信息化防錯在商用車總裝領域的應用

陳永華，宋崇明

福田汽車諸城汽車廠 山東諸城 262200

隨著汽車制造工業中智能化、數據化、信息化的發展，針對總裝生產線過程里扭緊、加注、玻璃打膠等關鍵過程控制，從數據接收、采集、比對報警提示以及質量追溯等方面實施數據化、信息化管理。運用信息化技術實現預防性質量控制，采取過程關鍵數據，運用SPC工具，對相關工序的計算過程能力指數及控制圖繪制趨勢分析，實現生產過程的監視和控制，提升生產線過程質量保證能力。

項目目標

（1）將產品的關鍵特性參數預置到系統中，如圖1所示，通過識別、轉化、傳遞，減少作業過程參數人工選擇錯誤。

圖1 產品參數系統示意

（2）工作數據實時采集、比對、異常報警，實現制造過程中對生產過程監控及防錯管理。

（3）對數據進行分析，計算設備能力指數Cmk、過程能力指數Cpk及控制圖趨勢分析，如圖2所示，實現過程質量監視不預防控制。

圖2 關鍵特性管理系統

系統功能設計

1.涵蓋范圍

該系統涵蓋六個模塊：電動擰緊、電池定扭、油液加注、玻璃涂膠、氣密性檢測和數據刷寫。

2.數據收集原理

如圖3所示，關鍵特性系統的網絡交換，通過收集擰緊設備的服務器、電池定扭工具PCM控制器、加注設備的工控機、玻璃涂膠PLC以及氣密監測系統本地數據庫、數據刷寫系統本地數據庫等信息，進行數據分析、存儲，并上傳到工廠服務器。

圖3 關鍵特性管理系統功能模塊

3.操作原理

工藝技術人員根據零部件圖號將車輛的工藝參數導入系統，系統通過與CMMP系統的接口，定時獲取將要上線車型的數據，并建立VIN號不零部件圖號的對應關系。線上操作人員通過掃描生產線車輛VIN碼的形式，獲取線上車輛的各種工藝參數，設備按匹配的工藝參數自動執行操作。

整個關鍵特性系統可以跟暗燈系統做接口，當出現擰緊不合格、加注不合格、數據錯漏刷、氣密性檢測不合格、玻璃質量不合格時，班段長與相關人員可以通過企業微信實時關注到線上車輛的生產情況。

4.主要作用

系統包含工藝參數預置、新產品工藝參數更新、工藝數據維護、制造過程數據采集、防錯擰緊、防錯加注、設備Cmk計算、工藝分析、數據查詢并輸出表單、使用者及管理者權限設置以及異常情況提示等功能，詳見表1。

表1 關鍵特性管理系統功能模塊

各模塊功能介紹

1.電動擰緊模塊

該模塊包括:前后橋四軸擰緊機、前后板簧單軸擰緊機、輪胎多軸擰緊機等電動擰緊設備、具備擰緊力矩的實時數據監控、歷史數據的查詢和追溯（保存10年）、力矩達成情況的趨勢分析以及設備Cmk能力分析。系統原理如圖4所示。

圖4 電動擰緊模塊系統原理

擰緊前用掃描槍無線掃描VIN碼，如圖5所示，從關鍵特性管理系統獲取擰緊所需要的工藝參數，設備自勱調整至擰緊要求狀態，可以有效地預防選錯擰緊參數導致力矩不合格等現象發生。

圖5 電動擰緊趨勢采樣

擰緊過程主要監控目標力矩和角度的達成，對錯漏裝和擰緊不合格時擰緊機服務器發出一個報警至暗燈系統，暗燈系統根據接收的信息控制生產線報警或停線。

當返工合格時，控制器可輸出一個合格信號給輸送線設備管理計算機，生產線輸送設備才能繼續運行。擰緊完成后對同一擰緊軸抽取50組樣本數據，計算分析設備能力值Cmk和過程能力指數Cpk，如圖6所示，用于對過程的問題分析。

圖6 電動擰緊機設備能力指數評定

2.電池定扭模塊

主要監控擰緊次數、目標力矩和角度的達成，對擰緊次數、目標力矩和角度不合格的，由工具服務器發出一個報警至工具終端，工具顯示紅燈，提示員工擰緊不合格。當返工合格時，終端工具顯示藍燈提示合格。擰緊完成后系統可以查詢到每一把工具的單臺車擰緊次數、力矩合格率、目標力矩達成趨勢，如圖7所示，用于工藝技術員對過程的問題分析。

圖7 電池定扭模塊工作

3.油液加注模塊

油液加注模塊，包含車間使用的汽機油、柴機油、齒輪油、尿素、冷媒、防凍液等多種工作液加注設備；具備加注參數的實時數據監控、歷史數據的查詢和追溯（保存10年）以及加注合格達成情況的趨勢分析，如圖8所示。

圖8 油液加注系統示意

4.玻璃涂膠模塊

涂膠前對每塊玻璃的6個點進行檢測，對比系統數據不實際差異，并將檢測值及檢測結果傳送至系統保存，如圖9所示，確保每塊玻璃在打膠前的尺寸處于合格狀態，提高玻璃打膠過程的一致性，降低漏雨率，同時輸出玻璃尺寸合格率的判斷結果。

圖9 玻璃涂膠模塊檢測分析

5.氣密性檢測模塊

VIN無線掃碼確定車型，主要控制氣密性檢測時間范圍、泄漏和通氣的合格情況，輔劣燃油系統泄漏和通氣合格的檢測判定，并在系統進行數據記錄，每臺車的檢驗記錄可追溯，檢驗的合格率達成情況可導出供技術人員對問題進行判定分析。

6.數據刷寫模塊

數據刷寫設備如圖10所示，通過ECU、儀表、VIN、車載終端等刷寫/檢測記錄的實時上傳，從而判斷下線車的數據是否存在錯刷、漏刷，提高數據刷寫正確率，同時輸出數據刷寫合格率的統計結果供技術人員對數據刷寫過程存在的問題進行分析整改。

圖10 數據刷寫設備關聯

應用效果

1.大數據系統聯網

加注設備工控機、電勱擰緊設備服務器、刷寫設備工控機、玻璃涂膠機器人PLC以及燃油系統氣密性檢測設備均接入關鍵特性管理系統交換機網絢，實現數據聯網。關鍵特性管理系統不工廠CMMP系統做接口，自勱接入整車信息、生產線信息、零件類型信息以及生產計劃信息等數據。VIN號與DMS流水號、整車編號、生產日期的自勱匹配，實現整車編號不零部件圖號的自動匹配。在下線錄入位置，根據車輛VIN碼，對車輛工作液加注數據、擰緊數據、ECU數據刷寫、燃油系統氣密性檢測數據等進行查詢，如有遺漏或工藝參數不符，系統及時報警提示整改。

2.歷史數據查詢

設備狀態、工藝參數、歷史裝配車輛數據等應保存到數據庫內，按照時間段、設備或者以上條件的組合查詢方式，對如下歷史數據進行查詢：可根據VIN碼，追溯各設備工作信息；可按時間段查詢各設備工作信息；可按設備信息過濾查詢結果；可按照對比結果過濾查詢結果。例如只查詢不正常的加注記錄、擰緊記錄等；可按動作狀態值過濾查詢結果。例如只查詢加注量不足的加注記錄及扭矩不足。

3.數據分析

（1）不合格數據管理 系統根據工藝參數公差范圍，自動將上傳數據與系統標定數據進行對比，超出公差范圍即判定為“不合格”。由工藝員每月5號前將上個月不合格數據從管理系統中分類導出，出具相應分析報告。扭緊力矩明確到每臺設備不合格數量，占總數量的百分數；加注工藝參數有多個，明確每臺設備哪個工藝參數不合格，一個參數不合格則該加注車輛數據判定為不合格，明確不合格車輛占總數量的百分數。

（2）設備能力指數Cmk計算 設備能力指數是用于新設備驗收、新產品試制、設備維修后，生產達到穩定后開始抽樣并計算相應設備能力指數。在擰緊設備穩定狀態下對同一擰緊程序號連續抽取50組樣本數據，計算分析Cmk值，并輸出EXCEL。

（3）過程能力指數Cpk計算 系統具有過程能力指數Cpk計算分析功能，可在工序受控狀態下對同一擰緊程序號抽取多組樣本數據，抽樣方式按月度核算，每月的1-31號工作日，每一天隨機抽取5個樣本數據為一組，連續抽取的天數為組數，如25天則樣本數為25×5一個，計算分析Cpk值；選取月份后，系統按照抽樣規則，自動抽取數據并計算本月過程能力指數Cpk，根據計算結果，輸出EXCEL。

（4）控制圖繪制不分析 對關鍵力矩值、工作液加注量每月度繪制控制圖，并對控制圖按SPC分析中九種異常判定原則進行趨勢分析。

結語

該系統是通過信息化技術和智能化設備結合，將產品的關鍵特性參數預置到系統中，實現制造過程中對生產過程監控、識別、轉化、傳遞及防錯管理。系統具有工藝參數預置，新產品工藝參數更新，工藝數據維護，制造過程數據采集，防錯擰緊，防錯加注，設備Cmk計算，過程Cpk計算，工藝分析，數據查詢并輸出表單，異常情況提示推送等功能，在制造業領域有很廣闊的推進價值。