制造企業(yè)對防錯技術(shù)有著廣泛而迫切的需求，“防錯”的概念對產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程設(shè)計(jì)很有實(shí)際意義，日本許多工廠大量采用非常簡單而實(shí)用的防錯裝置，并將其干百次的反復(fù)應(yīng)用，日復(fù)一日長期堅(jiān)持，出現(xiàn)了質(zhì)量奇跡：每百萬零件不合格數(shù)(PPM)下降至個位數(shù)甚至為零，產(chǎn)品質(zhì)量顯著提高。

例如一條洗衣機(jī)生產(chǎn)線上就有300多個防錯裝置，每一個裝置既能在產(chǎn)生差錯前停止機(jī)床工作，又能迅速地將信號反饋給操作者以檢查潛在的問題。如果我們在貫標(biāo)工作中認(rèn)真學(xué)習(xí)防錯經(jīng)驗(yàn)，大量應(yīng)用并持之以恒地實(shí)施，定能顯著提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)顧客滿意，使貫標(biāo)工作達(dá)到新的水平。

在工作現(xiàn)場的復(fù)雜環(huán)境中，許多事情可能導(dǎo)致錯誤，每天都可能產(chǎn)生廢品。廢品就是最大的錯誤，如果沒有被發(fā)現(xiàn)則將導(dǎo)致顧客抱怨。為了成為世界水平的競爭者企業(yè)不僅要從理念上采納ISO 9000/IATF 16949的理論，而且還要從實(shí)踐上最大限度地降低廢品率，提高顧客滿意度。

各種失誤在生產(chǎn)制造過程中隨時隨地都可能發(fā)生，其結(jié)果是造成產(chǎn)品缺陷和質(zhì)量損失。防錯技術(shù)的應(yīng)用，可以有效避免或減少失誤的發(fā)生，從而降低質(zhì)量損失。所謂防錯就是為防止不合格品的發(fā)生，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造過程的設(shè)計(jì)開發(fā)中采用的技巧和方法。

 

 

1

 

防錯運(yùn)行

 

 

由于設(shè)計(jì)人員的失誤造成的差錯，會導(dǎo)致產(chǎn)品缺少應(yīng)有的功能或參數(shù)不合理，這類差錯會導(dǎo)致產(chǎn)品的固有缺陷，有時會造成極嚴(yán)重的后果。

例如：汽車制動油管的設(shè)計(jì)差錯，造成交通事故；洗衣機(jī)的電路絕緣防護(hù)設(shè)計(jì)差錯，造成漏電事故……還有一些設(shè)計(jì)的失誤，雖然不能算作差錯，但是也會給產(chǎn)品的制造和使用帶來一系列的困難。諸如：難以加工、容易混淆、維修不便等，這些設(shè)計(jì)失誤增加了出現(xiàn)差錯的機(jī)會，從而增加了產(chǎn)品制造和使用的風(fēng)險(xiǎn)。

試想，一個操作人員每天進(jìn)行同樣的裝配工作上百次千次甚至上萬次，如果產(chǎn)品設(shè)計(jì)和過程設(shè)計(jì)開發(fā)不能防止提前預(yù)防裝配錯誤的發(fā)生，就算是萬分之一的概率，操作人員稍微不留神，錯誤就發(fā)生了。

因此，必須在產(chǎn)品制造之前，產(chǎn)品及過程設(shè)計(jì)階段就要采取防錯，進(jìn)行防錯的設(shè)計(jì)，提前預(yù)防裝配過程中可能發(fā)生的錯誤，要求為可制造性/可裝配性而進(jìn)行的防錯。

 

 

2

 

防錯管理的“PDCA”

 

 

 

 

防錯管理，是由防錯設(shè)計(jì)、防錯的實(shí)施、防錯驗(yàn)證和防錯經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的沉淀四個環(huán)節(jié)，共同組成的“P-D-C-A”閉環(huán)過程。

其中，防錯設(shè)計(jì)又包括：錯誤識別、方案設(shè)計(jì)、方案評估，防錯流程的執(zhí)行過程中需要一系列的工具進(jìn)行支撐。在防錯設(shè)計(jì)階段，會使用到DFMEA和PFMEA分析，可利用以往成功的防錯經(jīng)驗(yàn)、可使用頭腦風(fēng)暴的靈感，還可以使用5Why、魚骨圖等質(zhì)量分析工具。

在防錯實(shí)施階段，會利用控制計(jì)劃、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)等將防錯的要求納入標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)和跟蹤監(jiān)控范圍；在防錯驗(yàn)證階段，需要利用產(chǎn)品試錯、產(chǎn)線試錯、OK/NG樣件等方式對防錯裝置的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，對于防錯裝置可能出現(xiàn)的防錯裝置失效，應(yīng)建立應(yīng)急計(jì)劃，并根據(jù)防錯驗(yàn)證的結(jié)果，作為制定對防錯裝置實(shí)施的預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃。

 

 

3

 

防錯的五類方法和五類原則

 

一、有5種類型的錯誤防止方法：

 

1. 失效-安全裝置（Fail-safe devices）

互鎖順序（Interlooking sequences）：保證在前一個操作順利完成前，下一個操作不能開始；

預(yù)警與中斷（Alarm and cutoff）：將在過程中出現(xiàn)法場情況時被激活；

全部完成信號（All-clear signals）：將在全部補(bǔ)救措施完成后被激活；

防傻型工件夾緊裝置（Foolproof）：保證工作的一部分只能被固定在一個位置；

限位機(jī)械裝置（Limiting mechanisms）：用來保證工具不能超過某一位置或數(shù)量。

 

2. 傳感器放大（Magnification of senses）

用來增強(qiáng)人的視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、味覺和肌肉力量，如：光學(xué)放大、多重視覺和聽覺信號、監(jiān)控危險(xiǎn)過程的遙控以及用圖片代替文字等等。

 

3. 冗余（Redundancy）：用作保證質(zhì)量的附加措施

多重確認(rèn)碼（Multiple-identify codes）：例如防止產(chǎn)品混淆的條碼和彩色碼；

 

4. 倒計(jì)數(shù)（Countdown）

組織讀出數(shù)據(jù)和信息過程來讓錯做程序保持并行，以便檢查每一個步驟，如航天器發(fā)射，它還在手術(shù)操作和焊接中被有效應(yīng)用。

 

5. 特殊檢驗(yàn)、控制裝置（Specialchecking and control devices）

如計(jì)算機(jī)檢查信用帳號，無效帳號被拒絕，及時的反饋被提供。

 

二、有5個錯誤防止原則：

• 消除：將可能錯誤消除在過程和產(chǎn)品被重新設(shè)計(jì)的過程中；
• 替代：是進(jìn)入更可靠的過程的一個變更；
• 簡單化：將過程運(yùn)行變的更簡單化，也更可靠；
• 檢測：使錯誤在下一步操作前被發(fā)現(xiàn)；
• 緩和：是將錯誤的影響降低到最低。

 

1. 設(shè)備上的防錯裝置技術(shù)應(yīng)用

在汽車配件的制造過程中，設(shè)備上的防錯裝置技術(shù)應(yīng)用主要有以下幾類：

 

（1） 定性的防錯

通過圖像識別技術(shù)，光電、限位、接近開關(guān)的邏輯控制技術(shù)等來完成防錯。

• 即時攝片比較：區(qū)分裝配零件的方向是否正確；
• 傳感器感應(yīng)檢測：機(jī)加工自動線根據(jù)不同產(chǎn)品型號的外形變化，傳感器將感應(yīng)到的信息反饋給后面的加工工序，使后面的工序調(diào)用對應(yīng)的加工程序，實(shí)施相應(yīng)的加工內(nèi)容；
• 加工孔探測：在機(jī)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；
• 硬靠山：認(rèn)準(zhǔn)工件的前后流向，如在缸體加工自動線的進(jìn)料口，利用缸體前后端面的寬度差異，設(shè)定硬靠山，保證缸體進(jìn)入機(jī)加工線時前端面流向在前
• 硬探頭：檢測零件的不同型號，實(shí)施不同的裝配或加工工藝，如用探頭探測零件的外形，實(shí)施不同的裝配，如硬探頭探測缸孔，區(qū)分3.0L或3.4L缸體；
• 導(dǎo)向擋塊：區(qū)分零件的輸送導(dǎo)向；
• 光柵防錯：通過光柵的檢測控制，達(dá)到工件是否擺放到位
• 夾具防錯：控制裝配零件在夾具上的擺放是否到位來防錯。

 

（2） 定量的防錯

通過測量探頭感應(yīng)或經(jīng)過氣電轉(zhuǎn)換的測量技術(shù)（氣體流量轉(zhuǎn)換成電量）來達(dá)到防錯的目的，如：

• 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(xiàn)象，減少加工首件或加工過程中的廢品出現(xiàn)；
• 定位面氣孔壓力檢測：確認(rèn)工件正確到位的防錯措施；
• 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；
• 隨線檢具直徑測量：這在機(jī)加工自動線中鏜孔及鉸孔后的工位應(yīng)用較廣，達(dá)到100%控制不合格產(chǎn)品的出現(xiàn)；
• 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） 顫動功能的防錯

通過顫動機(jī)的顫動，使零件隨著不斷的顫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(jìn)入送料軌道；

 

位置方向錯誤的零件則掉入零件顫動料箱里，從而達(dá)到預(yù)防零件的進(jìn)給方向錯誤，避免工件報(bào)廢的目的，如：缸體凸輪軸襯套的方向驗(yàn)證，防止襯套壓反；缸體水道悶蓋的壓裝方向防錯等。

 

2. 物料防錯

工件盛放器具的防錯：加工完成的產(chǎn)品盛放實(shí)施防錯技術(shù)，有方向性地定置擺放，預(yù)防工件相互碰撞，保證加工零件的表面質(zhì)量；

色標(biāo)防錯：裝配區(qū)域零件的盛放料架，使用色標(biāo)防錯。

 

3. 人工防錯

（1）建立標(biāo)準(zhǔn)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(guī)范掛上不同顏色的識別標(biāo)簽，刀具設(shè)定正常使用耐用度，防錯裝置建立TPM、PM維護(hù)保養(yǎng)制度等；

 

（2）刀具安裝防錯：操作工按照刀具換刀規(guī)范進(jìn)行調(diào)刀，如核對刀具號、長度類刀具進(jìn)行長短比較等，預(yù)防出現(xiàn)由調(diào)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(yàn)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。

 

三、根據(jù)防錯的效果，防錯技術(shù)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(shù)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(xù)工位不接受壞零件。

 

防錯技術(shù)的理想狀態(tài)是不制造缺陷的防錯，這是最主動、最經(jīng)濟(jì)、可預(yù)見并防止錯誤的控制技術(shù)。

 

如加工前的探頭探測、導(dǎo)向限位、傳感器感應(yīng)等的防錯就能達(dá)到不制造缺陷的目標(biāo)。

但是由于可能出現(xiàn)的缺陷或造成的原因不同及機(jī)床功能布局等原因，因此避免不了采用其他兩種不傳遞缺陷的防錯和不接受缺陷的防錯的防錯技術(shù)，這也是最被動、最昂貴的防錯措施。

 

CNC加工中心及機(jī)加工自動線鉆孔工位在本工位對刀具加工后的斷刀檢測，能達(dá)到不傳遞缺陷的目標(biāo)；自動線中的鉆孔、 攻絲加工后面的探測工位的探測防錯就只能達(dá)到不接受缺陷的目標(biāo)。

 

四、防錯裝置的驗(yàn)證

使用新的防錯裝置時，必須進(jìn)行功能準(zhǔn)確率的驗(yàn)證，預(yù)防差錯率。只有通過PPAP（生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序）方式的驗(yàn)證，方可使用。

 

防錯系統(tǒng)的正常運(yùn)作是實(shí)施、驗(yàn)證、維護(hù)的過程，在其應(yīng)用中必須保證：

 

（1） 確認(rèn)防錯系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常

實(shí)際生產(chǎn)中，對防錯裝置必須進(jìn)行定期的維護(hù)與驗(yàn)證。如：缸體、缸蓋的泄漏量檢測，對泄漏測試機(jī)每天必須進(jìn)行工件的泄漏量核定與驗(yàn)證；同樣，生產(chǎn)線的各種防錯裝置均需進(jìn)行定期的維護(hù)驗(yàn)證，確認(rèn)防錯功能正確運(yùn)作。

 

（2） 確認(rèn)人為因素處于受控狀態(tài)

對防錯系統(tǒng)的驗(yàn)證過程，驗(yàn)證檢查記錄必須存檔，如有差錯必須采取必要的措施進(jìn)行規(guī)范的修正；實(shí)施防錯驗(yàn)證的操作工必須確保操作工經(jīng)過培訓(xùn)并且培訓(xùn)內(nèi)容記錄已存檔；保證防錯系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期的檢驗(yàn)?zāi)芰Γ?yàn)證流程有效地按照計(jì)劃處于受控狀態(tài)。

 

 

4

 

如何推行防錯？

 

 

 

▲防錯推行流程圖

第一步，成立防錯小組，俗話說“聞道有先后，術(shù)業(yè)有專攻”，專業(yè)的事要交給專業(yè)的人做，用擅長于防錯的人做，小組成員應(yīng)包含設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、品質(zhì)等相關(guān)人員。

 

 

 

第二步，發(fā)現(xiàn)問題，來源于：

a . 以往產(chǎn)品或類似設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致防錯失效；

b . 零部件供應(yīng)商、總裝生產(chǎn)、服務(wù)店、用戶反饋等反饋的問題；

c . 產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；

d . 產(chǎn)品/設(shè)計(jì)FMEA；

e . 分析SPC數(shù)據(jù)；……

第三步，分析錯誤原因。對已經(jīng)存在的人為錯誤進(jìn)行分析，找出錯誤原因所在，以及這些錯誤可能造成的后果進(jìn)行預(yù)測分析。確定根本原因是對應(yīng)用防錯技術(shù)以消除缺陷至關(guān)重要的。找出缺陷發(fā)生的源頭，用質(zhì)量管理七工具和5Why方法找出根本原因。

 

▲因果圖

第四步，制定解決問題的基本方案。頭腦風(fēng)暴是一種可以激發(fā)產(chǎn)生大量的有創(chuàng)意的點(diǎn)子方法。也可利用工廠相似的防錯裝置。錯誤預(yù)防是通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)、裝配輔助措施等只允許以正確的方式進(jìn)行生產(chǎn)活動的方法，實(shí)際生產(chǎn)要確保在產(chǎn)生錯誤的環(huán)節(jié)（缺陷來源）就直接將錯誤探測出來。

第五步，評估選擇正確的解決方案。防錯方案的評估和選擇，應(yīng)當(dāng)遵循“簡單、高效、低成本”的原則，對于防錯的投入產(chǎn)出分析，對方案進(jìn)行成本/效益分析，評審行動方案，選擇最優(yōu)方案，在此基礎(chǔ)上提出實(shí)施計(jì)劃。

然后確定工序上的更改，選擇合適的防錯裝置，制定責(zé)任及時間表，分配所需的資源。要站在產(chǎn)品的生產(chǎn)周期的角度來評判，局部和靜態(tài)的思維會阻礙正確決策的形成。對于設(shè)計(jì)無法滿足防錯（成本、產(chǎn)品平臺化、復(fù)雜生產(chǎn)工藝）進(jìn)行工藝控制防錯。

方案評估時應(yīng)考慮：

a . 產(chǎn)品功能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)增加防錯；

b . 制造過程中工藝防錯。

第六步，實(shí)施方案。在實(shí)施方案過程中，要不斷根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行調(diào)整，并不斷地進(jìn)行改進(jìn)還完善，實(shí)現(xiàn)方案的利益最大化。

第七步，運(yùn)行和評估。收集數(shù)據(jù)與實(shí)施前相比較。

第八步，標(biāo)準(zhǔn)化和推廣。對防錯過程進(jìn)行評審，前面的過程和結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，建立防錯案例數(shù)據(jù)庫，探討方案能否復(fù)制、推廣其他類似產(chǎn)品，特別要注意標(biāo)準(zhǔn)化，它包括：（更多資訊，請關(guān)注公眾號：百家管理）

a . 為新的系統(tǒng)/裝置建立文檔、圖紙；

b . 更新現(xiàn)有文檔，清理無用的文檔；

c . 重新評估現(xiàn)有的工作程序（包括操作、維護(hù)、檢查等）并進(jìn)行必要的修定對相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)。

建立防錯數(shù)據(jù)庫，為以后新項(xiàng)目/產(chǎn)品進(jìn)行防錯。數(shù)據(jù)庫來源于：

a . 以往產(chǎn)品或類似設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致防錯失效；

b . 以往生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出常見的人為錯誤；

c . 零部件供應(yīng)商、總裝生產(chǎn)、服務(wù)店、用戶反饋等反饋的問題；

d . 產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；

e . 產(chǎn)品/設(shè)計(jì)FMEA；……

 

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優(yōu)秀防錯推行展示

 

目前較先進(jìn)的制造企業(yè)均在使用防錯技術(shù)，以零缺陷為工作導(dǎo)向，不斷學(xué)習(xí)、靈活運(yùn)用防錯防呆原理，在生產(chǎn)制造過程中不斷挖掘、分析、改造，實(shí)施了一大批防錯防呆改善，有效避免了生產(chǎn)過程中錯誤的出現(xiàn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，開始將失效案例總結(jié)歸納，編寫成設(shè)計(jì)規(guī)范或技術(shù)點(diǎn)檢表，來杜絕錯誤的發(fā)生，比亞迪的主動防錯文化正在逐步形成。

汽車工程研究院，在項(xiàng)目啟動時就策劃防錯，產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，從方案自評-項(xiàng)目評審-防錯小組校核-試制車輛實(shí)車驗(yàn)證，試制量產(chǎn)時持續(xù)改進(jìn)，最后將設(shè)計(jì)及生產(chǎn)對設(shè)計(jì)過程評估的風(fēng)險(xiǎn)問題進(jìn)行改進(jìn)和控制，形成防錯設(shè)計(jì)規(guī)范。

各工廠根據(jù)產(chǎn)品制作成防錯手冊，用于新項(xiàng)目/產(chǎn)品設(shè)計(jì)與過程問題解決指南。

某國內(nèi)知名汽車公司車燈工廠防錯管理，收集整理產(chǎn)線生產(chǎn)過程常見裝配問題，對問題點(diǎn)進(jìn)行分析總結(jié)，編制防錯清單，從根源上防止問題發(fā)生，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)問題總結(jié)形成工藝規(guī)范，為新車型作為評審依據(jù)。工裝設(shè)備問題總結(jié)形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，未后續(xù)新制作工裝、設(shè)備作為評審依據(jù)。

某國內(nèi)知名汽車公司飾件工廠，各個產(chǎn)品形成產(chǎn)品工程手冊，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)制造問題解決指南。

 

 

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結(jié)語

 

防錯對于零缺陷質(zhì)量管理來說是注重預(yù)防，能夠在過程中最大限度地避免不良的發(fā)生，這對于追求高質(zhì)量的產(chǎn)品品牌以及實(shí)現(xiàn)低成本的精益生產(chǎn)都非常有效。

防錯不僅是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，而且是實(shí)現(xiàn)零缺陷的有效手段，更是以預(yù)防為主的零缺陷質(zhì)量管理體系中的核心組成部分，它幾乎已成為質(zhì)量源于制造的同義語。在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)線設(shè)計(jì)時，只有在正確評估各種失效模式的風(fēng)險(xiǎn)程度和充分調(diào)查客戶需求的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確地對關(guān)鍵工序、關(guān)鍵步驟進(jìn)行防錯設(shè)計(jì)，才能取得事半功倍的效果