谈防呆防错及其在汽车零件制造的应用

刘陶德

摘 要：伴随着汽车的多样化，零部件也增多，同时人们对车的质量追求也更高，利用防呆防错来提高汽车制造过程水平日显重要

关键词：防呆防错;制造过程;机加工;装配

随着汽车越来越高的制造水平，防呆防错在现代制造过程中显得越来越重要。从已经完成转版的IATF16949可以看出，防呆防错已经列为转版的重点内容之一，由此可见，原先以学习改进为主的方式将有可能转换为国际标准的要求。

防呆法日文称POKA-YOKE，又称愚巧法、防错法。意即在过程失误发生之前即加以防止。是一种在作业过程中采用自动作用、报警、标识、分类等手段，使作业人员不特别注意也不会失误的方法。防错/防呆技术是制造过程开发的重点，是缺陷预防的最佳实践方法。POKA-YOKE意为“防错防呆”，亦即Error & Mistake Proofing。日本的质量管理专家、著名的丰田生产体系创建人新江滋生（Shingeo Shingo）先生根据其长期从事现场质量改进的丰富经验，首创了POKA-YOKE的概念，并将其发展成为用以获得零缺陷，最终免除质量检验的工具。

1 防呆法的特点

全检产品但不增加作业者负担;必须满足防呆规定操作要求，作业过程方可完成;低成本;实时发现失误，实时反馈。

2 防呆法的作用

1）防呆法意味着“第一次把事情做好。防呆法采用一系列方法和或工具防止失误的发生，某结果即为第一次即将事情做好。

2）防呆法意味着“有人为疏忽或者外行人来做也不会出错即不需要专门的经验或特别注意”的制程”傻瓜化“。防呆法采用一系列方法和或工具防止人为失误的发生，除非故意，无论如何都不会把事情做错。

3）提升产品质量，减少由于检查而导致的浪费、消除返工及其引起的浪费。

防呆法意味着“第一次即把事情做好”，直接结果就是产品质量的提高，防呆法消除了检查这种浪费，消除缺陷，这会导致返工次数的削减，由于返工所致的时间和资源浪费便得以消除。

4）实现自动化，提高效率。

防呆法会降低了对于人的主观判断的依赖，尽量实现制程的自动化，减少了人出错的可能性，提高了劳动效率。

5）保证安全

防呆法充分运用各种IE手法保证即使人在出现简单失误的可能下机构可以自动识别动作的正确性，保证人机安全。

3 防呆的等级

根据防错的效果，防错技术可分为如下三个等级：

1）不制造缺陷的防错，即不可能制造出坏零件，可能损坏的零件数为零;

2）不传递缺陷的防错，即不可能将坏零件传递到下一工位;

3）不接受缺陷的防错，即后续工位不接受坏零件。

4 防呆的基本法则

1）设计防呆

会造成错误的原因从根本上排除掉，如不同形状只能放不同的位置用“同步原则”多动作需共同执行才能完成（开银行金库时的操作、手动操作冲床双手开关作业;用“顺序”动作来完成（电梯门、地铁门）极限定位原理（卷闸门）;用交互动作来完成（连锁机构）。

2）隔离原则防呆

用分隔不同区域的方式，来达到保护某些地区，避免造成危险或错误的现象发生。隔离原理亦称保护原理，电动圆锯的保护片套，以防止锯到手。

3）过程自动化防呆

以各种光学，电学，力学，机构学，化学原理来限制某些动作的执行或不执行，以避免错误发生。目前比较普遍，也是一种非常简易的自动化应用，如设备的各种传感器。如以“浮力”的方式来控制：抽水马桶之水箱内社有浮球，水升到某一高度时，浮球推动开关拉杆，切断水源。以“重量”控制的方式来完成：电梯超载时，门关不上，电梯不能上下，警告钟也鸣起来。以“光线”控制的方式来完成：自动照相机，光线如果不足时，则快门按不下去。

4）警告原则防呆

如有不正常的现象发生，能以声光或其他方式显示出各种“警告”的讯号，以避免错误的发生。车子速度过高时，安全带没系好，车门没关好，警告灯就亮起来等。

5 防呆防错在汽车配件制造的部分应用

1）定性的防错

通过图像识别技术，光电、限位、接近开关的逻辑控制技术等来完成防错，比如：即时摄片比较：区分装配零件的方向是否正确;

传感器感应检测：机加工自动线根据不同产品型号的外形变化，传感器将感应到的信息反馈给后面的加工工序，使后面的工序调用对应的加工程序，实施相应的加工内容;

加工孔探测：在机加工线中的钻孔或攻丝后的工位，对加工孔的断刀检测及切屑冲洗;

导向挡块：区分零件的输送导向;

2）定量的防错

通过测量探头感应或经过气电转换的测量技术（气体流量转换成电量）来达到防错的目的，如：红宝石探头探测数据反馈：通过红宝石探头探测已压装气门座圈的内径来区别零件是10L还是12L汽车配件的缸盖;

BTS刀具长度检测：CNC加工中心刀具检测可防止错误长度的刀具安装在刀库中，防止加工过程中的断刀现象，减少加工首件或加工过程中的废品出现;

泄漏测试：汽车配件如缸盖、缸体的油道以及水道的在线测试等，控制泄漏件流入下道工序;

扭矩控制：汽车配件如很多螺栓固定的拧紧程度均通过扭矩枪来控制。

3）振動盘的选料防错

通过振动盘的振动，使零件随着不断的振动并输送至判别零件的方向正确与否处，只有零件处于正确的位置方向时，才能进入送料轨道;位置方向错误的零件则掉入零件振动料箱里，从而达到预防零件的进给方向错误，避免工件报废的目的。

4）物料防错

工件盛放器具的防错：加工完成的产品盛放实施防错技术，有仿形摆放，预防工件相互碰撞，保证加工零件的表面质量;

色标防错：装配区域零件的盛放料架，使用色标防错。

5）人工防错

①建立标准的操作SOS：如加工过程中的成品、待制品、待处理品、料废、工废等下线零件必须马上按照各类零件的处理规范挂上不同颜色的识别标签，刀具设定正常使用耐用度，防错装置建立TPM、PM维护保养制度等;

②刀具安装防错：操作工按照刀具换刀规范进行调刀，如核对刀具号、长度类刀具进行长短比较等，预防出现由调刀中的差错造成的不合格零件;

③工件目检、测量防错：操作工按照检验频次目检、测量工件加工中及毛坯本身存在的缺陷，把不合格工件剔除出来，在本工位上使其离线。

以下为某汽车零部件的制造防错举例：

零件延橙色箭头方向流转，产品共需要5道工序完成，部分工序有3个步骤;操作人数为2人，正常顺序为每人各自循环自己的动作，但考虑异常情况及节拍的非绝对平衡，作业顺序可能会微调;

以上容易会导致产品顺序混乱，因此产品在OP1的step1时会打上二维码，产品每往下装配一步都必须先扫码，并且按OP1→OP2......顺序，在OP1/2.....里也按step1→step2顺序;在每一步的过程中也会记录相应的数据，发现不合格时设备自动声光报警;

参考文献

[1]闵令芝.《以错为鉴防主观》

[2]赵子龙，康俊枝.《防错设计的应用》

[3]成瑞和.《汽车总装防错策略浅析》