淺談簡易自動化在項目推進中的應用

劉國鑫

【摘要】怎樣通過企業既有的設備與資金經最少的投資去實現機械加工的柔性自動化生產，深化工作效率，是我們需要研究的一個問題，在此過程中不僅要分析企業的基本能力，同時要兼顧未來的發展，本文以淺析簡易柔性自動化治工具為切入點，闡述了簡易治工具在背光生產中的應用及價值，并在此基礎上進行深入的研究。

【關鍵詞】項目推進? ?簡易自動化? 簡易治工具

一、引言

簡易自動化是運用人的智慧將簡單的零部件組裝在一起，可達到低成本、高效率、省人力、消除不必要的浪費的目的。此外，簡易自動化也是精益生產和標準化作業的一個重要環節，在當前制造業中得到普遍的應用。目前，在背光生產行業中，隨著機種的窄邊框設計趨勢的流行，背光組裝對產品精度要求逐步提升，為達成客戶品質需求以及工廠內部效率提升的需求，簡易自動化治工具已在背光源行業全面推廣，每個加工環節均用到了簡易自動化的治工具來進行輔助，進而使人員的作業內容趨于簡單化，品質和生產效率重點依靠治工具來進行保障，因此簡易自動化設備設施在當今制造業中起到了舉足輕重的作用。

二、簡易自動化的意義

自動化是指機器設備、系統或過程（生產、管理過程）在沒有人或較少人的直接參與下，按照人的要求，經過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現預期的目標的過程。采用自動化技術可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環境中解放出來，并且通過自動化設備導入可以降低人員波動因素對產品品質造成的影響，可以實現產品品質的一致性，并且可以提升生產效率，但是自動化投入成本高昂且設備柔性較差，自動化設備一旦出現故障，在很大程度上會造成整條生產線的停滯，進而影響整體的產出，人員在自動化出現故障情況下難以繼續達成穩定的產出。

隨著市場的競爭愈發殘酷而中國勞動力成本卻不斷上升，制造的利潤越來越少，各生產企業生存壓力日趨增大。同時，隨著生活水平不斷提高，人們對產品要求多樣化，個性化，產品生命周期也變得越來越短、產品的外形也變得越來越薄。當企業慢慢實現資源持續改善并及時解決各類型資源浪費時，他們自然會遇到這樣的問題：如何進一步提高工人對價值創造的貢獻率。在這種大環境下，如何在少量資金的投入下節省人力、提高生產效率且具體生產柔性的生產技術成為研究課題，這樣簡易自動化應運而生。

三、簡易自動化的應用舉例

背光工廠生產工序共計43項，截止目前，共計實現自動化生產工序18項，自動化工序實現率為41.9%。背光工廠43項生產工序中，無法導入簡易自動化工序數目10項，剩余33項生產工序中，通過簡易自動化導入提升產線組裝精度并提升作業效率的工序數目為21項，簡易自動化實現率為67.74%。

（一）遮光膠檢驗治具

（1）背景介紹及問題描述。在TFT-LCD產業鏈中，背光源為該產業鏈中非常的重要組成部分。遮光膠是背光源的核心部件之一，隨著終端產品對外觀要求越來越高、終端產品也越來越薄，遮光膠寬度的設計越來越窄、厚度的設計越來越薄。產品在組裝時對裝配要求更高，組裝工藝要求更高。組裝過程中，遮光膠又窄又薄，人員在膠帶貼附時很難控制貼附精度要求，組裝完成的遮光膠容易偏離貼附規格，且不可被輕易的目檢出不良品。如將不良流出，客戶端投線生產時蓋Cell會出現背光源線缺失不良，屆時需重新返工維修，此時將耗費人力和物料更換不良。為提升背光源的組裝效率和良率，需設計一款遮光膠檢驗治具，輔助人員目檢。終上所述導入簡易自動化彈簧式遮光膠檢驗治具迫在眉睫。

（2）改善歷程。起初只單純的考慮到遮光膠需要檢驗，就針對此異常設計出一款蓋板式的遮光膠檢驗治具。因蓋板式的遮光膠檢驗治具的設計原則是將產品上貼膠位置在蓋板上漏出，產品點亮后如出現有光從蓋板上漏出，則不良，反之為良品。這款治具在人員使用中慢慢出現無法檢出不良或過判，首先遮光膠來料公差+/-0.1mm，治具制作完成后是不可調試的，無法吸收遮光膠的來料公差。其次在背光源膠框組裝中經常出現膠框內陷的不良，此不良直接影響到蓋板式的遮光膠檢驗治具的檢驗效果體現。

經研發、工藝、品質、制造多部門溝通和彈簧式遮光膠檢驗治具檢討會議的召開，終于研論出一種運用彈簧與軸承相結合的全新的檢驗機構。此簡易自動化的遮光膠檢驗治具機構特征是：在遮光膠檢驗治具的承載板上，左側、右側、下側分別安裝有彈簧式檢驗機構，通過對旋轉檢驗機構的翻轉扣在產品的膠框上，在運用彈簧的拉力使旋轉塊與膠框的間隙變為零，用此來實現對寬度極窄的遮光膠貼合距離進行檢驗。

彈簧式遮光膠檢驗治具的設計優點：首先旋轉檢驗機構上的檢驗塊能與膠框緊扣無間隙，能有效防止是膠框內陷而導致的檢驗誤判，其次旋轉檢驗機構上的檢驗塊是根據遮光膠的尺寸設計且能吸收來料的公差。

（3）實施的方式。①將待貼遮光膠的背光源以左側為基準放治具載板內。按標準的貼膠模式在彈簧式遮光膠檢驗治具內分別完成產品左側、右側、下側的遮光膠貼附。②首先將左側旋轉檢驗機構和右側旋轉檢驗機構的檢驗塊同時旋轉180°，再推動彈簧限位機構將檢驗塊扣在產品的膠框上使其無間隙。此時人員需打開黃光燈，并在左側、右側和長邊遮光膠的正上方分別目檢，遮光膠如貼出規格范圍則目檢出不良，反之則沒有不良。其次再將左側旋轉檢驗機構和右側旋轉檢驗機構的檢驗塊同時旋轉180°，還原起始的位置方便下一步驟的作業。③把下側旋轉機構的檢驗塊旋轉180°，再推動彈簧限位機構將檢驗塊扣在產品的膠框上使其無間隙。仍在正上方目檢，遮光膠如貼出規格范圍則目檢出不良，反之則沒有不良。再將下側旋轉機構的檢驗塊旋轉180°，還原起始的位置方便產品的包膜處理。

（4）創意改善推行展望未來。模塊化遮光膠檢驗治具的設計原理：產品以左下角定位放置在治具的載板內，左側和下側的彈簧限位機構仍固定在底板上。將右側的彈簧限位機構設計為可移動式的彈簧限位機構，每當更換產品生產時調試只需移動右側的彈簧限位機構，右側的彈簧限位機構采用強力磁鐵固定的方式即可實現。在產品出光測也有設計兩個強力磁鐵定位產品，使產品在檢驗時完全固定保證了檢驗的精度要求。另將原有的左側、右側、下側的檢驗塊設計為組合件，每次更換產品只需更換不同的檢驗塊，這樣就能實現13.3寸、14.0寸、15.6寸產品遮光膠貼附距離的檢驗。

模塊化方案的遮光膠檢驗治具機構設計簡單，操作人員使用簡單、零部件按產品更換方便，此治具可同時適用于13.3寸、14.0寸、15.6寸的背光源遮光膠貼附距離的檢驗，效果可做到無缺失。模塊化方案的遮光膠檢驗治具制作出一個樣品回廠確認，經初步的驗此方案完全能實現遮光膠貼附距離的檢驗。

（5）降低成本。因原有的遮光膠檢驗治具均需按每款產品分別制作一條線的治具、數量8套，如將通用式的遮光膠檢驗治具成功導入可節省請購成本，例：現研發新產品有十一個機種有線缺失風險，需導入遮光膠檢驗治具輔助生產，原有的遮光膠檢驗治具請購單價：1，200元/套;通用式遮光膠檢驗治具請購單價：1，500元/套，計算方式如下：按原有的遮光膠檢驗治具費用統計=治具單價（1，200元）*一條線（8套）*需導入產品數量（11）=105，600元;按通用式遮光膠檢驗治具費用統計={治具單價（1，500元）*一條線（8套）}+需導入產品數（11）*每個產品檢驗塊費用（500元）*8套=56，000元。單個機種可節省治具加工費用 105600-56000=49600元。

四、結語

遮光膠檢驗治具設計簡單，功能專用、更換方便，切換機種生產時間極短化，特別適合多產品、小批量生產方式，此簡易自動化治工具的設計也恰恰迎合了當前背光生產領域的特點，可以通過較少的自動化治具的投入來滿足生產需求，實現價值的最大化，簡易自動化治工具主體部位都是通用部件，關鍵部件才采用專用裝置。有異常時能立刻檢測并停止工作，在研發中注入了品質防錯功能，進而實現不接受、不生產、不流出不良品目標，保障了產品質量。

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