防錯技術(shù)在汽車線束設(shè)計與制造中應(yīng)用研究

防錯技術(shù)在汽車線束設(shè)計與制造中應(yīng)用研究摘要?防錯技術(shù)就是指任何一種能夠防止人為錯誤的發(fā)生，或是一眼就能讓人發(fā)現(xiàn)錯誤的裝置或設(shè)施。防錯法又稱愚巧法、防呆法，即在過程失誤發(fā)生之前即加以防止錯誤的發(fā)生。隨著汽車技術(shù)的快速發(fā)展，車載功能電器成倍增加，導(dǎo)致連接各功能電器的汽車線束越來越龐大，特別是集成式設(shè)計的汽車線束，由于線束回路數(shù)量多、線束體積龐大、質(zhì)量重，線束的可制造性嚴(yán)重降低。因此，汽車線束產(chǎn)品防錯設(shè)計和工藝制造防錯設(shè)計尤其重要。結(jié)合國內(nèi)汽車線束行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計和制造工藝設(shè)計中相關(guān)資料，對防錯技術(shù)的應(yīng)用歸納總結(jié)，與各位同行進行交流學(xué)習(xí)。一、前言無論是線束半成品檢驗還是線束成品線束下線檢驗和檢測，都屬于加工完成后的末端檢驗，探測手段相對有限，探測率相對較低。如果提高探測率，往往需要對檢測設(shè)備加大投入，但探測效率有時并不能滿足生產(chǎn)節(jié)拍的要求。探測到線束品質(zhì)問題后，需要投入場地、人員和物料進行返修，在返修過程中，還有可能造成二次損傷。汽車線束的錯裝和漏裝等品質(zhì)缺陷，通過生產(chǎn)過程和末端檢驗品質(zhì)控制，往往是基于品質(zhì)風(fēng)險點事后圍堵的策略進行控制的，投入的資源多，并不能保證完全避免品質(zhì)缺陷。如果在線束設(shè)計階段考慮到線束生產(chǎn)制造和主機廠總裝時可能出現(xiàn)的一些品質(zhì)隱患，因此在產(chǎn)品設(shè)計階段和生產(chǎn)過程中運用防錯技術(shù)，將線束的品質(zhì)隱患提前規(guī)避，投入少量的資源，將品質(zhì)控制的時間點提前，效果也會相對明顯，同時也能大幅降低線束的制造成本，提高線束生產(chǎn)效率和保證品質(zhì)。隨著汽車技術(shù)的快速發(fā)展，汽車上的電子電器件、功能件的不斷增加，連接各個電器件的線束也越來越復(fù)雜，線束的回路數(shù)和體積也在快速增長，隨之而來的是線束的工藝設(shè)計、生產(chǎn)制造、過程檢驗及品質(zhì)控制都帶來很大的困難，不可避免地導(dǎo)致在線束制造的各個工序出現(xiàn)各種各樣的人為制造錯誤，導(dǎo)致半成品線束或成品線束的批量返修返工，嚴(yán)重影響線束的制造效率和產(chǎn)品品質(zhì)提升，造成工時和原材料的浪費。那么在線束制造過程中運用防錯技術(shù)，通過工藝防錯設(shè)計和工裝防錯設(shè)計成為避免線束制造錯誤出現(xiàn)的有效手段。本文總結(jié)歸納線束行業(yè)內(nèi)的相關(guān)經(jīng)驗，從線束產(chǎn)品設(shè)計到線束制造工序，結(jié)合實際工作中的防錯方法的應(yīng)用進行闡述，與各位同行共同學(xué)習(xí)和探討。二、防錯技術(shù)介紹與特征防錯技術(shù)就是指任何一種能夠防止人為錯誤的發(fā)生，或是一眼就能讓人發(fā)現(xiàn)錯誤的裝置或設(shè)施。根據(jù)防錯的效果，防錯技術(shù)可分為如下3個等級：①不制造缺陷的防錯，即不可能制造出壞零件，可能損壞的零件數(shù)為零；②不傳遞缺陷的防錯，即不可能將壞零件傳遞到下一工位；③不接受缺陷的防錯，即后續(xù)工位不接受壞零件。防錯技術(shù)的特征：1，能夠發(fā)現(xiàn)潛在的問題。防錯技術(shù)本身就具備較強的預(yù)防性，其存在的意義之一就是能夠及時發(fā)現(xiàn)潛在的問題，使得生產(chǎn)者能夠有足夠的時間對錯誤進行處理，防止錯誤生產(chǎn)帶來的經(jīng)濟損失，可以說防錯技術(shù)創(chuàng)立的主要邏輯之一便是發(fā)現(xiàn)問題，分析問題、解決問題、總結(jié)分析。2，消除產(chǎn)品產(chǎn)生缺陷的影響因素。防錯技術(shù)對產(chǎn)品的錯誤生產(chǎn)進行預(yù)防，能夠減少相應(yīng)的經(jīng)濟損失。但是倘若想從根本上避免錯誤的發(fā)生，就應(yīng)該從根本上消除錯誤產(chǎn)生的原因。防錯技術(shù)的應(yīng)用剛好能夠從源頭上發(fā)現(xiàn)錯誤產(chǎn)生的原因，對這些不利因素進行最合理、恰當(dāng)?shù)奶幚恚a(chǎn)品產(chǎn)生缺陷的影響因素。三、汽車線束產(chǎn)品設(shè)計中的防錯設(shè)計與應(yīng)用無論是汽車線束產(chǎn)品設(shè)計還是制造的過程中，連接器的防錯設(shè)計最好就是從源頭開始考慮，從根本上解決問題，以便能夠識別防錯位置。特別是全服開發(fā)的汽車線束項目，在線束產(chǎn)品設(shè)計初期，一定要充分運用結(jié)構(gòu)防錯、部件防錯、顏色防錯、尺寸防錯、對接防錯及其它綜合防錯技術(shù)，確保汽車線束的生產(chǎn)制造和裝車防錯，實現(xiàn)汽車線束在主機廠裝車盲裝無差錯、裝入即正確，實現(xiàn)生產(chǎn)汽車線束制造過程中對產(chǎn)品的識別正確，圖紙解讀正確無歧義。1）同汽車電器功能端連接的線束插接器選用帶CPA的連接器，二次鎖緊對插連接，避免因誤碰或其它外因?qū)е碌碾娖鞴δ芘及l(fā)性失效；對插針較多、體積較大的電器端線束連接器，采用帶手柄的連接器，確保連接器的插入平穩(wěn)且鎖緊可靠，能有效避免插針歪針和連接不良缺陷；對形狀極度相似的連接器對插同一護殼的，兩個連接器除選用不同的顏色外，還應(yīng)增加限位槽，確保一次插入即正確。

圖1

護套限位槽防錯

2）連接器的端子插入防錯設(shè)計，連接器端子插孔應(yīng)設(shè)計有限位槽，端子插入方向正確才能插入，插入后即能鎖緊。復(fù)合連接器的孔位端子規(guī)格差異化顯著，端子插入即正確。連接器的端子孔和探測孔差異化，端子禁止從探測孔中穿出。

圖2

連接器的端子孔設(shè)計缺陷圖3）線束間的對插公母連接器的顏色要一致，優(yōu)先選用帶CPA功能的對插連接器。臨近位置出線相同的連接器，除進行顏色差異、結(jié)構(gòu)差異、公母連接器并用外，還應(yīng)設(shè)計不同的分支長度進行防錯設(shè)計或設(shè)計不同的護套出線方向。

圖3

同分支位置連接器防錯4）車門線束在材料選取時，車門線束與車身線束對接連接器，其最好選用帶卡鎖機構(gòu)的插接件，保證在車門頻繁的開閉中，避免出現(xiàn)對接松脫現(xiàn)象。車門橡膠件應(yīng)浮雕成型、烙印成型“L或R”進行左右區(qū)分。

5）汽車線束的卡扣防錯設(shè)計能有效防止裝車布線方向或位置安裝錯誤，主機廠通常在汽車鈑金上設(shè)計不同尺寸、不同形狀、不同方向、不同固定安裝方式鈑金孔或卡槽等，線束上的卡、扣、扎帶的規(guī)格、也有明顯的差異，能有效避免線束裝車安裝錯誤。

6）部分頂棚線束分支靠膠帶粘貼固定，應(yīng)在線束上用藍色膠帶做粘貼位置標(biāo)記，主機廠裝車是按照標(biāo)記位置對線束與頂棚客體粘貼固定，預(yù)防粘貼固定錯誤。7）同一個護套內(nèi)應(yīng)設(shè)計無重色導(dǎo)線，若無法規(guī)避重色線，應(yīng)采用不同線徑。另一端共壓連接的搭鐵端子可以用同顏色同線徑的導(dǎo)線。8）如果一條線束的總長度大于1.30m，禁止在線束內(nèi)添加光纖，光纖的選擇極其保護的相關(guān)技術(shù)要求應(yīng)考慮到使用區(qū)域的各種限制條件（溫度、侵蝕性、彎曲半徑），無論是否與儀表板線束相組合，光纖應(yīng)遵守STE9629787199的各項技術(shù)要求，光纖的彎曲半徑平均不低于25mm，必要時增加一些脈沖發(fā)生器。汽車線束在產(chǎn)品設(shè)計初期就引入防錯設(shè)計，能徹底規(guī)避掉線束裝車、線束制造過程中的很多錯誤風(fēng)險，也是線束設(shè)計防錯的源頭。汽車線束產(chǎn)品設(shè)計防錯應(yīng)用還有多種，拋磚引玉、共同探討。四、制造過程中的工藝防錯與工裝防錯

在汽車線束的制造工藝過程設(shè)計是為了避免或減少在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)半成品制造錯誤、線束裝配錯誤意見檢測錯誤等，最大限度地減少半成品和成品線束的返工返修，提高線束的制造效率和品質(zhì)，降低生產(chǎn)制造成本。1、切線壓接工序的防錯設(shè)計與應(yīng)用切線壓接工序是汽車線束制造中自動化程度最高的工序，國內(nèi)絕大部分的線束工廠都采用自動化的切線壓接設(shè)備進行操作，通常出現(xiàn)的制造錯誤是導(dǎo)線、端子、防水栓物料使用錯誤，導(dǎo)線長度錯誤，以及壓接模具用錯導(dǎo)致壓接標(biāo)準(zhǔn)不正確，導(dǎo)致半成品返修或報廢?？蛇\用線束HMES系統(tǒng)的工廠通常采用在切換不同看板時進行物料、模具條碼掃碼確認進行防錯，掃碼錯誤出現(xiàn)聲音、圖像報警，能有效防止物料的錯誤使用。圖4

HMES物料掃碼確認對于制造能力較低的工廠可通過首件產(chǎn)品檢驗時，由質(zhì)檢員對看板物料的二次檢驗進行控制，這種防錯方法不能徹底杜絕錯誤的發(fā)生。導(dǎo)線用錯的現(xiàn)象主要出現(xiàn)在員工疲勞作業(yè)或作業(yè)節(jié)奏較快的情況下出現(xiàn)，因此在編排導(dǎo)線緩存存儲架位時必須將導(dǎo)線顏色、線徑、線型相近的導(dǎo)線錯開架位地址存放，避免操作工拿錯導(dǎo)線，比如：將0.35FLRY-B紅/蘭線和0.35FLRY-B紅/紫線；0.5AVSS黃線和0.5AVSS黃/白線等存放在不同的緩存架位上，架位上的物料標(biāo)簽醒目可有效識別。圖5

電線存放架位標(biāo)識切線壓接捆扎完畢的半成品導(dǎo)線，整批貼錯看板號標(biāo)簽，導(dǎo)致后工序用錯半成品物料，原因是操作工將半成品導(dǎo)線標(biāo)簽批量打印后，切換生產(chǎn)看板后沒有自檢標(biāo)簽和重新打印標(biāo)簽，因此，在編制導(dǎo)線捆扎防護工藝卡時，注明看板標(biāo)簽作為檢驗內(nèi)容，禁止批量打印半成品標(biāo)簽。切線壓接工序看板導(dǎo)線長度錯誤，原因是操作工在自動機ACM程序輸入切線長度時操作錯誤，輸入錯誤的數(shù)據(jù)造成，最根本的防錯方法是運用MES系統(tǒng)和自動下線壓接機ACM系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)互通，加載看板后，看板工藝長度、左右剝頭長度、壓接參數(shù)數(shù)據(jù)自動通信給自動機ACM軟件系統(tǒng)，無需人工干預(yù)。圖6

MES系統(tǒng)與設(shè)備ACM數(shù)據(jù)互通2、合線壓接（焊接）工序的防錯設(shè)計與應(yīng)用合線壓接（焊接）工序的自動化水平較低，該工序以人工作業(yè)為主導(dǎo)，包括手工穿栓、熱縮管、閉口PVC管、綁線、單線手工壓接端子、合線壓接節(jié)點、超聲波焊接節(jié)點等作業(yè)，同時也是出現(xiàn)制造錯誤較多的一個工序。通過合理的工藝防錯設(shè)計和防錯工裝的應(yīng)用，能夠有效地防止生產(chǎn)制造錯誤的出現(xiàn)。對顏色、大小、形狀相似或接近的防水栓，通過工藝編排在不同的工位進行手工作業(yè)，或者采用機器穿防水栓操作；每種防水栓存儲容器上帶有物料號、描述、圖片等醒目標(biāo)識能有效識別。每捆半成品導(dǎo)線標(biāo)簽的看板信息、導(dǎo)線信息、產(chǎn)品項目信息完整清晰也能有效地防止看板導(dǎo)線的使用錯誤。相同看板的半成品導(dǎo)線集中存放在緩存架、周轉(zhuǎn)車、周轉(zhuǎn)箱中且標(biāo)識完整易于識別，也能有效防止看板導(dǎo)線的錯誤拿取使用。在合線壓接（焊接）工位，出現(xiàn)制造錯誤較多的就是左右兩側(cè)的導(dǎo)線根數(shù)錯誤或看板使用錯誤。因此在工藝設(shè)計時，根據(jù)合線看板作業(yè)卡，分配兩個工位進行合線壓接前的綁線作業(yè)，綁線作業(yè)完畢的半成品上帶有唯一的綁線半成品標(biāo)識卡片。運用防錯工裝在綁線工位作業(yè)臺上設(shè)計綁線導(dǎo)線隔離槽或卡具，有效防止綁線操作錯誤，預(yù)防出現(xiàn)多綁、漏綁、錯綁線的操作錯誤。

圖7

綁線分割槽多線半成品加工包括超聲波焊接或U型端子壓接，通常出現(xiàn)的操作錯誤就是拿錯其中一側(cè)的綁線半成品，導(dǎo)致焊接錯誤。在工藝防錯設(shè)計時必須注明綁線半成品組合的單線看板號，存儲綁線半成品的周轉(zhuǎn)箱應(yīng)定址定位存放，周轉(zhuǎn)箱內(nèi)有帶有標(biāo)識、批次、數(shù)量的周轉(zhuǎn)卡片，根據(jù)項目不同，周轉(zhuǎn)箱可以采用不同的顏色（蘭色、草綠色、橘色）區(qū)分。3、預(yù)裝配工序的防錯設(shè)計與應(yīng)用汽車線束制造的預(yù)裝配工序包括：按照訂單批次和產(chǎn)品型號集中區(qū)域預(yù)裝和流水線在線預(yù)裝兩種作業(yè)模式，必要的情況下出現(xiàn)兩種預(yù)裝配模式混合應(yīng)用。由于在預(yù)裝配工序基本沒有自動化的設(shè)備操作，是勞動密集的操作工序，因此，該工序通過工藝防錯設(shè)計和工裝防錯設(shè)計的應(yīng)用最為普遍，同時工藝防錯設(shè)計的好壞直接影響流水線的總裝效率和線束成品的品質(zhì)。在預(yù)裝工藝卡的設(shè)計過程中，除了考慮預(yù)裝作業(yè)的時間節(jié)拍、可操作性外，更重要的是要考慮預(yù)裝操作的工藝防錯設(shè)計。對稱護套且自鎖特征不明顯的，一定要在預(yù)裝工藝卡上注明穿線空位或特殊要求信息，必要時需將護套的照片附在預(yù)裝配工藝卡上，避免批量穿錯孔位。

圖8

特殊護套配圖編制預(yù)裝工藝卡時，同顏色、同線徑、同端子、一端穿相同的護套的導(dǎo)線，其中一根導(dǎo)線兩端必須用同顏色的記號筆做打點標(biāo)記進行工藝防錯，避免另一端導(dǎo)線穿錯護套或孔位，導(dǎo)致返工返修。預(yù)裝物料架線桶中看板導(dǎo)線的排序，應(yīng)與預(yù)裝工藝卡主護套的穿線順序保持一致，可以大幅提高操作工預(yù)裝操作速度，同時避免穿線錯位。在預(yù)裝配工藝卡上標(biāo)注護套的預(yù)裝順序，標(biāo)簽粘貼線桶地址及看板的二維碼標(biāo)簽，避免配料人員上線錯誤和預(yù)裝工拿線錯誤。圖9

預(yù)裝架導(dǎo)線排序圖4、總裝工序的防錯應(yīng)用設(shè)計與應(yīng)用1）汽車線束總裝工序基本上分為單板總裝操作和流水線總裝操作兩種類型，通常情況下，對批量較小的車型采用集中預(yù)裝裝配作業(yè)，然后將預(yù)裝配完畢的半成品移動到總裝區(qū)域，采用單塊總裝板進行總裝操作；隨著項目產(chǎn)品產(chǎn)量和日供貨量的提高，根據(jù)日（周）交付數(shù)量進行流水線總裝批量制造，預(yù)裝配、檢驗、包裝也采用在線同步作業(yè)。

2）汽車線束流水線總裝工藝卡的防錯設(shè)計應(yīng)遵從以下幾個原則：①預(yù)裝半成品的在總裝板上布線順序要先布熔斷絲盒、ECU、孔位較多的主護套、需要在流水線穿端子的分支護套半成品；②護套在布線板布線要均衡，布線人員能夠協(xié)同作業(yè)在總裝板的兩端作業(yè)、每個掛線工位穿端子、扣自鎖的作業(yè)時間要均衡；③安裝線束護套自鎖、扣自鎖、護套護殼的操作應(yīng)在流水線工藝卡注明，由掛線、穿線人員完成操作；④包扎人員作業(yè)范圍要盡量在一個區(qū)域，盡量編排同種膠帶包扎的區(qū)域分支，減少膠帶更換頻次。編排作業(yè)順序要先分支、后主干、最后集中，避免交叉操作；⑤相似的卡、扣、扎帶設(shè)計不同的人員安裝，每個操作工安裝的卡、扣、扎帶的外形差異要大，避免錯誤安裝。

3）通過流水線工裝防錯設(shè)計，對流水線防護材料波紋管、PVC管、卡、扣、扎帶等需要在流水線安裝的物料實行單套配送，降低物料遺漏安裝的錯誤幾率；在流水線工裝板上安裝卡、扣、扎帶、護殼的防錯限位模塊，能有效防止卡、扣、扎帶安裝錯誤，、防止物料型號安裝錯誤，防止方向安裝錯誤，同時也能保證安裝尺寸；流水線總裝板上對不通用的線束分支采用不同形狀、顏色的治具，能夠方便操作工進行布線操作、穿端子操作，減少線束總裝過程中分支包扎、走向錯誤；帶有熔斷絲盒的線束，采用對應(yīng)線束型號且?guī)в胁煌伾珮?biāo)識的多孔漏板，能有效地預(yù)防熔斷絲片、繼電器安裝錯誤。

4）需要在流水線下線后安裝橡膠件、護殼的線束，可以在橡膠件、護殼安裝工位安裝仿形的模塊來保證橡膠件、護殼的安裝尺寸、方向。5、檢驗工序的防錯設(shè)計與應(yīng)用檢驗工序是線束制造防錯的最后一個工序，同時也是保證線束品質(zhì)和產(chǎn)品合格的最后一個工序。包括100%電測導(dǎo)通檢驗、卡釘檢測、繼電器、熔斷片性能檢測、全尺寸外觀檢測、螺栓扭矩驗證檢測等。檢測工序的工藝文件防錯設(shè)計尤為重要。根據(jù)客戶需求和項目要求設(shè)計不同的檢測工藝，但是100%導(dǎo)通檢測，100%全尺寸外觀檢測是每個線束產(chǎn)品都必須設(shè)計的檢測項，必要時設(shè)計200%的全尺寸外觀檢測或多頻次抽樣檢測；設(shè)計熔斷絲盒中熔斷