張曉軍

（中國重汽集團(tuán) 大同齒輪有限公司 技術(shù)中心，山西 大同 037305）

0 引言

中國重汽集團(tuán)大同齒輪公司是擁有日系、歐系、美系三大技術(shù)平臺(tái)和全同步器、雙中間軸、行星機(jī)構(gòu)、AMT等多種技術(shù)路線的變速箱研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)。公司的商用變速箱已形成完善的產(chǎn)品型譜，可匹配60馬力至450馬力的所有商用車。變速箱匹配型譜的完善為公司開拓市場、滿足客戶需求打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

變速箱總成裝配一線為研產(chǎn)混線生產(chǎn)，既要滿足新品試制需求，又要滿足市場訂單要求。因此對裝配線工人的操作技能、注意力等提出了較高要求。為避免錯(cuò)裝、漏裝，在裝配線關(guān)鍵工位懸掛當(dāng)日裝配型號的作業(yè)指導(dǎo)書指導(dǎo)現(xiàn)場裝配。但裝配一線每天裝配品種多達(dá)十幾種，造成每一工位同時(shí)懸掛多種作業(yè)指導(dǎo)書，不易查找且容易混淆。以上多種原因?qū)е伦兯傧淇偝裳b配中零件漏裝、錯(cuò)裝頻發(fā)，增加了大量返修成本。本文在分析錯(cuò)裝原因的基礎(chǔ)上開發(fā)了一套面向變速箱總成裝配的防錯(cuò)系統(tǒng)。

1 一次裝配不合格的原因分析

通過對裝配過程中發(fā)生的不合格情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)造成一次裝配不合格的主要原因?yàn)椋孩傺b配過程中遺漏一個(gè)或多個(gè)裝配工序；②裝配過程中遺漏一個(gè)或多個(gè)零部件；③裝配總成產(chǎn)品使用了不正確的工具；④裝配中安裝了錯(cuò)誤的零件（外觀相似）；⑤裝配過程中未按作業(yè)指導(dǎo)書執(zhí)行或作業(yè)指導(dǎo)書版本不正確。

造成錯(cuò)裝漏裝的原因有很多，其錯(cuò)裝原因分析因果圖見圖1。

2 防錯(cuò)系統(tǒng)的目標(biāo)

要避免變速箱總成裝配過程中的這些錯(cuò)、漏裝，急需應(yīng)用防錯(cuò)、防呆法的技巧，采用最新的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，針對性地研發(fā)實(shí)施專業(yè)軟件支持系統(tǒng)，對現(xiàn)有裝配線進(jìn)行改造升級，提高總成裝配一次裝配合格率。針對錯(cuò)裝原因分析，防錯(cuò)系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：

（1）零件目標(biāo)：關(guān)鍵零部件應(yīng)滿足自動(dòng)識(shí)別要求，即通過零件粘貼紙質(zhì)條碼或零件本體刻印二維碼標(biāo)識(shí)等方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別。

（2）人員目標(biāo)：系統(tǒng)應(yīng)需具有自動(dòng)提醒、報(bào)警功能，自動(dòng)提示所在工位應(yīng)裝配零件的圖號及數(shù)量，同時(shí)具備驗(yàn)證功能，掃描確認(rèn)操作人員是否裝配正確零件，保證即使有人為疏忽、專業(yè)知識(shí)或技能不足也不會(huì)發(fā)生錯(cuò)裝。

（3）方法目標(biāo)：系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)識(shí)別所在工位變速箱型號，同時(shí)實(shí)時(shí)顯示所在工位的裝配工藝卡、作業(yè)指導(dǎo)書、裝配視頻等信息，以解決作業(yè)指導(dǎo)書不完善、新員工培訓(xùn)不足等原因引起的錯(cuò)裝、漏裝。

（4）后期目標(biāo)：通過總成及關(guān)鍵零部件二維碼掃描，建立裝配人員、裝配時(shí)間和產(chǎn)品型號的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)總成售后服務(wù)追溯；可通過總成條碼信息關(guān)聯(lián)生產(chǎn)過程、裝配人員、質(zhì)檢信息等關(guān)鍵信息，實(shí)現(xiàn)總裝線質(zhì)量追溯管理；對關(guān)鍵零部件進(jìn)行二維碼掃描，實(shí)現(xiàn)零部件質(zhì)量跟蹤與追溯；收集車間裝配過程數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)員工、設(shè)備和生產(chǎn)線的產(chǎn)能和效率等，同時(shí)可分析產(chǎn)品裝配缺陷，便于及時(shí)調(diào)整。

3 解決錯(cuò)裝和漏裝的思路

由于前期公司實(shí)施質(zhì)量追溯管理，已要求在關(guān)鍵零部件本體上通過氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)或激光刻印二維碼標(biāo)識(shí)，同時(shí)要求其他零部件本體或包裝上粘貼紙質(zhì)二維碼標(biāo)識(shí)，因此已基本解決零件自動(dòng)識(shí)別問題。

在裝配一線所有裝配隨行卡具（裝配托盤）上安裝RFID標(biāo)簽（采用高頻無源RFID技術(shù)，寫／讀距離取決于所選擇的讀寫器和數(shù)據(jù)載體的類型），用于存儲(chǔ)本卡具（裝配托盤）上總成的型號、訂貨號、客戶信息、噴漆顏色等信息。

對應(yīng)裝配一線關(guān)鍵工位，在裝配一線鏈板循環(huán)線上安裝RFID閱讀器、天線，用于自動(dòng)檢測、讀取當(dāng)前隨行卡具（裝配托盤）上總成的型號。

圖1 錯(cuò)裝原因分析因果圖

對應(yīng)裝配一線關(guān)鍵工位，在裝配一線鏈板地下通道內(nèi)安裝通訊模塊，用于將RFID閱讀器讀取的信息傳遞到防錯(cuò)系統(tǒng)。

在裝配一線關(guān)鍵工位安裝工業(yè)觸摸平板，用于實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前工位RFID閱讀器反饋的裝配變速箱型號，同時(shí)通過系統(tǒng)查詢后顯示本工位所需裝配零件圖號、數(shù)量、裝配工藝、作業(yè)指導(dǎo)書、示例照片、視頻、操作人員等信息。

在裝配一線關(guān)鍵工位配置二維碼掃描終端，對裝配零件進(jìn)行掃描驗(yàn)證，只有符合工業(yè)觸摸平板上提示的零件圖號及數(shù)量才可進(jìn)行下一步操作，否則系統(tǒng)報(bào)警提示裝配出錯(cuò)。

設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫及開發(fā)防錯(cuò)管理軟件，實(shí)現(xiàn)RFID采集層到PDM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)的連接，調(diào)取產(chǎn)品明細(xì)、工藝信息、作業(yè)指導(dǎo)書、裝配照片等信息。

最后確定的裝配防錯(cuò)系統(tǒng)的主功能模型如圖2所示。

4 裝配防錯(cuò)系統(tǒng)軟件組成

裝配防錯(cuò)系統(tǒng)軟件由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、裝配計(jì)劃管理、產(chǎn)品信息管理、掃描管理、質(zhì)量檔案共5部分組成，如圖3所示。

圖2 裝配防錯(cuò)系統(tǒng)的主功能模型

圖3 變速箱總成裝配防錯(cuò)系統(tǒng)軟件組成

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊：其主要功能是對系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，包含相對固定的數(shù)據(jù)，也是系統(tǒng)運(yùn)行所需的必要數(shù)據(jù)，主要包括用戶／角色信息、裝配線信息、工位信息、操作工信息等。

（2）裝配計(jì)劃管理模塊：其主要功能是實(shí)現(xiàn)裝配計(jì)劃的下達(dá)、更新、維護(hù)及總成上下線情況反饋功能，并可對裝配計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)先級調(diào)整，錄入緊急、特殊訂單。

（3）產(chǎn)品信息管理模塊：其主要功能是通過與PDM系統(tǒng)接口實(shí)時(shí)傳輸產(chǎn)品的BOM信息、裝配工藝、作業(yè)指導(dǎo)書、裝配示例照片、視頻及零件條碼等技術(shù)數(shù)據(jù)。

（4）掃描管理模塊：其主要功能是通過掃描驗(yàn)證裝配過程中是否裝配正確零件、零件數(shù)量是否符合產(chǎn)品BOM要求及解決下線檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的特殊情況，如需更換零件的情況。

（5）質(zhì)量檔案模塊：其主要功能是對總成裝配現(xiàn)場產(chǎn)生的歷史質(zhì)量信息進(jìn)行記錄、歸檔，包含客戶要求、零部件供應(yīng)商信息、歷史BOM信息、工程變更記錄信息等。通過此模塊可及時(shí)準(zhǔn)確地記錄并發(fā)現(xiàn)各型號產(chǎn)品存在的歷史遺留問題，為產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)提供更加直觀的信息。

5 結(jié)論

本系統(tǒng)集成了二維碼掃描、RFID技術(shù)、自動(dòng)化通訊控制及數(shù)據(jù)庫軟件開發(fā)等技術(shù)，有效地防止了汽車零部件總成裝配現(xiàn)場錯(cuò)裝、漏裝現(xiàn)象的發(fā)生；滿足防錯(cuò)要求的同時(shí)，自動(dòng)完成了零部件質(zhì)量檔案的建立，記錄了關(guān)鍵零部件的裝配時(shí)間、裝配人員、供應(yīng)商信息等，為以后質(zhì)量追溯提供了保證。系統(tǒng)已在大齒公司裝配線運(yùn)行，顯著提高了總成裝配效率及一次裝配合格率，并且在汽車零部件裝配企業(yè)有很大推廣意義。

［1］ 吳偉仁.軍工制造業(yè)數(shù)字化［M］.北京：原子能出版社，2007.

［2］ 李廣泰.防錯(cuò)防誤與防呆措施應(yīng)用技巧［M］.深圳：海天出版社，2006.