(上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司 整車(chē)制造部總裝工程科,廣西 柳 州 5 45007)
隨著汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展,汽車(chē)的種類(lèi)不斷增加,相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(簡(jiǎn)稱(chēng)ECU)也在不斷增加,受檢測(cè)設(shè)備的局限,部分發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊規(guī)格錯(cuò)裝在整車(chē)后,設(shè)備檢測(cè)不出,易造成整車(chē)功能缺失、性能異常的情況,因此,發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊在各工廠(chǎng),都視為重要零件,對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)防錯(cuò)管理。
現(xiàn)代化工業(yè),越來(lái)越多的制造企業(yè)開(kāi)始推行精益生產(chǎn)模式,控制成本,減少浪費(fèi)。重點(diǎn)要消除的七大浪費(fèi)包括:過(guò)度生產(chǎn)、多余動(dòng)作、物料搬運(yùn)、等待浪費(fèi)、庫(kù)存浪費(fèi)、過(guò)多操作、返修浪費(fèi)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊按SGMW目前的防錯(cuò)管理模式,包含了以上浪費(fèi)的5種。因此研究更優(yōu)的防錯(cuò)方式,對(duì)企業(yè)生產(chǎn)有至關(guān)重要的作用。本文致力對(duì)防錯(cuò)方式的研究,優(yōu)化防錯(cuò)方式,完善企業(yè)生產(chǎn)管理,為今后其他零件的防錯(cuò)方式提供指導(dǎo)。
目前SGMW量產(chǎn)階段有77種發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊,未來(lái)將繼續(xù)增加29種,共106種。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊目前有3個(gè)供應(yīng)商負(fù)責(zé)供應(yīng),共只有3種外形。106種發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊只有3種外形(圖1),從零件外形上是無(wú)法區(qū)分的。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊上有零件標(biāo)簽,供SGMW以作規(guī)格區(qū)分的只有零件號(hào),該零件號(hào)是從GPDS系統(tǒng)中獲得的唯一號(hào)碼,由8位數(shù)字構(gòu)成。
圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊外形圖
發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊在SGMW歸類(lèi)為高風(fēng)險(xiǎn)物料,用人工排序的方式,投入發(fā)動(dòng)機(jī)控制塊進(jìn)行整車(chē)裝配。流程如圖2所示。
圖2 整車(chē)裝配流程
在人工排序這個(gè)環(huán)節(jié),操作工根據(jù)生產(chǎn)車(chē)型的規(guī)格,按生產(chǎn)車(chē)型的順序,排列對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊,規(guī)格區(qū)分的方式是目視并確認(rèn)零件號(hào)。排序檢查環(huán)節(jié),用同樣的目視確認(rèn)方式確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊與生產(chǎn)車(chē)型的匹配性。到了安裝工位剛裝前的檢查也是目視確認(rèn)零件號(hào)區(qū)分規(guī)格。以A工廠(chǎng)為例,目前有31種規(guī)格的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊在A工廠(chǎng)生產(chǎn),意味著員工需要能區(qū)分31種發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊,通過(guò)8位數(shù)字的零件號(hào)進(jìn)行區(qū)分,難度大,并且A工廠(chǎng)未來(lái)將新增至39種。
按現(xiàn)有的排序模式,根據(jù)以上描述,可發(fā)現(xiàn)為了進(jìn)行防錯(cuò),共設(shè)置了3道工序進(jìn)行規(guī)格區(qū)分。據(jù)統(tǒng)計(jì),由于人工目視確認(rèn)方式易出現(xiàn)視覺(jué)疲勞,規(guī)格區(qū)分易出錯(cuò),出錯(cuò)率約為12次/月,錯(cuò)裝發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊8件/年。
(1)現(xiàn)有排序模式存在以下方面的質(zhì)量影響,如表1所示。
表1 現(xiàn)有排序模式品質(zhì)影響
目前的檢測(cè)設(shè)備還無(wú)法檢測(cè)出同配置的ECU國(guó)4、國(guó)5型號(hào),檢測(cè)設(shè)備遇到這種情況時(shí)設(shè)備不會(huì)報(bào)警,而引起的異常只能到了客戶(hù)手上才能發(fā)現(xiàn)。尤其是在排放這一塊,由于新車(chē)的三元催化器比較新,新車(chē)尾氣 THC、CO、Nox、NMHC排放值,均在國(guó) 5的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi),因此尾氣排放設(shè)備是無(wú)法發(fā)覺(jué)的。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊防錯(cuò)工作未做好,部分故障廠(chǎng)內(nèi)無(wú)法發(fā)現(xiàn),只能通過(guò)盤(pán)點(diǎn)當(dāng)日零件才能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)裝的問(wèn)題。換ECU的返修時(shí)間,也是得依據(jù)返修經(jīng)驗(yàn),部分故障不一定能直接判斷出是ECU規(guī)格錯(cuò)誤,返修過(guò)程需重做鑰匙學(xué)習(xí),對(duì)于售后的硬件水平有要求,一般的維修廠(chǎng)不具備維修能力。
(2)現(xiàn)有排序模式人力資源的浪費(fèi),排序工作量大,需要專(zhuān)人負(fù)責(zé),按工作量計(jì)算,排序及排序檢查工作量(按人算,3班)的人力為:A廠(chǎng)5.4人,B廠(chǎng)3.6人,C廠(chǎng)3.6人。
按照精益生產(chǎn)模式的理念,現(xiàn)有防錯(cuò)方式造成了多種浪費(fèi),并且投入的巨大人力資源,卻未能100%保證ECU防錯(cuò)。因此,有必要研究全新的模式替代原因防錯(cuò)方式。
在ECU原有零件標(biāo)簽上,增加英文代碼標(biāo)識(shí),如國(guó)4的ECU用Ⅳ標(biāo)識(shí),國(guó)5的ECU用Ⅴ標(biāo)識(shí),1.0發(fā)動(dòng)機(jī)用B10標(biāo)識(shí),1.8 L發(fā)動(dòng)機(jī)用1.8標(biāo)識(shí),并將這些區(qū)分代碼,用目視化管理看板羅列出這些區(qū)分點(diǎn),供員工參考。
將不同車(chē)型的ECU安裝點(diǎn)分離,例如寶駿630、五菱宏光、樂(lè)馳的ECU安裝崗位,在流水線(xiàn)上分別是3個(gè)崗來(lái)安裝,減少單個(gè)崗位需要區(qū)分ECU規(guī)格的數(shù)量。
(1)通過(guò)對(duì)ECU的接口進(jìn)行更改,不同ECU與發(fā)動(dòng)機(jī)線(xiàn)束的接口不同,這樣即使裝錯(cuò)ECU,其與發(fā)動(dòng)機(jī)線(xiàn)束對(duì)接不上,也能發(fā)現(xiàn)ECU規(guī)格不匹配。
(2)更改現(xiàn)有ECU緊固點(diǎn)位置,不同的ECU緊固螺栓的點(diǎn)位設(shè)計(jì)成不同的,不同的ECU,零件與車(chē)身的安裝孔位不同,如果ECU規(guī)格取得不正確,這樣ECU無(wú)法緊固到車(chē)身上,因?yàn)閷?duì)應(yīng)的車(chē)身孔位與零件的緊固孔位不匹配。
應(yīng)用物料分揀系統(tǒng)防錯(cuò),本系統(tǒng)由一臺(tái)主PLC控制,系統(tǒng)狀態(tài)及各種數(shù)據(jù)與報(bào)警顯示在觸摸屏中。操作工人通過(guò)使用掃描槍對(duì)車(chē)體條碼的識(shí)別,在觸摸屏中顯示所獲取的序列號(hào)以及對(duì)應(yīng)所需裝配的零件型號(hào),PLC通過(guò)對(duì)條形碼內(nèi)的各位數(shù)字進(jìn)行分析,判斷所需安裝為哪種零件。通過(guò)CC-Link總線(xiàn)發(fā)送至Anywire防錯(cuò)系統(tǒng)指示燈,操作工通過(guò)指示燈的顯示來(lái)獲取相對(duì)應(yīng)的零件型號(hào),獲取正確軸瓦后撥動(dòng)杠桿,Anywire系統(tǒng)會(huì)指示下一步驟。在操作工未按照指示燈提示步驟進(jìn)行操作時(shí),燈會(huì)閃爍提示錯(cuò)誤的發(fā)生,同時(shí)在觸摸屏中有報(bào)警提示出現(xiàn),需點(diǎn)擊復(fù)位來(lái)取消報(bào)警后,繼續(xù)操作。
物料分揀系統(tǒng)主要是在料架上增加傳感器,預(yù)設(shè)傳感器的輸入值,只要將各ECU零件分好類(lèi)放在料架上,通過(guò)掃描車(chē)身號(hào),經(jīng)過(guò)系統(tǒng)編輯的邏輯關(guān)系,得出對(duì)應(yīng)料架的信號(hào)燈(綠色),取綠色區(qū)域的料架,安裝即可。如果取錯(cuò)件,則會(huì)報(bào)警。
在現(xiàn)場(chǎng)安裝一臺(tái)電腦,安裝相應(yīng)的判斷系統(tǒng),員工用掃描槍掃描車(chē)身?xiàng)l碼,再掃描零件標(biāo)簽上的條碼,通過(guò)軟件系統(tǒng)進(jìn)行判斷,用電腦識(shí)別的方式判斷發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊的規(guī)格是否與車(chē)輛匹配。
通過(guò)上述分析比較,得出表2所示的方案對(duì)比。
表2 方案對(duì)比
通過(guò)對(duì)比分析,掃描防錯(cuò)方式是最優(yōu)的,其他方式仍舊依賴(lài)原排序系統(tǒng)或是成本巨大。
在選定掃描防錯(cuò)作為SGMW發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊防錯(cuò)的方式后,現(xiàn)需研究具體的實(shí)施方案。
SGMW整車(chē)制造過(guò)程中,在整車(chē)上供掃描的與產(chǎn)品車(chē)相關(guān)的條碼有2種:一種是VSN碼,即車(chē)輛配置代碼,是為識(shí)別一臺(tái)車(chē)輛的完整配置而編制的一組代號(hào),是公司銷(xiāo)售、計(jì)劃、生產(chǎn)的核心代碼。VSN碼由品種代碼、發(fā)動(dòng)機(jī)代碼、變速器檔位代碼、面漆顏色代碼、空調(diào)代碼、批次號(hào)、識(shí)別碼組成。一種是VIN,即車(chē)輛識(shí)別代號(hào),制造廠(chǎng)為了識(shí)別而給一輛車(chē)指定的一組字碼。其包含世界制造廠(chǎng)識(shí)別代號(hào)部分,用以標(biāo)示車(chē)輛的制造廠(chǎng)、車(chē)輛的說(shuō)明部分,它提供說(shuō)明車(chē)輛一般特征的資料、車(chē)輛指示部分、制造廠(chǎng)為區(qū)別不同車(chē)輛而指定的一組字碼。
VSN碼和VIN碼伴隨每一臺(tái)車(chē)的生產(chǎn),以一維碼的形式出現(xiàn)在《整車(chē)檢測(cè)卡》上,利用此2個(gè)碼,分別能與生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)上,從而查閱本車(chē)的配置要求。
數(shù)據(jù)庫(kù)(零件IT系統(tǒng)清單),在SAP數(shù)據(jù)庫(kù)中,有各車(chē)型對(duì)應(yīng)的配置零件表。產(chǎn)品發(fā)布技術(shù)更改指令,相應(yīng)的變更信息也會(huì)維護(hù)至SAP數(shù)據(jù)庫(kù)中,從SAP引出的物料子清單當(dāng)中,可建立品種代碼與發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊對(duì)應(yīng)表,按照SGMW工程數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流程,品種代碼能對(duì)應(yīng)至唯一的車(chē)型代碼,由車(chē)型代碼對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊零件號(hào),則能確保匹配性。
現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊零件上有2種一維碼,一種是精確追溯碼,一種是廠(chǎng)家的生產(chǎn)代碼,參考其編碼規(guī)則和各代碼信息,發(fā)現(xiàn)無(wú)法表示發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊的規(guī)格,需增加零件號(hào)的條碼,該條碼含有零件號(hào)信息,發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊的零件號(hào)是從GPDS系統(tǒng)中獲得的唯一號(hào)碼,由8位數(shù)字構(gòu)成,不同規(guī)格發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊具有不同的零件號(hào),因此以零件號(hào)作為區(qū)分方式,能確保唯一性。
掃描防錯(cuò)的方式是在總裝車(chē)間ECU安裝工位增加掃描防錯(cuò)裝置:掃描VIN碼,掃描零件上的條碼,電腦軟件區(qū)分零件是否正確,若錯(cuò)誤則聲在屏幕上提示,并聲光報(bào)警。操作過(guò)程:(1)用掃描槍掃描VIN號(hào);(2)用掃描槍掃描零件上的零件條形碼;(3)電腦軟件根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)核對(duì)物料是否正確,若錯(cuò)誤則聲光報(bào)警,屏幕上提示錯(cuò)誤與正確的零件號(hào)。
邏輯原理圖如圖3所示。
圖3 掃描防錯(cuò)裝置原理圖
以上防錯(cuò)方式較一般掃描防錯(cuò)方式更具優(yōu)越性,國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)多數(shù)掃描防錯(cuò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)都是手工建立、自行維護(hù)的,與產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃不匹配,容易滯后,導(dǎo)致系統(tǒng)報(bào)錯(cuò),另外維護(hù)頻率高,每發(fā)生一次零件號(hào)變動(dòng)需人工去每套電腦上更新數(shù)據(jù)。本掃描防錯(cuò)方式用的數(shù)據(jù)庫(kù),維護(hù)時(shí)間超前于生產(chǎn)計(jì)劃,在生產(chǎn)之前數(shù)據(jù)庫(kù)已維護(hù)數(shù)據(jù),這樣在零件發(fā)生零件號(hào)變更時(shí),數(shù)據(jù)系統(tǒng)是早于實(shí)際生產(chǎn)前維護(hù),并且此掃描防錯(cuò)是與網(wǎng)絡(luò)連接的,不需要手工維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)。
為不增加單車(chē)成本,在零件上追加條碼標(biāo)簽問(wèn)題,可通過(guò)利用原有零件標(biāo)簽的區(qū)域進(jìn)行解決。目前流行的條碼一種是一維碼,一種是二維碼。由于原有標(biāo)簽即使調(diào)整字符排版,能空出的空間非常有限,而且發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊上已有廠(chǎng)家的一維碼,再新增一維碼的信息空間不足。相比一維碼,二維碼能利用更小的區(qū)域提供更多的信息。二維碼流行三種編碼類(lèi)型:QR碼、DATAMAX碼、PDF417碼,其中DATAMAX碼經(jīng)確認(rèn),三家發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊廠(chǎng)家設(shè)備打印能力均滿(mǎn)足。
Datamatrix原名Datacode,由美國(guó)國(guó)際資料公司(International Data Matrix,簡(jiǎn)稱(chēng)ID Matrix)于1989年發(fā)明。Datamatrix是一種矩陣式二維條碼,其發(fā)展的構(gòu)想是希望在較小的條碼標(biāo)簽上存入更多的資料量。DataMatrix的外觀是一個(gè)由許多小方格所組成的正方形或長(zhǎng)方形符號(hào),其資訊的儲(chǔ)存是以淺色與深色方格的排列組合,以二位元碼(Binary-code)方式來(lái)編碼,故電腦可直接讀取其資料內(nèi)容,而不需要如傳統(tǒng)一維條碼的符號(hào)對(duì)映表。Datamatrix的尺寸可任意調(diào)整,最大可到14平方英寸,最小可到0.000 2平方英寸,這個(gè)尺寸也是目前一維與二維條碼中最小的,因此特別適合印在電路板的零組件上。另一方面,大多數(shù)的條碼的大小與編入的資料量有絕對(duì)的關(guān)系,但是Datamatrix的尺寸與其編入的資料量卻是相互獨(dú)立的,因此它的尺寸比較有彈性。
根據(jù)現(xiàn)有ECU的零件標(biāo)簽,由于三個(gè)廠(chǎng)家的標(biāo)簽面積不同,也分別確定三種尺寸格式的二維碼,每種二維碼前8位代表是零件號(hào),后面位數(shù)給廠(chǎng)家使用其生產(chǎn)代碼,規(guī)格分別如下:
A供應(yīng)商:用尺寸16 mm×16 mm,70位字符信息的二維碼;
B供應(yīng)商:用尺寸8.3 mm×8.3 mm,50位字符信息的二維碼;
C供應(yīng)商:用尺寸8 mm×8 mm,8位字符信息的二維碼,該規(guī)格只含8位數(shù)字零件號(hào)。
掃描槍的選型主要考慮掃描槍精度、識(shí)別能力、可操作性、性?xún)r(jià)比。由于掃描防錯(cuò)方式中需要掃VIN、VSN的一維碼以及含零件號(hào)的二維碼,掃描槍需具備能同時(shí)掃一維碼、二維碼的能力,精度方面根據(jù)A、B、C的二維碼尺寸格式,需能識(shí)別、讀全信息,由于現(xiàn)場(chǎng)車(chē)間操作工的讀取VIN、VSN碼、零件號(hào)的二維碼位置不唯一,掃描槍需是無(wú)線(xiàn)的;在滿(mǎn)足以上條件時(shí),選擇價(jià)格合適的掃描槍型號(hào)。
現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)新、舊件存在系統(tǒng)的時(shí)間需要改善,數(shù)據(jù)庫(kù)有新件替換舊件時(shí),如有滯留車(chē)情況時(shí),該滯留車(chē)在新件替換舊件后,需要安裝舊件,這時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中已刪除了舊件信息,因此IT數(shù)據(jù)系統(tǒng)必須改善新舊件對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)保留時(shí)間,將新舊件對(duì)應(yīng)關(guān)系保留在系統(tǒng)一定時(shí)間。原系統(tǒng)斷點(diǎn),VIN碼的預(yù)設(shè)是在車(chē)間流水線(xiàn)的線(xiàn)頭,而零件的斷點(diǎn)是根據(jù)車(chē)位排序,一旦出現(xiàn)可疑物流,零件的順序?qū)⒒靵y,VIN碼與零件的實(shí)際斷點(diǎn)不一致,這樣防錯(cuò)系統(tǒng)做出的判斷會(huì)與要求不一致,需把零件切換的管理要求改為在實(shí)際發(fā)生斷點(diǎn)生效的工位預(yù)設(shè)VIN碼,并在實(shí)際斷點(diǎn)之后的所有車(chē)的舊件全部換成新件。
按一個(gè)工位的物料區(qū)域 (長(zhǎng)5.8 m×寬2.5 m),放置電腦柜、工作臺(tái)以及料架。由于新的防錯(cuò)方式,不需要再依賴(lài)之前的排序,ECU零件不需要經(jīng)過(guò)庫(kù)存區(qū),可按其他普通零件直接投放至現(xiàn)場(chǎng),ECU種類(lèi)多,需要用流利架布置,現(xiàn)在布置2個(gè)流利架,可存放至少24種規(guī)格ECU的零件箱,如果崗位需安裝的ECU種類(lèi)超過(guò)24種,則可將流利架層數(shù)數(shù)增加至4層,每層間距縮小。在流利架前后,標(biāo)識(shí)號(hào)各車(chē)型的ECU,方便物流人員以及現(xiàn)場(chǎng)操作工取放件。
物流人員根據(jù)當(dāng)日生產(chǎn)計(jì)劃,按正常的頻次,提前一個(gè)小時(shí)配送ECU至安裝崗位的流利架上,同時(shí)根據(jù)線(xiàn)邊庫(kù)存減少投放零件的數(shù)量,避免線(xiàn)上脫批零件過(guò)多,一般情況下,流利架單列不允許超過(guò)3箱ECU,物流人員按照流利架上的標(biāo)識(shí)投放零件。
發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊作為汽車(chē)重要零部件,高精度的電子模塊,無(wú)論是整車(chē)廠(chǎng)、供應(yīng)商都需對(duì)其進(jìn)行追溯、防錯(cuò)的管理,隨著IT技術(shù)的發(fā)展,更多的防錯(cuò)方式逐步改為掃描防錯(cuò),在整車(chē)廠(chǎng),掃描防錯(cuò)是目前效果最好的防錯(cuò)方式,在掃描防錯(cuò)的基礎(chǔ)上,可逐步考慮簡(jiǎn)化操作,例如現(xiàn)在整車(chē)的VIN碼、VSN碼,可隨著制造系統(tǒng)的車(chē)體流動(dòng)圖,今后可在ECU安裝崗位安裝VIN碼、VSN碼接收器,用電腦系統(tǒng)跟蹤電子車(chē)體流動(dòng)圖,獲取VIN碼、VSN碼,這樣在掃描防錯(cuò)的工位,不需要再掃描整車(chē)檢測(cè)卡上的VIN、VSN條碼,當(dāng)車(chē)體流動(dòng)至少工位時(shí),此車(chē)的VIN、VSN碼自動(dòng)輸入到防錯(cuò)系統(tǒng)當(dāng)中。
本文對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊防錯(cuò)方式進(jìn)行了研究和具體應(yīng)用,通過(guò)運(yùn)用條碼與物流數(shù)據(jù)庫(kù)匹配信息的原理,設(shè)計(jì)一種掃描防錯(cuò)的方式,實(shí)現(xiàn)了不需要人工進(jìn)行規(guī)格判斷,通過(guò)電腦識(shí)別的方式區(qū)分規(guī)格,避免了人為上的判斷錯(cuò)誤,從而導(dǎo)致的質(zhì)量問(wèn)題。本次的掃描防錯(cuò)的方式和原理,可推廣至其他多規(guī)格零件工位,為其他零件的防錯(cuò)提供參考,可大幅減少人員零件排序的需求,降低生產(chǎn)成本。
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