周 利，馮元俊

（柳州五菱汽車(chē)工業(yè)有限公司，廣西 柳州545007）

1 質(zhì)量追溯的目的和意義

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車(chē)在人們的生產(chǎn)、生活中成為必不可少的交通工具。人們更加關(guān)注汽車(chē)的安全駕駛和安全使用。2004年11月，中國(guó)出臺(tái)了汽車(chē)召回法，汽車(chē)企業(yè)對(duì)有安全缺陷的車(chē)輛，必須依照召回法進(jìn)行召回處理，以保障汽車(chē)乘用人員的安全。做為汽車(chē)企業(yè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品某個(gè)批次存在某種缺陷需要召回時(shí)，要準(zhǔn)確界定汽車(chē)產(chǎn)品的召回范圍。面對(duì)上百家的供應(yīng)商，上萬(wàn)種的汽車(chē)零件，如何準(zhǔn)確界定缺陷召回的批次、范圍，就是由主機(jī)廠和零部件供應(yīng)商共同組建的追溯系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2 汽車(chē)零部件的追溯過(guò)程及處理

零件質(zhì)量追溯系統(tǒng)通過(guò)條形碼或二維碼的唯一識(shí)別信息對(duì)應(yīng)采集各關(guān)鍵零部件的質(zhì)量信息，將關(guān)鍵零部件的唯一識(shí)別信息加入到每輛車(chē)的檔案數(shù)據(jù)中。

在主機(jī)廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，裝配整車(chē)時(shí)，記錄車(chē)輛VIN（Vehicle Identification Number車(chē)輛識(shí)別號(hào)碼）和各供應(yīng)商的關(guān)鍵零部件條碼。供應(yīng)商的追溯系統(tǒng)中關(guān)鍵零部件條碼完整的記錄各種關(guān)鍵零件的生產(chǎn)批次、生產(chǎn)日期、質(zhì)量數(shù)據(jù)等大量信息，才有可能實(shí)現(xiàn)零件追溯[1]。

后面以后橋齒輪為例，后橋齒輪的工藝為：齒輪鍛造、熱前機(jī)工、熱處理、熱后加工、裝配到減速器總成、減速器總成配到后橋總成、然后裝配到整車(chē)上。在任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)批量的問(wèn)題，都需要追溯齒輪的質(zhì)量問(wèn)題，所以需要在各環(huán)節(jié)建立追溯系統(tǒng)。

當(dāng)整車(chē)銷(xiāo)售到終端用戶(hù)時(shí)，齒輪零件鍛造批次Q527出現(xiàn)材質(zhì)問(wèn)題時(shí)，通過(guò)查詢(xún)鍛造批次信息，鎖定該批次的齒輪條碼，對(duì)應(yīng)總成的二維碼，最后鎖定到整車(chē)VIN，通過(guò)終端用戶(hù)的數(shù)據(jù)庫(kù)最終查詢(xún)到用戶(hù)信息，最終實(shí)現(xiàn)零件召回。

在主機(jī)廠發(fā)現(xiàn)齒輪裝配扭力不足，鎖定故障件總成條碼25845028523740338B1K9170200，把該故障件隔離、返工后再使用。同時(shí)，還需要排查其他零件是否存在扭力未上緊，通過(guò)查詢(xún)扭力追溯系統(tǒng)看每臺(tái)總成的扭力是否在合格范圍內(nèi)，鎖定總成條碼，然后鎖定整車(chē)。

3 汽車(chē)零部件追溯的硬件條件

3.1 條形碼、二維碼的原理

普通的一維條形碼只能在橫向位置表示大約20位的字母或數(shù)字信息，在使用時(shí)需要后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)（比如采用MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)）的支持，如見(jiàn)圖1所示。

圖1 一維條形碼樣式

二維碼是一種比一維碼更高級(jí)的條碼格式。二維碼在水平和垂直方向都可以存儲(chǔ)信息。一維碼只能由數(shù)字和字母組成，而二維碼能存儲(chǔ)漢字、數(shù)字和圖片等信息，且占用空間小，因此二維碼的應(yīng)用領(lǐng)域要廣得多，如圖2所示。目前，汽車(chē)行業(yè)的零部件絕大多數(shù)采用二維碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)零件追溯，二維碼可采用點(diǎn)陣式打碼或者將激光打碼打在零件本身，終身跟隨零件可查詢(xún)直到零件報(bào)廢。而小部分裝配成總成的零件仍然采用條形碼技術(shù)追溯，因?yàn)椴糠盅b配零件曲面形狀無(wú)法上面打碼。條形碼不能跟隨零件終身，只能采用MES系統(tǒng)或其他追溯系統(tǒng)將車(chē)輛VIN與零件條形碼一一關(guān)聯(lián)。

圖2 二維碼樣式

3.2 條形碼、二維碼的規(guī)則

汽車(chē)零部件的條形碼、二維碼一般都包括供應(yīng)商代碼、零件號(hào)、班次、年月日、流水號(hào)等信息，如圖1所示。

供應(yīng)商代碼：汽車(chē)的零件有上萬(wàn)種，由上百家的供應(yīng)商提供，拿后橋總成舉例，就有兩到三家供應(yīng)商供同一主機(jī)廠的同一車(chē)型，所以在條碼中設(shè)置供應(yīng)商代碼以區(qū)分不同供應(yīng)商供貨。

零件號(hào)：零件號(hào)可實(shí)現(xiàn)防錯(cuò)功能，車(chē)型1應(yīng)該裝配圖號(hào)為23553163的齒輪，車(chē)型2裝配圖號(hào)23554205。如在裝配車(chē)型1，生產(chǎn)線掃描裝配零件號(hào)23554205的齒輪時(shí)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出錯(cuò)報(bào)警，同時(shí)與裝配線體聯(lián)動(dòng)，如未裝配掃描零件時(shí)線體不能放行往下工序流轉(zhuǎn)，防止錯(cuò)漏少裝零件。

班次、年月日、流水號(hào)：通過(guò)這些信息就可以識(shí)別到生產(chǎn)廠家在何時(shí)，由哪位操作工加工的零件，一共生產(chǎn)多少零件。

3.3 條形碼、二維碼的實(shí)現(xiàn)設(shè)備

二維碼打碼機(jī)可選擇激光打碼和機(jī)械點(diǎn)陣式打碼。激光打碼設(shè)備的工作原理是將激光以極高的能量密度聚集在被刻標(biāo)的物體表面，通過(guò)燒灼和刻蝕，將其表層的物質(zhì)氣化。而點(diǎn)陣式打碼是針機(jī)械式點(diǎn)刻在零件上，比激光打碼要深，但是效率相對(duì)激光打碼而來(lái)低。一般需熱處理的零部件在熱處理前采用點(diǎn)陣式打碼，因?yàn)榧す獯a在拋丸、熱處理后易磨損不清晰，熱后機(jī)加工或裝配上線時(shí)識(shí)別率低。而不需要熱處理的零件目前大多數(shù)采用激光打碼，因?yàn)榧す獯虼a效率高、噪音小。

二維碼掃描設(shè)備可選取手持式掃描槍或者固定式掃描槍。一般自動(dòng)化流水線采用固定式掃描槍。打標(biāo)后，條形碼讀取基本100%能識(shí)別，不存在問(wèn)題。但二維碼的識(shí)別率不像條形碼識(shí)別率高，其影響因素有打碼清晰程度、掃描槍的分辨率、零件與掃描搶的距離等，二維碼識(shí)別率的高低會(huì)直接影響追溯系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性和穩(wěn)定性，所以在初期對(duì)掃描槍的選擇進(jìn)行多次驗(yàn)證確定，同時(shí)采用明碼和二維碼的控制方式確保明碼作為二維碼失效的備用方案。

4 零部件在鍛造、機(jī)加工、熱處理、裝配全過(guò)程的追溯實(shí)現(xiàn)

一個(gè)零部件有唯一的條形碼或者二維碼，單一的條形碼、二維碼不能全部體現(xiàn)零件的追溯信息。只能根據(jù)零件的關(guān)鍵特性設(shè)置追溯點(diǎn)，然后在生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)MES或者追溯系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鍛造批次、熱前加工批次、熱處理批次、熱后加工批次等關(guān)鍵信息的存儲(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)追溯。就像人的身份證，通過(guò)身份證只能了解人的籍貫、出生年月，但是他的學(xué)業(yè)情況、婚配情況、工作情況，是使用一個(gè)個(gè)系統(tǒng)來(lái)存儲(chǔ)相應(yīng)的信息，然后通過(guò)唯一的身份證號(hào)碼查詢(xún)到此人的各類(lèi)信息。

4.1 零部件鍛造批次追溯

鍛造批次在零件本體上體現(xiàn)，在機(jī)加工上線打碼時(shí)，員工根據(jù)毛坯上的標(biāo)識(shí)在工控機(jī)上錄入毛坯鍛造批次，自動(dòng)上傳到MES系統(tǒng)或質(zhì)量追溯系統(tǒng)中。見(jiàn)圖三中的鍛造毛坯批次追溯。

鍛造批次數(shù)量大，所以不需要每件上線時(shí)都錄入，只有在切換毛坯批次碼時(shí)錄入新的鍛造批次碼信息。在后續(xù)任何工序出現(xiàn)毛坯鍛造問(wèn)題時(shí)，都可以追溯該批次零件在熱前機(jī)加工、熱處理、熱后機(jī)加工哪個(gè)過(guò)程。

4.2 零部件機(jī)加工追溯

打碼機(jī)布局可根據(jù)生產(chǎn)線各工序的節(jié)拍來(lái)制定。以主齒追溯為例，見(jiàn)圖3，由于OP10序?yàn)槠款i工序，同時(shí)OP20序?yàn)橹匾|(zhì)量工序，所以選取在第OP20序進(jìn)行打碼掃描。OP20軋花鍵工序，有兩臺(tái)設(shè)備分別為A、B，各配備一臺(tái)打標(biāo)機(jī)，后續(xù)若發(fā)現(xiàn)軋花鍵A設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，通過(guò)二維碼可全部追溯出設(shè)備A生產(chǎn)的零件。

圖3 鍛造毛坯批次追溯

4.2.1 關(guān)鍵工序追溯

不是每個(gè)工位都進(jìn)行掃描，具體見(jiàn)圖4關(guān)鍵工序追溯圖。而只是在關(guān)鍵的質(zhì)量點(diǎn)上進(jìn)行掃描，識(shí)別出工件是否經(jīng)過(guò)該工序加工。比如OP10為非關(guān)鍵工序，所以在此工位不進(jìn)行追溯。

圖4 關(guān)鍵工序追溯圖

而OP60序?yàn)辇X輪的最后一道機(jī)加工序同時(shí)也是關(guān)鍵工序，兩臺(tái)設(shè)備A、B，在線旁分別配備有兩臺(tái)在線檢測(cè)設(shè)備對(duì)加工后的零件進(jìn)行關(guān)鍵尺寸的100%檢測(cè)。工序經(jīng)過(guò)OP60序A設(shè)備機(jī)加工，然后在線檢測(cè)設(shè)備A進(jìn)行自動(dòng)掃描、檢測(cè)零件外圓等關(guān)鍵尺寸，自動(dòng)記錄關(guān)鍵尺寸的結(jié)果，合格時(shí)往下裝盤(pán)流轉(zhuǎn)，不合格時(shí)設(shè)備報(bào)警，由操作工人隔離。

目前這種追溯方法在機(jī)加工廠來(lái)說(shuō)應(yīng)用非常廣泛。關(guān)鍵的質(zhì)量點(diǎn)基本能追溯，不用每臺(tái)機(jī)床投入掃描槍?zhuān)瑴p少設(shè)備的投資，降低生產(chǎn)成本。但無(wú)法鎖定具體一般工序的哪臺(tái)設(shè)備導(dǎo)致的質(zhì)量問(wèn)題，造成A設(shè)備加工尺寸出現(xiàn)問(wèn)題，B、C設(shè)備加工的產(chǎn)品無(wú)法區(qū)分，而把所有的產(chǎn)品都追溯回來(lái)，追溯成本會(huì)相對(duì)增加。

4.2.2 全工序追溯

要做到每個(gè)工位追溯，具體見(jiàn)圖5所示的全工序追溯圖。這類(lèi)追溯要求在生產(chǎn)線上每臺(tái)機(jī)床安裝一把二維碼掃描槍?zhuān)热缭贠P10序上件時(shí)掃描并在質(zhì)量追溯系統(tǒng)中記錄工件是由A設(shè)備、B設(shè)備還是C設(shè)備加工，生成此工件信息的記錄。一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備A加工出不合格產(chǎn)品，可以縮小追溯范圍，降低質(zhì)量損失。

圖5 全工序追溯圖

工件進(jìn)入下一工序OP20時(shí)，先進(jìn)行掃描，讀碼信息傳送到追溯系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)檢索該工件在前面工序的加工情況。如果該工件在OP10序未加工，那在OP20序的工控機(jī)上會(huì)發(fā)出警報(bào)，并提示操作工人不能繼續(xù)加工，避免漏序，在一定程度上做到防錯(cuò)的效果。

每個(gè)工位增加讀碼設(shè)備給工廠帶來(lái)一定的成本壓力，同時(shí)在各序增加掃描動(dòng)作，導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低。尤其是打碼質(zhì)量問(wèn)題或者讀碼設(shè)備異常導(dǎo)致讀碼失敗，會(huì)影響整條生產(chǎn)線的效率。

機(jī)加工的追溯最為復(fù)雜，各工廠要根據(jù)產(chǎn)品不同、各特性的關(guān)鍵程度不同選取不同的追溯方式，在各工序設(shè)置追溯的點(diǎn)。一些高端轎車(chē)的追溯采取全工序追溯，而國(guó)內(nèi)大多數(shù)的生產(chǎn)廠采用關(guān)鍵工序的追溯，既可以降低成本，也可以基本滿(mǎn)足追溯要求。

4.3 零部件熱處理追溯

在熱處理的前一道工序OP40序掃描每個(gè)工件，組成熱處理框，一框80件生成一個(gè)熱處理盤(pán)號(hào)。然后在熱處理OP50序上線時(shí)掃描任意一件零件，記錄熱處理的上線時(shí)間。該條信息記錄與已上傳質(zhì)量追溯系統(tǒng)中的OP40序組框信息、OP20序的毛坯批次信息全部都進(jìn)行匹配。見(jiàn)圖6熱處理組框追溯。

圖6 熱處理組框追溯

一旦熱處理零件經(jīng)過(guò)后續(xù)的硬度等性能檢測(cè)發(fā)現(xiàn)不合格時(shí)，都可以在質(zhì)量追溯系統(tǒng)中通過(guò)該批次熱處理的任意一齒輪二維碼查詢(xún)到該批次的所有零件情況并追溯回來(lái)。

4.4 零部件裝配追溯

在總成裝配線的各零部件裝配點(diǎn)上配置掃描槍?zhuān)瑢?duì)上線的總成和零部件一一掃描進(jìn)行組合，建立起零部件與總成的關(guān)系。

同時(shí)，裝配工位最重要的是零件的扭力控制，所以在上緊力矩時(shí)電扭槍的數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶匪菹到y(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)零件和扭力的追溯。當(dāng)扭力不足時(shí)，設(shè)備發(fā)出警報(bào)，生產(chǎn)線無(wú)法往下流轉(zhuǎn)。同時(shí)在下一個(gè)關(guān)鍵工位，掃描該零件條形碼時(shí)會(huì)提醒上一工序裝配不合格，無(wú)法流轉(zhuǎn)，所以在裝配零部件時(shí)可以做到非常好的防錯(cuò)效果，防止零件未加工完成直接裝配上線[2]。見(jiàn)圖7裝配扭力追溯及防錯(cuò)。

圖7 裝配扭力追溯及防錯(cuò)

在整車(chē)裝配的總成裝配點(diǎn)上同樣配置掃描槍?zhuān)瑢?duì)整車(chē)VIN和總成的二維碼進(jìn)行綁定，建立起整車(chē)和總成的關(guān)系。

5 結(jié)束語(yǔ)

零部件各制造過(guò)程的追溯通過(guò)追溯系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而主機(jī)廠和關(guān)鍵零部件的供應(yīng)商是一條生態(tài)鏈，需要主機(jī)廠和零部件供應(yīng)商一同建立起追溯系統(tǒng)方可實(shí)現(xiàn)零部件的各制造過(guò)程追溯，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的缺失都無(wú)法追溯或召回零件。

追溯系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在線的質(zhì)量控制，避免不合格或關(guān)鍵工序未加工的零件裝配到總成最終流入終端用戶(hù)，同時(shí)在終端用戶(hù)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題時(shí)可以反查數(shù)據(jù)，快速的追溯到零部件的相應(yīng)信息，實(shí)現(xiàn)整車(chē)的零件召回。