检查并纠正，使工作地点和日常工作程序（甚至产品本身）从设计上就能防止差错，建立一个零缺陷的工作环境，从而避免在生产过程中发生由于疏忽、遗忘造成的人为差错。

1 防错的作用

如图2所示，当在发生作业操作失误时，如果没有必要的措施，将会带来一定的产品缺陷、返工、报废等问题，从而导致成本增加，利润降低;如果实施防错技术，便可减少生产中人为差错发生的机会，避免差错形成缺陷，切实提高企业质量管理与质量改进工作的主动性，显著提升企业的质量竞争力，为企业带来广泛的经济收益，降低成本，增加利润。

（1）操作动作轻松，提升效率与产品质量。防错法消除了工人操作困难的作业，防止失误的发生，消除缺陷，可做到首次工作合格，消除返工与检查，提高效率与产品质量。

（2）减少对技能的依赖，降低工人的工作强度。取代了依靠人为记忆等制度规范行为，降低人为问题的发生概率。降低工作人员的劳动强度，对其工作能力进行一定程度上的解放。

（3）消除作业危险，提供安全保障。防错法能够防止操作人员因为失误或其他原因而引起的安全隐患，保障生产流程的正常运行。

（4）强化了操作的程序和顺序，消除了产生不正确行为的选择，消除了不经意的错误。

（5）将操作人员的时间和精力解放出来，以从事更具有创造性和附加价值的活动，从而使员工通过更多的参与获得成就感与满足感。

（6）降低了质量风险，优化产品性能，提高顾客满意度，获得最大竞争优势。

2 防错技术的实施原则

（1）排除原则:剔除会造成错误的原因。这是从源头防止失误和缺陷的方法，符合质量的经济性原则，是防错技术的发展方向。如通过产品及制造过程的重新设计，加入防错技术。

（2）替代原则:利用更确实的方法来代替，使过程不过多依赖于操作人员，从而降低由于人为原因造成的失误（占失误的部分）。可以大大降低失误率，缺点在于投入过大，另外由于设备问题导致的失误将无法防止。方法是运用机器人技术或自动化技术等替代原有的手工操作过程。

（3）简化/容易原则:使作业变得更容易、更合适、更独特，或共同性以减低失误。适合化、共同化、集中化、特殊/个性化，流程越简单，出现操作失误的概率越低，但简化并不能完全防止人为缺陷的产生。方法是合并生产步骤，实施工业工程方法进行改善工作流程。

（4）异常检查原则:虽然已经有不良或错误现象，但在下一过程中，能将之检查出来，以减少或剔除其危害性。方法是使用计算机软件、防错装置等，在操作失误时予以报警。

（5）缓和影响原则:作业失误的影响在其波及生产的过程中，用某些方法使其缓和或吸收。如运用保险丝的作用进行过载保护等。

3 防错技术的实施原理与应用案例

3.1 程序化的保险原理与应用案例

（1）保险原理

即是需要两个或两个以上动作共同或按顺序执行才能开始后序工作，或者制定操作程序流程化，设计必要的防错检查表格，按顺序逐步进行，从而减少或避免错误的发生。

（2）典型应用案例

随着世界航空产业的竞争日益激烈，航空产品性能的日益提高，对其质量的要求也越来越高。目前，数控加工已经成为航空零件的重要加工手段之一，随着数控加工航空零件向着大型化、复杂化、高价值、高风险等特点发展，对数控加工零件的质量控制要求也越来越高，而数控加工的准备阶段也是影响其数控加工质量和效率的一个重要方面，其质量过程控制直接决定着产品质量的好坏，单纯事后检验便不能有效防止质量问题的发生。

为此，质量工程人员会同军代表及专业厂质控人员、工艺技术人员、操作工人对数控加工过程中影响质量的因素，通过鱼刺图、直方图等数理工具和风险分析方法进行了全面、深入的统计分析后发现:在零件进入批量生产，加工程序相对成熟稳定时，有近90%故障是人为因素造成，其中又有近70%的故障是由以下8个方面因素造成:指令输入、参数输入、刀具使用、工装使用、设备使用、零件装夹、设备功能运用和坐标设置等人为疏忽带来的质量问题。

针对导致数控加工质量问题的这8方面的主要因素，通过不断的调查、分析，反复探讨、充分酝酿，总结并提炼出了具有数控加工质量控制特点的科学控制方法——“八步检查法”，如图3所示。该方法要求在数控加工的每一个工步或工序，操作工人在零件加工之前按“八步检查法”逐一进行认真自检，确认正确后填写《数控零件过程质量控制表》的相关栏目，经复核人员确认后，提交检验专检。经检验人员检查验证后，工人方可启动机床加工。如果经检验不正确，应重新进行八步检查过程直至正确为止，从而保证了数控加工的质量和准时交付率。

通过“八步检查法”的实施应用后，我单位数控加工的产品质量得到显著的改善，其相关数据统计如图4所示;同时，加工效率即准时交付率也得到了极大的提高。

3.2 断根原理与应用案例

（1）断根原理

即断绝形成错误的条件，从根本上排除造成错误的原因，使错误不会发生。如在进行产品设计、工艺设计、工装设计等工作时，剔除会造成错误和缺陷的原因，从源头防止差错“蔓延”或缺陷产生。据不完全数据统计，在各个阶段产生的失误给产品带来的损失率如图5所示，例如在产品的概念设计阶段，一个极小的错误将会带来500倍的成本损失。

（2）典型应用案例

在航空制造企业中，产品零件的结构复杂、生产周期长、附加价值高，因此，避免成批故障成为了质量控制非常重要的一个方面。对于控制成批故障来说，从源头和生产过程控制是首要的，但是其涉及的面较广，需要设计、工艺技术、生产、质控等各部门的共同努力才能完成;对于中间环节的控制，具体到工艺质量的控制，也是一个极其重要的环节。工艺工作是生产制造的技术基础，是保证生产能力和产品制造质量的基础，是批产品质量一致性和稳定性的重要保证。如图5所示，工艺过程设计的错误将直接导致产品生产的成批故障或报废，给企业带来极大的成本损失，并无法按时按量交付产品零件。

因此，工艺过程设计应该最大限度地控制失误，断绝工艺过程设计阶段和生产阶段形成错误的条件。

工艺过程设计的主要工作就是消化设计图纸，按工艺流程编制制造大纲（FO）、数控加工说明书、建立工艺数模及相应的数控加工程序等工艺文件。而这些工艺文件又是企业生产的依据和保障，工艺文件的正确性就显得十分重要了。工艺技术文件中小到一个符号、一个数据都很关键，比如机械制造工艺文件中的尺寸要求、形位公差要求，数控加工程序的代码、数控加工坐标系、数控加工刀具参数等。尤其是零部件的精加工，工艺文件的正确与否直接影响到产品的制造质量和生产安全。如图6所示，工艺技术人员在编制工艺规程FO时，未仔细按产品蓝图检查尺寸，错误地将尺寸22和16标反，操作工人按工艺规程FO所标尺寸加工，造成零件成批报废，给单位带来巨大的经济损失。

所以，从事工艺工作必须严谨认真，详细反复核对编制的技术文件、资料等，确保本企业的生产技术资料的正确、准确与有效可行。

3.3 自动原理与应用案例

（1）自动原理

即用各种方式来限制某些动作的执行，以避免错误发生。如:对工装设备增加必要的防错装置，使得工装、设备具有自动纠错的功能，对操作的正确性进行实时的检验判断，发现错误便可立即停止，并提示操作者操作出错，直到操作者重新操作正确，才能进行下一步的工作。图7所示，当工件装反后，便不能安装好工件。

（2）典型应用案例

例如，我单位某项目中的一个零件，如图8所示，是一个进口精密铸造零件，年产量大约在600件左右，附加价值高，如发生故障将会带来巨大的经济损失。零件特点是:底座上4－φ5 mm孔关于Y轴对称，但关于X轴却是不对称的，因此在车工工序中加工中间大孔，以此4－φ5 mm孔中的1对对角孔定位设计的车床夹具，操作工人在装夹工件时，时有工件装反而造成工件内槽与基准端面的尺寸不稳定，并且，工件的装夹时间长，大约需要5～8 min每件，效率较低。

根据实际生产加工现场的深入了解并分析，发现其造成加工尺寸不稳定、装夹慢的原因是操作工人在装夹工件时，需要花大量的时间去辨认工件的装夹基准。经研究分析，应用防错技术的原理，提出了此夹具的改进措施，重新设计并改进此工件的车床夹具，增加了相应的防错销，如图9所示。实践证明，应用此车床夹具在进行工件装夹时，只能按照一个方向安装，工件装夹快捷方便，装夹时间大约每件3～4 min即可，大大节约了工件的装夹时间，提高了工作效率，并且工件装夹稳当可靠，加工质量稳定。

3.4 相符原理与应用案例

（1）自动原理

即通过检查动作或结构的符合性来防止错误的发生。

（2）典型应用案例

在数控加工过程中，使用刀具和对刀操作是加工出合格工件最重要的一个要素。在实际生产现场，常常有操作工人将对刀原点、刀具补偿弄错，造成工件超差或报废，更有可能导致刀具与数控机床发生碰撞等严重后果。为此，在数控加工车间的生产现场，便应运而生地出现了图10所示的防错装置，在工装上设置防错块，避免操作人员找错原点无法检查造成质量问题。

通过编制相应的对刀程序自动验证刀具所走轨迹与验证块的符合性，以此来检查对刀操作的正确性，如果对刀错误，则将会把验证块铣伤而发现错误，便可即时发现并纠正错误，防止工件加工超差或报废。对刀块的尺寸及验证过程如图11所示，并按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的验证顺序逐步进行验证所用刀具的正确性。步骤Ⅰ，对刀块上表面检查Z值;步骤Ⅱ，斜面检查刀具底角R是否正确;步骤Ⅲ，对刀块直径检查刀具直径是否正确;从而避免常见的工艺性错误以及因对刀和刀具使用错误而导致工件超差和报废问题。

4 结语

防错技术是通过设置有效的防错装置及措施，替代过去依靠操作工人经验和技术而完成重复的劳动，并杜绝那些困难于保持高度注意力和记忆力而产生的缺陷，是一种解决人为差错而造成产品缺陷的有效方法。在质量管理中，工艺技术人员应理论联系实际，广泛开展防错技术的研究并推广应用，以零缺陷的目标和零缺陷的标准打造零缺陷的产品工艺过程设计，减少生产中人为差错发生的机会，避免差错形成缺陷，切实提高企业质量管理与质量改进工作的主动性，从而使质量管理和产品质量上一个新的台阶，为航空工业制造企业带来广泛的经济与社会效益。

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