談防呆防錯及其在汽車零件制造的應用

劉陶德

摘 要：伴隨著汽車的多樣化，零部件也增多，同時人們對車的質量追求也更高，利用防呆防錯來提高汽車制造過程水平日顯重要

關鍵詞：防呆防錯;制造過程;機加工;裝配

隨著汽車越來越高的制造水平，防呆防錯在現代制造過程中顯得越來越重要。從已經完成轉版的IATF16949可以看出，防呆防錯已經列為轉版的重點內容之一，由此可見，原先以學習改進為主的方式將有可能轉換為國際標準的要求。

防呆法日文稱POKA-YOKE，又稱愚巧法、防錯法。意即在過程失誤發生之前即加以防止。是一種在作業過程中采用自動作用、報警、標識、分類等手段，使作業人員不特別注意也不會失誤的方法。防錯/防呆技術是制造過程開發的重點，是缺陷預防的最佳實踐方法。POKA-YOKE意為“防錯防呆”，亦即Error & Mistake Proofing。日本的質量管理專家、著名的豐田生產體系創建人新江滋生（Shingeo Shingo）先生根據其長期從事現場質量改進的豐富經驗，首創了POKA-YOKE的概念，并將其發展成為用以獲得零缺陷，最終免除質量檢驗的工具。

1 防呆法的特點

全檢產品但不增加作業者負擔;必須滿足防呆規定操作要求，作業過程方可完成;低成本;實時發現失誤，實時反饋。

2 防呆法的作用

1）防呆法意味著“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誤的發生，某結果即為第一次即將事情做好。

2）防呆法意味著“有人為疏忽或者外行人來做也不會出錯即不需要專門的經驗或特別注意”的制程”傻瓜化“。防呆法采用一系列方法和或工具防止人為失誤的發生，除非故意，無論如何都不會把事情做錯。

3）提升產品質量，減少由于檢查而導致的浪費、消除返工及其引起的浪費。

防呆法意味著“第一次即把事情做好”，直接結果就是產品質量的提高，防呆法消除了檢查這種浪費，消除缺陷，這會導致返工次數的削減，由于返工所致的時間和資源浪費便得以消除。

4）實現自動化，提高效率。

防呆法會降低了對于人的主觀判斷的依賴，盡量實現制程的自動化，減少了人出錯的可能性，提高了勞動效率。

5）保證安全

防呆法充分運用各種IE手法保證即使人在出現簡單失誤的可能下機構可以自動識別動作的正確性，保證人機安全。

3 防呆的等級

根據防錯的效果，防錯技術可分為如下三個等級：

1）不制造缺陷的防錯，即不可能制造出壞零件，可能損壞的零件數為零;

2）不傳遞缺陷的防錯，即不可能將壞零件傳遞到下一工位;

3）不接受缺陷的防錯，即后續工位不接受壞零件。

4 防呆的基本法則

1）設計防呆

會造成錯誤的原因從根本上排除掉，如不同形狀只能放不同的位置用“同步原則”多動作需共同執行才能完成（開銀行金庫時的操作、手動操作沖床雙手開關作業;用“順序”動作來完成（電梯門、地鐵門）極限定位原理（卷閘門）;用交互動作來完成（連鎖機構）。

2）隔離原則防呆

用分隔不同區域的方式，來達到保護某些地區，避免造成危險或錯誤的現象發生。隔離原理亦稱保護原理，電動圓鋸的保護片套，以防止鋸到手。

3）過程自動化防呆

以各種光學，電學，力學，機構學，化學原理來限制某些動作的執行或不執行，以避免錯誤發生。目前比較普遍，也是一種非常簡易的自動化應用，如設備的各種傳感器。如以“浮力”的方式來控制：抽水馬桶之水箱內社有浮球，水升到某一高度時，浮球推動開關拉桿，切斷水源。以“重量”控制的方式來完成：電梯超載時，門關不上，電梯不能上下，警告鐘也鳴起來。以“光線”控制的方式來完成：自動照相機，光線如果不足時，則快門按不下去。

4）警告原則防呆

如有不正常的現象發生，能以聲光或其他方式顯示出各種“警告”的訊號，以避免錯誤的發生。車子速度過高時，安全帶沒系好，車門沒關好，警告燈就亮起來等。

5 防呆防錯在汽車配件制造的部分應用

1）定性的防錯

通過圖像識別技術，光電、限位、接近開關的邏輯控制技術等來完成防錯，比如：即時攝片比較：區分裝配零件的方向是否正確;

傳感器感應檢測：機加工自動線根據不同產品型號的外形變化，傳感器將感應到的信息反饋給后面的加工工序，使后面的工序調用對應的加工程序，實施相應的加工內容;

加工孔探測：在機加工線中的鉆孔或攻絲后的工位，對加工孔的斷刀檢測及切屑沖洗;

導向擋塊：區分零件的輸送導向;

2）定量的防錯

通過測量探頭感應或經過氣電轉換的測量技術（氣體流量轉換成電量）來達到防錯的目的，如：紅寶石探頭探測數據反饋：通過紅寶石探頭探測已壓裝氣門座圈的內徑來區別零件是10L還是12L汽車配件的缸蓋;

BTS刀具長度檢測：CNC加工中心刀具檢測可防止錯誤長度的刀具安裝在刀庫中，防止加工過程中的斷刀現象，減少加工首件或加工過程中的廢品出現;

泄漏測試：汽車配件如缸蓋、缸體的油道以及水道的在線測試等，控制泄漏件流入下道工序;

扭矩控制：汽車配件如很多螺栓固定的擰緊程度均通過扭矩槍來控制。

3）振動盤的選料防錯

通過振動盤的振動，使零件隨著不斷的振動并輸送至判別零件的方向正確與否處，只有零件處于正確的位置方向時，才能進入送料軌道;位置方向錯誤的零件則掉入零件振動料箱里，從而達到預防零件的進給方向錯誤，避免工件報廢的目的。

4）物料防錯

工件盛放器具的防錯：加工完成的產品盛放實施防錯技術，有仿形擺放，預防工件相互碰撞，保證加工零件的表面質量;

色標防錯：裝配區域零件的盛放料架，使用色標防錯。

5）人工防錯

①建立標準的操作SOS：如加工過程中的成品、待制品、待處理品、料廢、工廢等下線零件必須馬上按照各類零件的處理規范掛上不同顏色的識別標簽，刀具設定正常使用耐用度，防錯裝置建立TPM、PM維護保養制度等;

②刀具安裝防錯：操作工按照刀具換刀規范進行調刀，如核對刀具號、長度類刀具進行長短比較等，預防出現由調刀中的差錯造成的不合格零件;

③工件目檢、測量防錯：操作工按照檢驗頻次目檢、測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來，在本工位上使其離線。

以下為某汽車零部件的制造防錯舉例：

零件延橙色箭頭方向流轉，產品共需要5道工序完成，部分工序有3個步驟;操作人數為2人，正常順序為每人各自循環自己的動作，但考慮異常情況及節拍的非絕對平衡，作業順序可能會微調;

以上容易會導致產品順序混亂，因此產品在OP1的step1時會打上二維碼，產品每往下裝配一步都必須先掃碼，并且按OP1→OP2......順序，在OP1/2.....里也按step1→step2順序;在每一步的過程中也會記錄相應的數據，發現不合格時設備自動聲光報警;

參考文獻

[1]閔令芝.《以錯為鑒防主觀》

[2]趙子龍，康俊枝.《防錯設計的應用》

[3]成瑞和.《汽車總裝防錯策略淺析》