【2017年整理】面向制造过程的防差错技术设计.pdfVIP

面向制造过程的防差错技术设计 1 制造过程防错 1．1 防错法的提出 研究表明，大部分的产品缺陷都是由于人为错误引起的，美国工程师 Rook通过对 23000 个有缺陷的部件进行 统计后得出人约 80％的缺陷都是由人为差错引起的。为了对人为差错进行控制，1961 年，丰田公司的 Shigeo Shingo(新江滋生)博士提山 Boka Yoke(fool proofing)方法，即防呆、防傻的意思。后米由于考虑到对员工 的尊重，改为 Boka Yoke(Error proofing)，即为现在的防错法。他认为，100％的检验只是能够剔除废品， 但不能提高产品合格率，而防错法的目的就是要提高产品的合格率而不是为了剔除废品。防错法对于防止产 品缺陷，提高产品的合格率是有着极大作州的。目前，国外很多公司如摩托罗拉、通用、联信／霍尼威尔等， 都在积极运用防错法。在 Shigeo Shingo 博士的帮助下，丰田汽车公司建立了自己的防错体系，在生产车间， 平均每台设备上有 12 道防错装置。 1．2 防错法的特点 防错法的突出优点就是成本低、见效快、方法简单。应用这种方法除了能够消除产品缺陷、提高产品一次合 格率外，还有以下几点好处： (1)提高人力资源利用率，可以让操作人员节省精力以去从事其他增值活动； (2)减少装夹时间，从而减少加工时间以提高生产能力； (3)提高管理效率： (4)提高安全性； (5)降低成本： (6)减少对熟练工人的依赖； (7)提高加工柔性； (8)改善操作人员的工作态度； (9)减少返工率，缩短交货期。 由于我国制造企业比较落后，自动化程度不高，设备精度和可靠性都比较差，操作人员的素质也比较低，防 错法的优点正好可以弥补这些不足，因此这种方法在我国是有很大的应用空间的。 2 面向制造的防错设计的提出 在产品制造过程中应用防错装置去消除造成产品缺陷的差错是一种很有效的手段。但是在实际应用中，经常 会出现以下问题： (1)无法使用防错装置； (2)实施成本过高； (3)使用防错装置反而会使加工工序变得复杂，影响加工效率； 这些问题的存在，很大原因是因为设计人员在进行产品的零部件设计时，没有考虑到加工制造过程要应用防 错法。虽然目前人们采用了各种保质设计的方法，但大多是针对产品性能而言的，强调产品的可靠性。而对 于制造过程，目前的设计方法虽然也提出了对制造缺陷进行预防，但这种预防是建立在产品制造过程中严格 按照工艺要求的基础上的。在实际生产中，由于各种偶然因素或人为因素的缘故，产品制造过程往往会偏离 设计者的期望，从而无法对质量缺陷进行有效控制。基于此，本文首次提出了面向制造的防错设计(Error Proofing Design For Manufacturing，EPDFM)的概念。 与传统的 DFM 相比，EPDFM 是在其基础上的改进设计。DFM 强调的是产品的可加工性、可装配性、加工经济性 以及节省时间。EPDFM 除了保留这些特点外，还强调产品的易加工性和易装配性，以及加工的保质性。其目 的就是在设计的时候就考虑制造过程中可能会出现的潜在差错，力求在设计过程就解决它，或者便于在制造 过程应用防错法进行解决。EPDFM 在产品设计中的位置如图 1 所示。 2．1 EPDFM的设计原则 由于 EPDFM并不是独立于 DFM 之外的设计方法，而是对 DFM 方法的一种改进和补充，因此，在进行面向制造 的防错设计的时候，要遵循以下原则： (1)性能优先原则 由于 EPDFM的目的是针对产品加工中由于人为差错而造成的产品缺陷，力求在设计阶段 就给予解决，是产品质量保证的一部分。而产品性能是进行产品开发的根本目的所在。因此， 在进行 EPDFM 时要首先保证不影响产品的性能。 (2)可加工原则 EPDFM 追求的是在产品加工过程中便于实施防错方法来减轻操作人员负担，提高产品的一次合格率。因此在 进行防错设计的时候，还要保证产品的结构与之前相比不能太过复杂，能够在现有条件下进行加工。 (3)注重成本原则 在进行防错设计的时候，如果因为对设计方案的改动而带米的生产成本远大丁实施防错法所节省的成本，那 么这种防错设计就失去了意义，可以考虑对其进行改进甚至放弃。 (4)设计优先原则 对于潜在的差错，力求在设计时就能够消除差错产