基于SPC模式在自動化生產線控制應用研究

文華

摘要：隨著工業4.0的推進，空調總裝組裝生產線自動化生產程度不斷提高，常規生產模式下人工采集數據錄入分析解決生產問題，已經影響到自動化生產線質量及效率提高，通過采用在線統計過程控制（SPC）進行仿真控制，利用統計學原理在線分析、診斷，實現高效自動化生產控制及質量保障。

關鍵詞：統計過程控制（SPC）;自動化生產：RFID技術

中圖分類號：TP3893

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6487（2019）03-0016-02

0引言

空調器的室外機是空調核心關鍵部件集中區域，因此室外機生產及質量控制能力，直接影響到空調器的優劣，同時隨著生產線自動化程度不斷提高，然而在目前自動化生產過程目前大多數采用線上人工錄入，線下技術人員分析問題，更甚在異常波動出現之后進行才進行調查整改，導致無法快速有效的區分偶然波動及異常波動，消耗大量時間及資源而不能從根源上遏制異常波動的機會，制約對自動化生產線過程質量控制及效率提升，通過自動化數據采集及分析手段，將過程靜態控制轉化動態跟蹤分析是必然趨勢;因此需要及時的在室外機生產線建立統計過程控制（SPC）模式，以提升自動化生產控制能力。

為解決這一普遍問題，實現生產線自動控制，建立自動統計過程控制（SPC）模式，研究特征數據的變化規律及趨勢，不斷完善生產控制方法和工作狀態，預防及控制自動化生產線工序異常，消除由異常原因引起的異常波動，及時采取措施并納入標準化管理，從而保證產品質量可靠性，保障自動化生產線的高效輸出。

1統計過程控制（SPC）理論

SPC（StatisticalProcessControl）是一種制造控制方法，是將制造中的控制項目，依其特性所收集的數據，通過過程能力的分析與過程標準化，發掘過程中的異常，并立即采取改善措施，使過程恢復正常的方法1。根據國標GB/T4091-2001《常規控制圖》中規定了8種判異準則及可能原因分析。

2自動數據采集方案

統計過程控制（SPC）應用統計技術對過程的各個階段進行監控，高效的數據采集方式及方法是實現動態監控基礎，而采用人工作業記錄異常數據方式，對人員責任心要求較高，售后數據分析無法及時分析原因，對于生產過程中的異常波動無法及時的反饋糾正，因此建立過程檢測數據自動采集的必要性就得以體現。

對于目前的空調器的室外機生產的現狀，我們采用條碼化（包含二維碼等，下同）與RFID系統并行的數據采集方案，完成自動化生產線生產數據的采集[2]。

物料來料的條碼化已經形成完善的防錯掃描系統，對物料基礎數據的采集只需要利用公司服務器就可以完成數據的關聯、使用。但是在勞動密集型生產線上條碼的位置的差異，以及產品的結構差異給自動讀取帶來的不確定因素，將條碼化采集方式的抗干擾性不足劣勢放大，已經難以滿足自動化生產的需求。

對此我們分析空調總裝組裝生產線的相關崗位，在抽真空工位、制冷劑充注工位、電氣安全測試工位、商檢測試工位等同步建立RFID系統進行數據采集，測試數據是通過RFID系統的通信線路通過RS-485完成與計算機之間的通訊，每一個RFID控制盒與其對應通訊的計算機作為一個通訊單元，其數據錄入方式，實現測試數據在線錄入。在利用以太網將讀取的數據傳送到中心計算機，通過服務器實現對采集的條碼數據和RFID讀取的數據的整合，最終形成條碼化與RFID并行的數據采集方案。當生產線采用臺站式，在抽真空、制冷劑充注、商檢測試使用的設備較多，每一個臺站單獨放置一個RFID控制盒，來防止數據讀取過程中錯誤。RFID系統數據采集流程如圖1所示。

過程工藝環境參數的采集，則可以利用通過應用物聯網技術，采用ZigBee組網模式形成系統數據收集及管控，通過公司服務器完成數據的交換[3]。

3SPC控制的選擇

對零部件及產品性能關鍵質量特性完成識別，并采集相關質量特性數據，對關鍵控制點進行測量，決定使用合適的分析用控制圖，通過自動采集的數據，建立計算機合適的抽樣方案，完成對控制圖的評估，對于影響控制圖持續監控的因素需要及時消除，使判斷過程處于受控狀態，體現SPC預防控制的作用，控制圖基本選擇方案及模式如圖2所示。

4SPC控制過程的實施

利用SPC控制圖來判斷異常，確定過程的狀態，為此在SPC控制圖的過程持續監控過程中，我們是通常的假定質量特性服從正態分布基礎上進行的，如下圖，我們通過建立條碼化的對防靜電設備工裝進行編號，以及商檢測試過程自動數據，通過服務器的分析處理，利用建立在Windows為前臺的操作平臺和公司內部網絡為運行環境，實現車間現場監控設備自動數據控制和處理，實現操作過程關鍵工序質量的預防與改善，根據數據判異原則實現對生產線管控在這過程總我們建立信號輸入端、數據處理中心，過程監控模塊，以及自動數據采集方案對未佩戴靜電腳環、靜電腳環異常、離子風機消除靜電能力等參數進行監控，以及產品測試結果的分析和控制，成功建立預防防靜電失效的控制體系，減少靜電對敏感的元器件件損壞[5]。

同時也應該注意到，實際生產過程中生產過程環境是不斷變化，偶然因素的干擾不可避免，因此我們需要滿足以下4點：①利用計算機采集的數據，不得進行人為的干擾。②數據變化較大，對環境的分析是不可缺少的動作。③偶然因素的干擾導致的數據的波動，需要及時的排除干擾因素。④選擇正確控制圖，避免對工藝狀態的誤判。

5結束語

通過SPC原理對空調器自動化生產線進行控制，作為企業質量管理的重要組成部分，建立SPC控制技術與計算機信息技術，物聯網技術、條碼技術、RFID技術相互集合的體系，改變數據采集和處理的方式，實現對空調器室外機組裝車間自動化質量管控方式提升，對質量信息，質量過程管控信息，以及質量預警控制信息得到及時的處理和統計、評價，提升分析處理的速度，提高空調器自動化生產線質量控制的時效，滿足質量控制的需求，保證產品質量。

參考文獻

[1]肖雯予，吳振.基于RFID的自動化生產線設計[J].制冷與空調，2018（3）：29-33.

[2]張波，李幃笳.21世紀自動識別技術RFID的原理、應用及其發展[J].信息與電腦，2012（1）：38，40.

[3]喬強.RFID技術的應用[J].現代情報，2005（4）：150-151，154.

[4]劉佳.工業在線SPC統計過程控制系統設計研究[J].科技創新與應用，2018（5）：97-98.

[5]費一正，汪慧芬，劉婷婷，等.基于SPC的車間質量管理系統研究[J].制造業自動化，2011（9）：43-46.