许可会

（上汽通用五菱青岛发动机工厂，山东青岛266555）

在经济全球一体化和用户需求多样化的今天，我们对供应商、生产商的要求不断增加：更多的产品种类、更短的制造周期、更低的生产成本及更高的产品质量。所以高柔性混线生产多种产品，是未来汽车制造工业的发展趋势，同样也是发动机制造业的发展趋势，这种高柔性化的生产方式正在得到较广泛的应用和实践。

多机型发动机柔性化混线生产，有着它独特的优缺点，突出的优点为：可以在同一段时间内，根据客户需求，灵活的调整装配线的生产计划，在同一条装配生产线上同时制造多机型产品，实现设备的自动机型识别，调用属于各自机型自己的加工程序，将因换型带来的产量损失降低到最低，最大限度地提升整线的开动率。

但同时也有不可避免的缺点：在多机型混线装配的制造过程中，因产品型号的不同，共线制造中在很多工位存在着零件的混装、错装、漏装等潜在质量风险，从而造成发动机的部分或批量返修、报废等情况，严重影响了产品的质量和整线的FTQ（一次下线合格率），增加了发动机的制造成本。

为了将高柔性化生产的缺点进行优化，保证产品的制造质量，同时降低由于零件多样化带来的操作复杂而导致的操作人员错漏装，做到不接受、不制造、不传递缺陷，在发动机柔性化混线生产中就必须使用各式各样的防错，并建立成熟的混线生产防错体系。

1 应用防错的意义

在发动机混线柔性化装配生产过程中，由于产品不同，会存在错装、漏装等潜在质量风险，从而增加了制造成本。发动机制造过程中优秀防错技术的应用，对降低生产中出现产品品质问题的风险，发挥了非常重要的作用。所谓防错，即通过防错方法对不利于客户、容易产生产品品质风险及造成浪费的错误进行提前预测，并采取一定的方式方法进行防止的过程。

发动机制造过程中，若没有防错控制的应用，那么产品制造过程就会经常出现较低的FTQ。实施防错控制的意义就在于：不接受、不制造、不传递缺陷给客户，提高产品品质，从而降低制造成本。

2 防错的应用类别

目前，在发动机装配线上，主要有设备防错和人工防错两种方式。其中设备防错又包含特定控制程序防错、工装防错、传感器防错等；人工防错主要是采取本工位的自检和后续工位的互检来协作完成。有些防错还需要设备和人工两方面共同完成，优秀防错的实施，能避免众多的失效模式，保证发动机的制造品质。

3 防错的有效实施

为保证防错技术的有效实施，必须建立规范的防错装置验证工作，做到按计划，定班次，定频次等方法，去验证防错装置的有效性，保证先前所设计规划的防错计划，一直在被有效的应用实施。防错的使用本身，是对操作工工作的一种支持，应用的前提是操作工不蓄意破环，好好工作来支持防错。防错不能防止愚蠢错误或防止破环。防错的使用，就是最大限度的防止人的疏忽犯错。防错系统的设计，是用来帮助操作工更容易轻松正确地完成工作。

4 防错的等级

根据防错的表现出来的效果，防错技术可分为3个等级：不接受缺陷的防错，不制造缺陷的防错，不传递缺陷的防错。

当然，防错最理想的状态，为不制造缺陷的防错，即不制造出坏的零件，可能损坏的零件数量为零。这种防错是最主动、最经济，可预见并防止错误的控制技术。如发动机装配线上使用传感器来感应零件的存在、防止零件漏装的防错，就达到了不制造缺陷的目标（如图1）。

图1 取料防错

图1即为最简单的取料防错的应用，属于传感器类的防错，可以用来防止零件的错装，漏装，同样的还可以防止SOS（标准化操作）中的100%执行，如图2中传感器的有效使用，就可以防止SOS操作中所要求的气枪拧紧动作不被漏掉，通过传感器的简单使用，有效防止了各种操作中很容易出现的低级错误，类似的传感器防错都是不制造缺陷的防错方式。

图2 传感器防错

由于可能出现的缺陷和造成缺陷的原因不同，还必须采用其他等级的两种防错方式，即不接受和不传递的防错技术，这也是较为被动和昂贵的防错措施，例如装配线中的长缸体泄漏测试工位和发动机冷试工位等，均属于不接受缺陷的防错工位。

5 防错的验证

由于设备的不稳定性及人员操作的影响等因素，防错系统的正常运用，必须经过有效的验证、正确的实施和必要的维护来保证。防错系统在应用中必须保证以下内容：

5.1 确认防错系统运转正常

实际生产中，必须对防错系统进行定期的验证及维护。比如前面提到的长缸体泄漏测试工位，为了保证泄漏量仪是在一个正常的状态下工作的，操作工每天必须进行Master工件泄漏量的标定及认证，一旦发现泄漏量超出规定的标准值，必须进行必要的检查和重新标定，以防止部分缺陷的逃逸或导致发动机的批量误判；对于传感器类的防错，操作工每天每班次开班前只需花上数秒钟的时间，去验证该防错功能的好坏即可；例如前面提到的防止SOS漏操作的防错，操作工只需要在操作时，故意漏掉该步操作，然后看后续的操作能否继续，或发动机在本工位能否被写入合格信号，即可轻易地验证该防错工作状态的正常与否。

5.2 防错工装的定期保养和维护

确定合适的PM周期，对防错设备或工装进行定期的保养和维护。在装配线利用合适的工装，对不同的零件进行防错，是非常有必要的。但对于这些工作，必须给于必要维护，以防止工装本身失去了防错的功能，该项维护工作则需要生产车间和维修车间共同合作来完成，制定合理的TPM点检项，制定合理的PM周期进行定期的维护检查和更换。

6 设备防错在装配线的应用举例

6.1 3C件上线时的类型防错

3C件（指缸体、缸盖、曲轴）通常采用二维码描扫进行类型防错。

在发动机生产线上，每一台发动机都有唯一的身份识别追踪编码，称为EUN码，组成发动机的缸体、缸盖、曲轴（以下简称3C件）均有唯一的二维识别码，此识别码包括3C件的类型及制造序列号。为方便追踪发动机，将对3C件与发动机进行绑定，即一个EUN码分别对应3个唯一的3C件二维码。每一个3C件上线时均需对其二维码进行扫描，HMI脚本运行程序中，会对扫描生成的二维码进行识别比较。以缸体上线为例，缸体在装配线上线工位，进行二维扫描枪扫码，读取二维码，读取后对其代表3C件类别的UB及代表机型的A进行比较，若读取二维码不符合比较规则，本工位将通过HMI显示面板进行类别识别报警，禁止托盘流入后续工位，达到防止3C件及机型类别混装的防错目的；缸盖及曲轴采用相同的二维码扫描程序防错，原理也相同（防错报警界面见图3）。

图3 防错报警界面

6.2 拧紧程序防错

在发动机生产制造中，紧固件的拧紧，占据了装配生产线的大部分工艺，拧紧的品质直接影响着发动机的性能。在装配线上，不管是自动拧紧工位，还是手动拧紧工位，均可能存在漏拧或拧紧程序调用错误的风险，为避免此失效，装配线均采用了电枪拧紧程序防错。

（1）手动拧紧工位。手动拧紧工位是单轴手持电枪人工拧紧。拧紧程序分段编写，先进行高速拧紧，使其达到中间经验扭矩值，后再以适当的拧紧速度进行最终拧紧，达到目标扭矩要求。在装配线生产过程中，考虑工艺及生产节拍要求，多种紧固件经常需在同一工位进行拧紧，这样就会存在因操作工失误而引起的漏拧或错拧，严重影响装配品质。为避免此失效，当电枪达到目标扭矩后，会发送拧紧合格信号至PLC系统中，防错系统采用对合格信号进行计数对比，进行防错。例如：某工位需拧紧10个扭矩为（12±2）N·m的螺栓，则防错系统需收到10次拧紧合格信号后，托盘方可人工放行，若未完成拧紧放行，则HMI报警系统会报警“拧紧未完成”，且托盘不能自动放行；除了采用该合格信号对比防漏拧防错外，还采用套筒选择器的方法，防止拧紧程序调用错误（如图4），不同的套筒，调用不同的拧紧程序，去拧紧不同的螺栓，很简单的防错办法，起到了防错的最大效果。

图4 套筒选择器

（2）自动拧紧工位。自动工位拧紧机，是多轴电枪同时拧紧，同时根据工艺要求，自动多轴电枪拧紧在单轴电枪拧紧程序的基础上，增加了同步拧紧步骤，防止拧紧不同步，导致零件变形，影响装配品质。同样的，为了适应多机型在同一自动站的生产，自动站同样也可以使用套筒选择器（图5）的方法来防错，只不过使用的不是套筒对应程序的方法，而是为了防止螺栓错装。

图5 自动站套筒选择器

如图6，有两种双头螺栓，颜色一致，分别装配在两种不同的发动机上。这两种螺栓仅仅在长度上有细微的差别，如果是来料混料，操作工很难发现这两种螺栓的细微差别。如果这两种螺栓装配到错误的发动机上，就会造成批量的品质问题。对于这类的防错，我们就必须要结合套筒选择器和套筒工装本身的不同，来设计这个防错（如图7）。

图6 长度不同的螺栓

图7 深度不同的套筒

我们在原来使用的同规格套筒基础上，让厂家根据我们螺栓的需求，设计出深度不同的套筒，当长的双头螺栓错装为短的双头螺栓时，只要我们自动站的套筒选择是正确的（这是我们选择的时深度浅的套筒），那这颗螺栓在该自动站拧紧时，就会因套筒过短而拧不住螺栓，从而导致拧紧不合格，有效避免了螺栓的错装。

7 结束语

一条高柔性化的装配线，可以同时生产多机型发动机的同时，也带来同等风险的装配品质问题。我们知道，人总是会犯错误的，所以最好的防错办法，就是利用设备，使用工装，控制程序等防错办法，来将这种风险降到最低。只要我们不断地思考和改进，不断地去现场评估，对零件的差异进行总结和分析，就一定能做出优秀的设备防错，就一定能将各类错漏装问题彻底地从源头上控制住，在生产中防止住。

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