多品种发动机共线防错技术浅析

唐升军　从宏军

摘 要：汽车的更新换代导致发动机不断发生变化，众多车企采取多品种共线生产的方式节约投资。为避免将不良品流入至市场，多品种共线生产需在同类型零件的防错控制上采取措施。不同的防错措施投入成本不同，防错等级也不同，实际选用时需根据零件的特性、失效后果等因素进行综合评估，选择一种或多种防错手段同时实施。

关键词：发动机;多品种共线生产;错漏装;防错技术

发动机作为整车的关键部件，生产线投资十分高昂，所以发动机多品种共线是一种有效的投资节约手段。一款发动机拥有多达几百种零件，在装配制造过程中如果没有防错控制措施，就会导致出现产品质量问题。装配线防错通常包含两种情形：零件错装与零件漏装或多装。常用的防错手段包括：点漆确认防错、工具计数防错、对射式光电开关防错、扫码比对防错、视觉检测防错、零件配餐防错等。

一、点漆确认即对装配后的零件安装位置、零件数量、零件型号等进行人工目视确认，确认装配正确后，使用点漆笔在指定位置划上标记。点漆确认的防错方式成本低、易实施，但防错等级相对较低，依赖于点漆人员的作业熟悉程度和责任心。在仅采取一级点漆确认的情况下，防错失效的概率较大，通常将自检、互检及终检组合在一起实施，较多用于防错失效后果较轻的装配零件。

二、工具计数防错是指使用电动拧紧扳手、手动计数拧紧扳手等具备计数功能的工具，并实时统计装配次数的防错方式。计数防错常用于螺栓装配类工序。当发生零件装配计数次数与设定值不符时，PLC将反馈不合格信号并报警提示，同时发动机托盘将被限制放行。手动计数拧紧扳手一般用于复紧非关键螺栓。对于关键螺栓一般使用电动拧紧扳手，配合扳手的角度监控功能可有效探测同颗螺栓多次拧紧的错误操作。

三、对射式光电开关防错的形式一般是在零件料盒或料架上安装对射开关，操作人员取件时，手部会阻断光电开关发射器和接收器之间的光线，从而产生开关信号用于比对判断。当操作人员重复取件、漏取件或错拿未亮灯提示的零件时，产生的开关信号将传输至PLC及时发现错误操作并报警。因此，对射式光电开关防错常用于预防装配线体积较小零件漏装、多装及错装的发生。

四、扫码比对防错是指操作人员使用条码/二维码扫码枪，扫描待装零件外观上的条码/二维码，将读取到的零件信息与PLC程序中设定的进行比对。采用扫码比对防错的首要前提是装配零件上需带有条形码或者二维码，常用于零件体积较大、不便于采用对射式光电开关防错方式的装配零件防错。

五、视觉检测防错采用工业相机对差异零件进行拍照，从零件的外形、标记、颜色、材质等方面提取出能表现出该零件特性和唯一性的一个或者多个特征，在相机系统中建立图像数据库。在生产过程中，相机自动对经过工位的发动机进行拍照，系统自动将拍照提取的零件特征与数据库进行匹配，匹配合格后才能放行。视觉检测的最大特点是高柔性和高自动化，在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用视觉检测来替代人工检测。检测时通常还需配置光源辅助装置，因而导致整套视觉检测防错装置在成本上要高出很多。

六、零件配餐防错是SPS（Set Parts Systerm）功能的主要部分，简单来说就是将一台发动机上的诸多零件按照指示灯提示分拣至专用料盒内，一台套料盒内的零件仅用于装配一台发动机。零件配餐防错是一个相对复杂的系统功能，需利用工厂级MES系统结合生产订单队列与产品BOM表，分解成具体的零件清单下发至SPS系统，系统通过指示灯亮灯的方式，提示配餐人员拣选相应的零件。零件配餐之所以能发挥防错防漏的作用，主要是因为它的拣配内容直接来源于产品BOM。配餐料盒上線前会通过条码或RFID方式将当前零件信息与装配线发动机机型进行匹配，匹配合格后方能进行装配。

不同的防错手段实施的难易程度不同，所需的成本投入不同，同样防错等级也不同。实际选用时，应当综合分析零件错装的概率、失效后果等因素，选择最适合的防错手段。有时针对某些特定工艺或重要零部件，需要采取两种甚至两种以上的防错措施同时实施。在生产过程中，还需要按照规定频次做好防错措施的失效验证，及时发现失效故障，确保不产生不良品。

结论

实施技术防错措施，虽然可以从很大概率上降低零件错漏装的风险，但并不能完全杜绝错漏装的发生，因此，从生产工艺角度来说，最理想的多品种防错是设计上的防错。工艺部门在策划多品种发动机共线生产时，需提前联合产品设计部门，将相同功能的零件统一为一种或减少种类，确因产品功能需要必须产生差异时，尽可能做到设计上防错，让错装无法发生。从而有效推动企业内产品做好平台化、统一化、标准化工作，最终提升公司的整体收益。