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      數(shù)字化防錯漏裝技術(shù)應(yīng)用研究

      2021-09-23 02:14:36范希軍郭欣宇杜洋劉星董騏谷淼
      汽車工藝與材料 2021年9期
      關(guān)鍵詞:錯漏工位部件

      范希軍 郭欣宇 杜洋 劉星 董騏 谷淼

      (1.吉林省新慧汽車零部件科技有限公司,長春130021;2.中國第一汽車集團有限公司,長春130021;3.一汽大眾汽車有限公司,長春130021)

      1 前言

      當(dāng)前汽車總裝生產(chǎn)線多采用多車型混流生產(chǎn)為主,操作者需要區(qū)分不同車型不同配置的多種零部件,面臨著巨大的錯漏裝風(fēng)險。有效的防錯漏裝手段對于提升生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和裝配質(zhì)量具有重要的意義。當(dāng)前采用的防錯方式主要以設(shè)計防錯和過程防錯為主[1],設(shè)計防錯主要在產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)過程中,采用減少差異件、結(jié)構(gòu)防錯、標(biāo)識防錯等方式實現(xiàn),過程防錯主要通過工藝流程防錯,設(shè)備防錯,零件配送系統(tǒng)(Set Parts Supply,SPS)配送防錯等方式實現(xiàn)。而防漏裝方式主要是過程防漏裝,如SPS配送,設(shè)備防漏裝等[2]。

      隨著數(shù)字化技術(shù)的逐步發(fā)展,越來越多的數(shù)字化手段應(yīng)用于總裝生產(chǎn)線中,防錯漏裝水平得到顯著提升[3]。為了有效解決當(dāng)前生產(chǎn)線防錯漏裝的需求,設(shè)計了一套數(shù)字化防錯漏裝系統(tǒng),能夠通過自動化識別和信息匹配,實現(xiàn)裝配指導(dǎo),防錯漏裝,數(shù)據(jù)分析和追溯等功能,提升了裝配效率和質(zhì)量。

      2 問題背景

      某總裝車間共生產(chǎn)4種車型,涉及配置120種,零部件類型較多,錯漏裝問題常發(fā),常規(guī)的防錯方式無法繼續(xù)提升錯漏裝問題。錯漏裝問題已成為制約裝配效率和裝配質(zhì)量提升的重要因素。為解決此問題,需探索更為先進的數(shù)字化手段,實現(xiàn)更有效的裝配指導(dǎo)、防錯漏裝和數(shù)據(jù)追溯。

      3 數(shù)字化防錯漏裝技術(shù)應(yīng)用

      數(shù)字化防錯漏裝技術(shù)的應(yīng)用主要基于當(dāng)前車間的工藝現(xiàn)狀、數(shù)字化建設(shè)情況以及車間管理水平,選定合理的實施方向,與現(xiàn)有數(shù)字化系統(tǒng)形成良好對接,在完成既定目標(biāo)的同時,形成更好的整體數(shù)字化系統(tǒng)架構(gòu),避免產(chǎn)生信息孤島或信息冗余,造成混亂的數(shù)字化生態(tài)系統(tǒng)。

      3.1 數(shù)字化防錯漏裝系統(tǒng)功能

      數(shù)字化防錯漏裝系統(tǒng)主要實現(xiàn)裝配指導(dǎo)、防錯漏裝、數(shù)據(jù)儲存和追溯三大功能。裝配指導(dǎo)功能通過投影技術(shù)實現(xiàn),可以比紙質(zhì)裝配單呈現(xiàn)更加豐富的內(nèi)容,同時畫面更加友好。防錯漏裝功能通過系統(tǒng)預(yù)設(shè)的BOM結(jié)構(gòu)和工藝排布形成不同車型不同配置的裝配數(shù)據(jù)庫,與實際裝配內(nèi)容進行比對匹配來實現(xiàn)。數(shù)據(jù)儲存與追溯功能主要通過內(nèi)置數(shù)據(jù)庫和外接車間級生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)來實現(xiàn)。

      3.2 數(shù)字化防錯漏裝系統(tǒng)設(shè)計

      3.2.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流

      數(shù)字化防錯漏裝系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)主要依托工廠原有網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)終端通過自身無線交換機直接與工廠路由器對接,通過上述網(wǎng)絡(luò)連接整個系統(tǒng)即可通暢運行。其數(shù)據(jù)流交互模型見圖1。

      圖1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流交互模型

      以車輛VIN號為唯一識別號,射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)設(shè)備自動識別生產(chǎn)線車輛,將識別到的VIN信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給防錯漏裝系統(tǒng)終端。防錯系統(tǒng)終端根據(jù)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)獲取的VIN號與車型匹配算法,解析VIN獲得車型,通過車型獲得系統(tǒng)預(yù)設(shè)的信息(包括工位信息、車型信息、裝配物料清單、物料識別碼、裝配指導(dǎo)圖等信息),系統(tǒng)處理后將指導(dǎo)信息投影至地面,產(chǎn)線裝配操作者根據(jù)提示信息,通過掃描攝像頭或掃碼槍掃描裝配物料,在系統(tǒng)中完成防錯漏裝比對,將相應(yīng)結(jié)果和提示信息呈現(xiàn)給操作者,系統(tǒng)最終將裝配結(jié)果上傳至服務(wù)器。

      3.2.2 系統(tǒng)實現(xiàn)方式

      系統(tǒng)實現(xiàn)方式主要如圖2所示。

      圖2 系統(tǒng)實現(xiàn)方式

      3.2.3 系統(tǒng)布置形式

      系統(tǒng)布置形式如圖3所示,主要由RFID自動識別部分、零部件信息采集部分,操作指導(dǎo)部分(投影儀、顯示屏)、信息處理部分等部分構(gòu)成。參考圖為可移動式,適用于多工位切換場景使用,實際產(chǎn)線應(yīng)用應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)線的實際進行詳細設(shè)計。

      圖3 系統(tǒng)布置形式

      3.3 數(shù)字化防錯漏裝系統(tǒng)應(yīng)用

      3.3.1 防錯漏裝關(guān)鍵重要件選擇

      防錯漏裝關(guān)鍵重要件的選擇是系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵,一般從兩個維度進行考慮,即重要度和易錯度。重要度主要針對部件錯漏裝所造成的后果進行考慮,建議與精確追溯件系統(tǒng)合并實施,同時滿足三包、環(huán)保和中國強制性產(chǎn)品認證(China Compulsory Certification,CCC)等要求,所選擇的零部件發(fā)生錯漏裝后容易造成嚴(yán)重后果的;易錯度主要考慮的是實際發(fā)生頻次,如果發(fā)生錯漏裝的頻次較高,返修或引發(fā)的質(zhì)量風(fēng)險足以滿足系統(tǒng)使用的經(jīng)濟性,則有必要納入管理范圍。

      3.3.2 系統(tǒng)覆蓋工位選擇

      防錯漏裝關(guān)鍵重要件選擇完成后,要依據(jù)詳細的設(shè)備排布。主要考慮以下3方面。

      a.有必要通過投影方式進行配置信息提示的工位;

      b.有零部件防錯漏裝需求的工位;

      c.注意與裝配工藝排布進行協(xié)同工藝設(shè)計,可有效節(jié)約實施成本。

      3.3.3 系統(tǒng)預(yù)置信息的維護

      系統(tǒng)預(yù)置信息包括工位信息、車型信息、裝配物料清單、裝配指導(dǎo)圖。按照預(yù)先設(shè)定的維護規(guī)則進行信息配置。本系統(tǒng)設(shè)定了如下命名規(guī)則:“序號”+“.”+“前置序號”+“_”+“部件號”+“_”+“名稱”。特別強調(diào)的是,維護規(guī)則應(yīng)體現(xiàn)裝配順序,通過前置序號能夠保證裝配的順序符合要求。

      3.3.4 系統(tǒng)操作工藝流程

      系統(tǒng)的操作以自動化操作為主,盡量減少人工操作,減少使用系統(tǒng)帶來的附加工作,主要操作過程如下。

      a.車輛進入工位RFID感應(yīng)區(qū)后,如果該車輛為需進行裝配輔助的車輛,系統(tǒng)將自動顯示車輛待裝內(nèi)容信息;

      b.操作人員使用無線/固定式掃碼設(shè)備按照軟件提示順序掃描待裝部件,系統(tǒng)將顯示該部件是否為當(dāng)前所需裝配部件,如果為當(dāng)前待裝部件則顯示當(dāng)前掃描件裝配詳情,如果為已裝部件則提示注意裝配順序,如果為無關(guān)部件則提示部件錯誤;

      c.裝配正確零部件;

      d.下一個車輛進入,重復(fù)以上操作。

      4 數(shù)字化防錯漏裝技術(shù)應(yīng)用效果

      數(shù)字化防錯漏裝技術(shù)的應(yīng)用,能夠極大減少錯漏裝的發(fā)生,提升生產(chǎn)效率和裝配質(zhì)量。但同時也帶來了工時增加和投資增加。

      某車間應(yīng)用此系統(tǒng)對45個關(guān)鍵零部件進行了防錯漏裝管理,完全解決了此45個零部件的錯漏裝問題,預(yù)估節(jié)約返修工時346.5 h/年,將本系統(tǒng)與零部件追溯系統(tǒng)合并實施可實現(xiàn)32個追溯件的追溯需求,并節(jié)約單車操作工時48 s以上。投影的應(yīng)用能夠給予操作者便捷的操作指導(dǎo),提升人員的操作熟練度,對于車型導(dǎo)入初期具有重要意義。

      5 結(jié)論

      面對多車型混流生產(chǎn)存在的錯漏裝問題,應(yīng)用數(shù)字化防錯漏裝技術(shù)可以有效提升生產(chǎn)效率和裝配質(zhì)量。進行與生產(chǎn)現(xiàn)狀契合的防錯漏裝工藝設(shè)計具有重要意義。本文所論述的數(shù)字化防錯漏裝系統(tǒng)的應(yīng)用,提供了一個具有借鑒意義的范例。

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