徐坚
(上汽大众汽车有限公司仪征分公司,江苏 扬州 211400)
【摘 要】高精度枪数据采集系统的使用,保证了拧紧数据的稳定性和安全性,并且也实现了部分手工扳手所很难保证的例如拧紧角度之类的要求,相比扭力扳手可谓是一个大的飞跃。然而在使用的过程中,依然会遇到一些问题亟待解决,如特殊头使用寿命短、数据报警不及时等。通过采取优化措施,减少设备损耗,降低故障率,减少备件采购费用,实现将本增效。
【关键词】高精度枪;数据采集;特殊头;螺栓等级;优化
一、背景介绍
高精度枪及其数据采集系统,现代化工厂的亮点工程,拥有优于其他系统的明显优点。高精度枪的使用,在很大程度上保证了拧紧数据的稳定性和安全性,并且也实现了部分手工扳手所很难保证的例如拧紧角度之类的要求,相比扭力扳手可谓是一个大的飞跃。
数据采集系统,分为控制与数据采集两个部分,控制部分由西门子PLC实现,稳定性强,受外部的影响因素较小;采集部分由上位机采集软件实现。将数据采集与控制严格分开,各自不会影响各自的工作。PLC控制部分与数据采集部分都是基于XML2.1开发的标准软件,通讯快捷而且协议开放性好。通过采用VW XML 2.1 版本作为采集数据协议,将螺栓数据采集并依据PMON协议上传给FIS(生產信息)系统,为车辆数据的查询和追踪提供准确可靠的数据来源。
然而在运行过程中,仍然会出现一些问题,比如备件费用过高、备件损耗过快、故障不能被及时发现等。
二、解决优化方案
(一)特殊头备件优化
高精度枪特殊头,应用于前后门外螺栓的拧紧。特殊头以其精密的齿轮结构,将扭矩精确传输至控制器。但现场的情况:实际扭矩无限接近于特殊头本身所承受的最大扭矩。特殊头的设计承受扭矩为50NM,而实际有10%的拧紧数据已达到50NM,另有60%的数据在48NM左右。这也就意味着,特殊头长期处于满负荷运行的状态。在长期高强度工作下,这样的弊端更是显露无疑。特殊头的使用寿命大大缩短,官方宣称的50万次的拧紧次数,实际应用下来也只有10万次左右,寿命减少近80%,这是一个非常骇人的数据。
随着使用寿命的大幅减少,备件采购的数量大大上升,备件费用自然也是大幅提升。由于该备件的采购周期较长,最短也有8个月,这也意味着单次采购的数量相对较多。为了降低备件费用,同时保证生产,必须对特殊头加以优化。
主要有以下两种方案:
方案一:重新设计特殊头的强度,使其能承受更大的扭矩,延长使用寿命。经过现场观察和咨询供应商,发现目前特殊头的宽度刚好与车门和车身之间的空间相匹配。如果要加大承受的扭矩,就必须加宽特殊头的宽度,但会与车门和车身干涉。所以该方案无法实现。
方案二:针对特殊头损坏的部位做备件,不必全部更换。经过现场的观察以及拆卸,发现特殊头损坏的部位主要集中在套筒部位,如图所示。该套筒由于长期处于满负荷运作,出现了开裂甚至断裂的现象。经过测试,发现只需更换套筒,特殊头就就可以继续使用。
这样,原本特殊头的备件就由一个套筒来替代。一个特殊头的市价在3.5万元左右,而一个套筒只有约0.29万元。每一次更换就节约了3.5-0.29=3.21万元。
推算至整个车间一年的用量:
年产36万辆车,每辆车有8颗螺栓需要用特殊头来拧,即一共拧36万*8=288万次
而一个特殊头的实际使用寿命为10万次,则所需的备件数量为288万/10万=29个
即一年可节约3.21万元*29=93万元
(二)支架结构优化
每一个工位的高精度枪少则3把,多则5把,均匀分布在工位的两侧,摆放枪的是白色的尼龙块。在某一段时间内,报修的枪有一个共同的问题,就是枪的使能按钮损坏。
一开始认为工人操作野蛮,将按钮按坏。但是经过现场观察,发现摆放高精度枪的尼龙块刚好压在的半节开关上,使得每次放枪时,开关都会受到撞击。久而久之,开关就失灵损坏。发现问题后,我们便将尼龙块的位置做了一下改动。将尼龙块稍稍向外移动,既避开了开关的位置,又不影响工人的正常动作。
通过这样一个改动,高精度枪开关坏的次数明显降低。
改动前3个月总计损坏6次,平均每月2次。而改动后6个月总计损坏1次平局每月0.16次。故障率明显降低。每把开关损坏的枪维修费用为3000元,优化后比优化前节约了(2*12-0.16*12)*3000≈66000元
(三)数据报警以及打包工位
目前使用的高精度枪控制系统,分为控制与数据采集两个部分,控制部分由西门子PLC实现,稳定性强,受外部的影响因素较小;数据采集部分由上位机采集软件实现。将数据采集与控制严格分开,不会影响各自的工作。
螺栓数据最终要上传给Fis(生产信息)系统。在报交线的末尾处,设有质保的EQS系统,该系统主要用来查看每一辆报交车的螺栓是否合格。而EQS数据的获得,是要通过Fis系统下发数据的。如果螺栓数据没有上传给Fis,那么质保的EQS将会接收不到螺栓数据。根据规定,没有经过质保EQS确定的车是不能够报交的。不能报交的车就只能下线,这对于分钟工厂来说,绝对是一个很大的损失。
针对这一问题,我们主要从以下两个方面入手。
1)加装报警灯,可以提前知晓本地的数据没有上传给Fis系统。
报警灯主要检测以下信息:
①数据报文格式有误,FIS回复AD0005
②dbo.Tbl_ScrewPacket螺栓数据表中数据包累计未发送的数据包条数大于60条(即五辆车)时,则灯亮。可能数据通讯异常。
③dbo.Tbl_PacketVIN_Last打包车辆表中累计未打包的车辆数大于10辆,则灯亮。可能打包程序异常或被关闭,抑或是打包时间过长,造成打包车辆数据累积。
2)针对导致数据没有上传成功的问题,制定快速响应的方案解决问题。从装配线输出到报交线共有62个工位,如果这62个工位车辆的数据都没有上传成功,则需重新上传。由于原服务器的上传程序只从最新打的数据开始上传,之前打的螺栓依然排队等待,无法上传,影响报交。为了将这些排队的数据优先上传,在返修工位处新增了一个打包点,工人通过扫描条码,将排队等待的数据优先上传,保证报交正常。
通过改动,故障维修时间明显减少。故障发生频次由平均每周两次减为两周一次;故障时间也由平均每周43min将为每周2min。
三、效益成果总结
(一)故障率降低
通过对设备的改造,如高精度枪支架的改造,减少了设备发生故障的频次,使得设备本身性能得到提高。
(二)维修时间减少
报警灯的制作以及打包优先功能的实现,使得维修时间减少,设备开动率稳步提升。
(三)备件费用降低
通过设备的改进,如特殊头备件优化,高精度枪支架优化,使得备件费用大大降低。