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嘉峪檢測網 2021-07-08 16:47
快節奏、大批量的生產過程中,經常會出現單個或連續的錯誤,其根源與人、機、料、法、環和管理中的一項或多項有關。在產品實際的生產過程中,因零件相似而錯裝、因零件又小又多而漏裝等現象時有發生,需要防止或盡可能避免錯誤發生。防錯(Poka-yoke)是發明防錯設計結構、防錯裝置,利用過程措施來杜絕或減少錯誤動作,將人為差錯預防性地消滅為零。
防錯方法可歸納為:設計防錯、工裝防錯、工序防錯、人工防錯四個方面,其中設計防錯是源頭,也是最穩健的手段。產品在進行結構設計的時候,設計工程師經常考慮怎樣避免裝錯、裝反。
設計防錯,是指在產品設計過程中運用技術或工具以保證總是能夠得到符合設計目標的理想結果或產品。同時,產品在制造或裝配或使用階段盡可能少的由于人為問題或機器問題而產生的錯誤。由于設計人員的失誤造成的差錯會導致產品缺少應有的功能或參數不合理,這類差錯會導致產品的固有缺陷,有時會造成極嚴重的后果。例如:汽車制動油管的設計差錯,造成交通事故;洗衣機的電路絕緣防護設計差錯,造成漏電事故……,還有一些設計的失誤,雖然不能算作差錯,但是也會給產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,這些設計失誤增加了出現差錯的機會,從而增加了產品制造和使用的風險。
1 防錯裝
在產品的裝配過程中,如果存在相似零件時,零件就很有可能會裝錯位置,因此盡量把相似零件合并,合并相似零件不但可以節省相應的模具、治具和庫存等成本,還可以避免零件太過相似而把零件裝配到錯誤的位置。
風窗玻璃洗滌器防錯改善
如圖,風窗玻璃洗滌器,前、后洗滌電機在外觀和顏色上很難區分,在同一工位上進行裝配,很容易裝錯,后來方案用顏色用以區分、結構防錯,結構防錯也會影響裝配效率,直到某車型新上市,將前后洗滌電機接插件端口由兩個集成為一個,合并后只裝一個電機即可,利用斷根原理,全車型平臺化,安裝不良率由10%降為0%,同時裝配效率提高了30S。
2 防裝反
很多時候,一個外形規整的零件,如方形、圓形零件,當它裝到另一個零件上時,會很難從肉眼上一下區分出正確的安裝方向,有時會因為兩個方向裝都能使零件裝進去,而導致最終的安裝方向錯誤。下圖展示了容易裝反的零件中的一個案例及其防錯結構。
通風口防錯改善示意圖
該零件為某車型的通風口,由于上下及其相似,在實際裝配過程中,經常發生裝反,設計工程師在箭頭處上下兩處圓角設計尺寸不同,反向無法裝入鈑金孔內,避免了出現反裝、錯位的情況,安裝不良率由10%降低到0,后續的車型均采用此防錯,防錯效果非常理想。
以上案例,結構工程師在設計自己的零件時基本都能考慮到防錯的設計特征越明顯越好,非對稱的筋、孔、槽、凸臺等是常用的防錯設計特征。防錯的設計特征越明顯越好,越夸大越好。
3 防漏裝
當設計一個零件的防錯結構時,不僅要考慮它本身防錯結構的制造可行性、操作可行性、使用可靠性,還需考慮這個零件的下道工序或者下道的下道工序等的防錯需求是不是需要在這個零件上體現,以及這個零件在后續運輸過程中的防錯需求等,也就是說需要考慮到這個零件成型后的任何環節,包括生產與最終用戶的使用環節。
有個零件需經歷這幾步工序:注塑→表面噴膠→覆蓋一層織物A→再覆蓋一層織物B。由于織物A非常重要,如果覆蓋織物A的這道工序忘做了,在覆蓋織物B 前沒有被識別出來,后果非常嚴重。所以,最好的方式就是有個措施保證在覆蓋織物A這個動作完成后,有個明顯的結構特征變化,比如當覆蓋織物A這個動作完成了,就在產品上打個洞,或切掉某個特征。然后在下一步動作覆蓋織物B的時候,用機械識別的方式去確保覆蓋織物A肯定完成了,才開始覆蓋織物B的動作。
4 防掉落
在一塑料產品上安裝金屬夾子后,需把它固定到門鈑金上。并且由于維修的需要,經常拆裝這個塑料產品。隨著塑料產品多次插拔,金屬夾子與塑料會發生脫離,如果金屬夾子設計不當,則很容易使金屬夾子掉落在門鈑金內而難以取出。下圖顯示了易掉落的金屬夾子和不易掉落的結構區別。
如何預防和避免設計差錯?質量管理體系標準對設計與開發的質量控制已經給予了清晰的描述,在設計階段應當使用恰當的質量工具以充分識別市場與顧客的要求,避免差錯和失誤,提高設計質量,這些工具包括:質量功能展開(QFD)、系統失效模式和后果分析(SFMEA)、實驗設計(DOE)、設計失效模式與后果分析(DFMEA)、過程失效模式與后果分析(PFMEA)、可靠性分析(RA)、故障樹分析(FTA)等等。最基本的假定是產品設計決定生產過程。這個設計能被執行或改進,以消除生產過程中發生錯誤的幾率。
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