王占魁　黎樹貞　諶田明

【摘 要】文章對汽車制造過程中的總裝裝配出錯問題進(jìn)行了研究，并提出合理的解決方案。方案介紹如下：新建總裝裝配防錯系統(tǒng)；將車型與零件的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（品種代碼與零件號的對應(yīng)關(guān)系）維護(hù)到防錯系統(tǒng)中；同時，將制造執(zhí)行系統(tǒng)中的制造部分?jǐn)?shù)據(jù)通過接口方式傳輸給防錯系統(tǒng)。零件裝配時，掃描車輛VIN和零件條碼，從而獲取零件裝配的品種代碼和零件號；通過掃描的品種代碼、零件號與維護(hù)好的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)做校驗，得出該車輛是否應(yīng)該裝配該零件，從而實(shí)現(xiàn)零件裝配防錯作業(yè)。

【關(guān)鍵詞】汽車制造；裝配防錯；柔性化生產(chǎn)

【中圖分類號】U468 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）03-0035-04

0 前言

近年來，汽車市場呈快速發(fā)展趨勢，人們對汽車的需求已從被動選擇汽車主機(jī)廠生產(chǎn)的車型，轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹岢鲇脩粜枨?，要求汽車主機(jī)廠定制化生產(chǎn)車輛。這就要求汽車主機(jī)廠實(shí)施柔性化生產(chǎn)，由以前的單一品種、大批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗥贩N、小批量生產(chǎn)。

柔性裝配主要適用于多品種、多車型、多顏色混線生產(chǎn)的汽車裝配。柔性裝配生產(chǎn)線具有裝配多樣化、質(zhì)量控制嚴(yán)格的特點(diǎn)，這對于提高整車的制造工藝水平和整車質(zhì)量具有重要的意義。柔性化生產(chǎn)在剛剛提出來的時候就受到很多制造企業(yè)的重視，通過近十幾年的推廣，更是得到了飛速發(fā)展，并成為許多產(chǎn)品密集型制造企業(yè)的重要技術(shù)，在汽車行業(yè)尤為突出。它可以在同一個平臺同時生產(chǎn)多種不同類型、不同顏色、不同配置的車輛。毫無疑問，它是一種先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)[1]。目前，我國部分企業(yè)仍使用剛性生產(chǎn)線，原因在于柔性線的設(shè)置難度大、工藝要求高，如果設(shè)置出現(xiàn)偏差，容易影響汽車的生產(chǎn)質(zhì)量。因此，我們還應(yīng)持續(xù)研究和開發(fā)柔性生產(chǎn)線，以促進(jìn)我國汽車制造工藝水平和質(zhì)量的提升。

裝配防錯系統(tǒng)根據(jù)自動識別的不同車型指導(dǎo)裝配作業(yè)人員按系統(tǒng)提出的指令進(jìn)行作業(yè)。該系統(tǒng)不僅具有指導(dǎo)、提醒、檢查裝配作業(yè)的功能，而且具有可靠、穩(wěn)定、可擴(kuò)展的特點(diǎn)。滿足高效率、規(guī)范化生產(chǎn)作業(yè)線的需求[2]。

本文針對柔性裝配線的裝配選件出錯問題進(jìn)行探究，以提升柔性生產(chǎn)的防錯能力。

1 背景

上汽通用五菱汽車股份有限公司河西基地生產(chǎn)的車型種類多、配置豐富，造成現(xiàn)場單一零件的種類很多。部分零件外觀相似，員工不能目視化識別，容易造成選件錯誤。對總裝質(zhì)量控制、合格率、返修成本、售后問題及顧客抱怨等各方面產(chǎn)生很大的影響。以該公司西部總裝2015年的數(shù)據(jù)為例：共有11種基礎(chǔ)車型、16種發(fā)動機(jī)類型，不同車型對應(yīng)零件的用法分類更是品種眾多。

零件條碼是零件唯一的標(biāo)志，是對零件進(jìn)行質(zhì)量追溯的重要依據(jù)。零件條碼應(yīng)包含零件的生產(chǎn)廠、生產(chǎn)日期、零件號等信息。上汽通用五菱汽車股份有限公司要求零件條碼為27位，其信息至少包括零件標(biāo)志碼、供應(yīng)商代碼、零件號及年、月、日和生產(chǎn)序列號共25位；剩余2位可由零件供應(yīng)商依據(jù)零件追溯情況自定義零件追溯信息。

車輛裝配指導(dǎo)單用于在車輛裝配時，指導(dǎo)裝配工進(jìn)行零件選件。車輛裝配指導(dǎo)單包含VIN、VSN、車輛型號、品種代碼、配置狀態(tài)、發(fā)動機(jī)代碼、生產(chǎn)批次、顏色、制動系統(tǒng)、輔助轉(zhuǎn)向裝置、座椅分布、變速箱、空調(diào)名稱、輪胎狀態(tài)、導(dǎo)航系統(tǒng)、倒車?yán)走_(dá)和一些其他特殊配置信息等。裝配工會根據(jù)裝配指導(dǎo)單選取相應(yīng)的零件。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

裝配工依據(jù)裝車單上的車型配置信息選取零件。但由于部分零件外觀相似，僅有零件條碼不相同（裝配現(xiàn)場零件條碼有17位和27位2種，且零件號較長），因此造成裝配工不能準(zhǔn)確選取零件而導(dǎo)致零件裝配出錯。用戶裝配示意圖如圖1所示。

我們依據(jù)工廠的事件記錄，選取了裝配出錯頻次高、返修成本高的零件（ECU模塊、后橋、安全氣囊）進(jìn)行分析。

相似零件一旦出現(xiàn)裝配出錯的情況，需要大量人力成本和時間成本鎖定事件影響范圍，并進(jìn)行問題車輛返修。每次人工發(fā)現(xiàn)裝配出錯后，相關(guān)人員會對問題車輛前后25臺車（共50臺）進(jìn)行問題排查，排查每臺車約2 min。而對問題車輛的返修時間為30～180 min不等。調(diào)研零件的年度出錯頻次及返修成本見表1。

3 原因分析

裝配工依據(jù)裝車單上的車型配置信息進(jìn)行撿料，而零件信息沒有綁定車輛信息，導(dǎo)致外觀相似的零件容易出現(xiàn)撿料錯誤。裝配出錯的原因有以下幾種。

3.1 從作業(yè)層面分析直接原因

（1）供應(yīng)商裝箱錯誤：零件供應(yīng)商給主機(jī)廠發(fā)貨時，誤將其他車型的零件裝入某車型的箱子中；誤將其他零件裝入某零件的箱子中。該場景出現(xiàn)的頻次較低，約1～2次/年。

（2）物流配送錯誤：物流員工將零件從物料倉庫/物料緩沖區(qū)配送到線邊時出錯（應(yīng)配送到A線的卻配送到B線）。該場景出現(xiàn)頻次較低，約1～2/次/年。

（3）裝配工選件錯誤：線邊放置不同車型的相同零件，裝配工不能目視化區(qū)分相似件，導(dǎo)致取件錯誤。該場景出現(xiàn)頻次較高，約20次/年。

（4）裝配指導(dǎo)單不能準(zhǔn)確指導(dǎo)裝配：裝配指導(dǎo)單僅有簡單的配置等信息，裝配工僅能根據(jù)配置信息、裝配經(jīng)驗選取零件。

3.2 從車型配置和零件種類層面分析間接原因

（1）在產(chǎn)車型配置豐富：河西工廠的在產(chǎn)車型多（如CN112、CN113、GP30、GP50、CN201M、CN180S等）；車型配置豐富，每種車型有基本型、舒適型、豪華型等。

（2）同個零件有不同的種類：因不同的車型需裝配不同種類的零件，但同個零件外觀相似，僅有零件條碼不同。線旁會出現(xiàn)同個零件的多個相似件。

（3）零件裝配未做物理防錯：不同種類的同個零件，可以互裝在不同的車型上，安裝時未做可目視化的防錯。

3.3 從質(zhì)量要求層面分析根本原因

系統(tǒng)裝配作業(yè)無系統(tǒng)防錯校驗：上汽通用五菱汽車股份有限公司目前僅有對關(guān)鍵追溯件（由公司根據(jù)國家要求和實(shí)際生產(chǎn)情況自定義）的質(zhì)量追溯，且無防錯功能。對于普通零件既無質(zhì)量追溯，又無裝配防錯。對于零件后期的質(zhì)量追溯存在風(fēng)險。

通過以上分析，我們可以得出裝配出錯的根本原因是在裝配過程中缺少防錯校驗的動作。因此，我們需要重點(diǎn)完善現(xiàn)有作業(yè)，增加裝配防錯的校驗過程。

4 制訂方案

針對同一工位有多種零件，且零件結(jié)構(gòu)相似導(dǎo)致裝配出錯的失效模式，需要進(jìn)行防錯控制?？刹捎玫慕鉀Q方案如下。

（1）目視化防錯：將每個零件的外觀特點(diǎn)及適用車型用圖示的方式標(biāo)明在線旁。

（2）工位布局防錯：將各零件按不同工位裝配。

（3）排序放錯：將物料與車型一一對應(yīng)，由專人按車型上線時間對物料進(jìn)行排序。

（4）設(shè)計防錯：零件結(jié)構(gòu)和裝配方式完全不同，取錯零件將無法裝配。

（5）掃描防錯：通過掃描槍對零件條形碼和車輛VIN碼進(jìn)行掃描，校驗零件和車型的對錯，取錯件時系統(tǒng)會報警。

表2是對裝配防錯方式的比較[3]。

通過對以上5種防錯類型的比較，我們可以得出：目視化防錯和工位布局防錯受現(xiàn)場空間限制；設(shè)計防錯需改變產(chǎn)品設(shè)計，并改進(jìn)裝配工藝，防錯成本劇增；排序防錯和掃描防錯均可實(shí)現(xiàn)零件與車型的綁定，但排序防錯不能實(shí)現(xiàn)裝配數(shù)據(jù)的追溯功能，因此我們采用掃描防錯解決裝配出錯這一失效模式。

掃描防錯需要我們將車型與零件的對應(yīng)關(guān)系（車輛品種代碼與零件號的對應(yīng)關(guān)系）維護(hù)在防錯系統(tǒng)中，在裝配動作前，對車輛信息和零件信息進(jìn)行掃描并對其進(jìn)行校驗。若裝配選件錯誤后，給出報警提示。該方案可以解決裝配動作無系統(tǒng)支持、無法進(jìn)行質(zhì)量追溯的問題。詳細(xì)設(shè)計方案如下。

總裝工程師將防錯基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)到防錯系統(tǒng)中；制造系統(tǒng)將整車制造過程數(shù)據(jù)通過EAI接口傳輸給防錯系統(tǒng)；在車輛裝配時，裝配工掃描車輛VIN和零件條碼，然后與工程師維護(hù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗。如果校驗成功，則正常裝配；如果校驗失敗，則人工干預(yù)。同時，系統(tǒng)會將裝配數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器，用于質(zhì)量追溯（系統(tǒng)實(shí)施架構(gòu)圖如圖2所示）。

5 效益分析

根據(jù)該設(shè)計方案，我們可以減少裝配返修時間、取消裝配互檢操作等，能對現(xiàn)有的作業(yè)活動進(jìn)行優(yōu)化；同時，可以對裝配數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲與追溯。該項目的實(shí)施對工廠的人力成本、質(zhì)量提升等具有積極意義。以下是可預(yù)見的效益分析。

5.1 返修成本分析

（1）ECU：下線后發(fā)現(xiàn)裝錯，單臺車返修耗時30 min，每年裝錯20次；每次裝錯排查50臺車，每輛車90 s，共可節(jié)約2 100 min。在線發(fā)現(xiàn)裝錯，每年7次，每次停線4 min，3條線影響1 761人（3個班次人數(shù)）。共可節(jié)約49 308 min。西部總裝：取消互檢操作，單臺車減少5 s。按西部總裝1年40萬輛車的產(chǎn)量，共節(jié)約33 333 min。東總：取消互檢操作，單臺車減少5 s。按東部總裝1年35萬輛車的產(chǎn)量，共節(jié)約29 167 min。

（2）安全氣囊：單臺車返修耗時30 min，每年裝錯20次；每次裝錯排查60臺車，每輛車90 s，共可節(jié)約 2 400 min。取消互檢操作，單臺車減少5 s。按西部總裝1年40萬輛車的產(chǎn)量，共節(jié)約33 333 min。

（3）后橋：車輛下線后發(fā)現(xiàn)，180 min/次×20次/年×2人+50臺車×1.5 min/次×20次/年×2人=10 200 min。在線發(fā)現(xiàn)裝錯，每年8次，每次停線10 min，3條線影響1 761人（3個班次的人數(shù)），共節(jié)約140 880 min。西部總裝：取消互檢操作，單臺車減少5 s。按西部總裝1年40萬輛車的產(chǎn)量，共節(jié)約33 333 min。東部總裝：取消互檢操作，單臺車減少5 s。按東部總裝1年35萬輛車的產(chǎn)量，共節(jié)約29 167 min。

5.2 數(shù)據(jù)服務(wù)分析

（1）提供各工廠裝配問題相關(guān)指標(biāo)的數(shù)據(jù)分析，有利于業(yè)務(wù)部門管理績效的提升。

（2）記錄裝配信息，用于質(zhì)量追溯。

5.3 潛在效益

幫助河西工廠通過BIQ4評審，有益于公司制造質(zhì)量控制、企業(yè)宣傳等。

6 效果檢查

該方案在2016年上半年實(shí)施，并于同年7月初交付用戶使用。截至同年11月底，裝配防錯系統(tǒng)已平穩(wěn)運(yùn)行約5個月。根據(jù)采集的裝配作業(yè)數(shù)據(jù)分析，在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)完整的情況下，該系統(tǒng)具備基本的裝配防錯功能。圖3是2016年7—11月裝配防錯系統(tǒng)的使用率和防錯比率的報表。

通過數(shù)據(jù)分析，零件掃描率是逐月遞增的（目前掃描率在80%以上，且仍處于增長趨勢），說明系統(tǒng)處于較好的使用狀態(tài)，但仍需與總裝同事溝通，要求做到零件的100%掃描。有效防錯比率指匹配錯誤比率和未維護(hù)該品種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)比率之和。有效防錯比率呈遞減趨勢，說明基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)越來越完整，但仍需和總裝同事溝通，做到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的及時維護(hù)與更新。

實(shí)施系統(tǒng)防錯之后，2016年7—11月工廠實(shí)際裝配出錯頻次得到顯著降低。以西部總裝為例，ECU共裝配出錯6次，低于防錯之前的20次/年；安全氣囊模塊共裝配出錯4次，遠(yuǎn)低于防錯之前的20次/年；后橋共裝配出錯6次；遠(yuǎn)低于防錯之前的20次/年（見表3）。

通過對實(shí)際裝配出錯頻次的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以得出：實(shí)際裝配出錯頻次低于年度裝配出錯頻次（20次/年）；裝配出錯集中在2016年7—8月（前2個月份基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處于逐步完善狀態(tài)，且掃描率較低）；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)未維護(hù)完整，導(dǎo)致有裝配出錯現(xiàn)象；未做到零件100%掃描校驗，導(dǎo)致有裝配出錯現(xiàn)象。

綜上可以得出，該項目的實(shí)施有助于減少工廠裝配出錯的頻次。如果基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)完整，且零件100%掃描，可以完全杜絕裝配出錯現(xiàn)象。

7 結(jié)語

防錯技術(shù)遵循“不制造缺陷、不傳遞缺陷、不接受缺陷”的原則，是全面質(zhì)量管理體系的組成部分。防錯技術(shù)的應(yīng)用減少了人為因素導(dǎo)致的各種錯裝、漏裝缺陷，提高了生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本[4]。本文通過總裝工程師維護(hù)車輛品種代碼與零件號的對應(yīng)關(guān)系，掃描零件條碼、車輛VIN，建立實(shí)車掃描數(shù)據(jù)與制造基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)零件的裝配防錯與質(zhì)量追溯。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]黃雙喜.汽車總裝生產(chǎn)線中柔性化的應(yīng)用[J].大眾汽車，2013，19（1）：2.

[2]李科維.裝配防錯系統(tǒng)在汽車混裝生產(chǎn)線的應(yīng)用[J].中國儀器表，2010（10）：54-57.

[3]鄧智良.汽車總裝工藝評審研究[J].裝備制造技術(shù)，

2011（9）：92-93.

[4]韋國建，蘇世棟.防錯技術(shù)在汽車車身制造過程中的應(yīng)用[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2014（13）：45-47.

[責(zé)任編輯：鐘聲賢]