汽车制造总装车间的时效性管控

方旻婧

摘 要：文章就汽车制造总装车间的时效性零件从源头的风险识别方法，到不同时效性零件加以阐述，系统性的解释了总装车间中时效性零件的管控方法。关键字：时效性;工艺管控

中图分类号：U466  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）03-171-03

引言

在超市购物时，消费者经常会关注产品的保质期，对冷藏及冷冻的生鲜食品则会同时关注存储温度及其他相关条件，一旦超出保质期或者存储条件食品就会发生腐败，日用品则无法保证质量，有些能够通过视觉、嗅觉等感官发现变质，更多的则是隐藏在内部不易察觉，在汽车生产的制造车间亦是如此。

一般地，将有时效性和运输存储要求的进厂装配级零件统称为时效性零件。总装相较于冲压、焊接、油漆前几道工序，存在时效性零件种类多，管控要求差异大，制造过程中人员参与度高的特点，如何将时效性要求传递至现场的每一个环节，如何保证被应用在车上的零件符合特定的存储及施工环境要求，如何保证现场以最精益的方法实现时效性管控，如何利用智能化设备减少人为干预达到复杂时效性的有效管控，是各个汽车总装车间面临的问题。

1 时效性零件的风险识别

作为工艺人员在进行同步开发时，应在项目投资冻结前获取到项目选用的时效性零件清单以获知特定项目的时效性要求，对涉及到设备的时效性零件应格外注意，若现有设备能力或控制手段无法达到特定项目的时效性要求，或与现场相同或使用同种设备的零件时效性要求有差异，需要研究设备更改方案，进而评估对投资的影响，并在项目实施阶段跟踪时效性要求的落地。

为保证应用在产品车上的时效性零件受控，需要使用正确且适宜的工艺进行生产，并对可能发生的失效模式和潜在影响提前识别规划风险应对，常用的分析方法有现场观察法、安全检查表法SCL、预先危险性分析法PHA、工作危害分析法JHA、故障模式影響分析FMEA等。考虑到提前探测、提前预防，实现在工程开发过程中同步风险控制，应用FMEA（Potential Failure Mode and Effects Analysis潜在的失效模式及其后果）进行时效性零件的全过程分析，能够较全面的实现发运接收、材料运输、存储传递、现场使用等子过程的风险预估及风险应对。FMEA由严重度（S）、发生频度（O）、探测度（D）三部分组成，对时效性零件应充分识别不同情况下的严重度分值，包含零件本身、被应用的零件、周边零件、温度偏低或偏高等条目，避免遗漏或出现不恰当的严重度。

基于RPN（Risk priority number）评分标准：

RPN=严重度（S）x发生频度（O）x探测度（D）

其数值越大表示潜在的风险等级越高，根据现有的或计划的风险预防手段，可通过计算快速衡量相对风险，同时了解各项风险的优先级顺序，有助于工艺人员判断当前的时效性控制手段是否合理、是否需要优化。

但值得注意的是，对于严重度9/10（涉及安全的项目），应作为第一优先级进行考察。对于高严重度（S）的液体时效性管控，在相同的发生频度（O）维度下，可充分利用设备实现智能化、自动化监控，以降低探测度（D）分值从7分（在本工位进行检查）/8分（在后道工位进行100%检查）/9分（在后道工位抽检）降到3分，进而降低失效RPN分值。

为实现良好的探知性，对于带有时效性要求的零件，应确保在标签上能够直接目视到有效期信息，例如“有效期至YYYYMMDD（年月日）”，避免现场操作人员需要对有效期进行计算，造成错误发生频度无谓的上升;若受限于特殊时效性要求，如随温度变化而变化的有效期，应避免按YYDDD（该年的第几天）形式标注生产日期，且考虑增加自动识别报警有效期的措施，以降低错误发生频度及提升探测错误的容易程度，下文会具体阐述自动识别报警的实现方法。

2 时效性零件的管控方法

本章节将针对总装车间现场所涉及到的时效性零件，从分类及工艺的维度进行探讨适合的管控方法。

2.1 液体类零件

液体类零件泛指无规则形状，无具体尺寸的化学品，但不局限于油液润滑类材料、胶类粘接剂及密封类材料等。

对液体类材料的开发先于整车开发，形成一个材料库，一般广泛使用于各个总装车间，各整车产品项目根据需求选用，时效性要求不随项目而变化即适用于各个项目。总装应用时应注意选用开封后时效性要求作为控制要求，同时对于不同的工艺要求，需使用合适该工艺的方法进行合理的时效性管控。

2.1.1 线旁设备加注类零件

线旁设备加注类零件泛指零件通过物流送至线旁库位，而后总装使用设备进行加注的液体零件，该种零件的特点是有效期不受温度变化而改变，若出现受温度变化而改变的特例可参见2.2.2复杂时效性零件，总装现场涉及到的零件包含但不限于制动液、空调液、变速箱液、冷却液、动力转向液、玻璃胶，流转过程如附图1。

从供应商到线边库位一直处在原包装运送状态，即密封运输及存储，而后则原包装开封但直接进入设备内的密封管路，不经过其他回路污染的油液等因素的影响，对于这部分可以认为加注液体本身没有暴露在环境中，但在进行FMEA分析时应将设备出口端的污染考虑在内并采取措施加以控制，本文对这部分不再赘述。

在设计此类零件的时效性管控措施时，可利用原包装上的标签信息，当发现RPN分值较高或严重度达到9/10即高优先级，应纳入自动识别报警甚至停线功能。由于加注设备一般与工厂的暗灯信号相连，对设备加注类零件从硬件上实现该功能较为容易，难点在于如何导入有效期及温度信息并与时效性要求比对，同时对于线旁存放大于一桶液体的时候，如何让系统智能判别当前在使用的是哪一桶液体，并将结果发送给暗灯并实现判断。对此，本文给出的方案是利用条码/二维码技术以解决该问题。

对于零件本身的有效期，可在项目前期的SOR（标书）中规定供应商通过条码/二维码的方式体现，并在SOR中明确条码/二维码的编码规则，其中必要的信息有零件号、生产批次（可用生产日期替代）、有效期到期信息、分隔符等，并为确保编码规则的一致性，工艺人员可与物流、产品等部门确认适用于全工厂的策略，这样可保证该编码规则是可复制、可推广的。对针对多桶液体的在用液体判断，同样可使用条码/二维码技术得以实现，并在每个使用的工位上粘贴标签，其中必要的信息有该工位使用的液体类零件的零件号、工位地址信息。当现场的操作人员进行换桶操作时，使用扫描工具扫描零件包装桶上的标签信息以及该上料工位的标签信息，系统后台首先比对上料工位的零件号与本次被上料零件的零件号信息是否一致，后台确认一致后，将本次被上料零件的有效期到期信息上传至系统后台，载入至该工位地址对应的有效期判断赋值，只有当连通设备的所有工位地址下的有效期都符合才符合规定。

当设备的循环作业开始前，系统自动比对判断连通当前设备的油液/胶的有效期是否符合，若有效期到期时刻晚于比对时刻点，则设备正常进行该循环;若有效期到期时刻早于比对时刻点，则设备暂停运行，若在该工位终止线前仍未解决则机运线停止。值得注意的是，为了确保系统具备提前预防、提前报警、提前响应，在系统设置时，应设置一个带有充分响应时间的“警戒值”，若比对时刻点晚于警戒值则系统报警但不停线;其次，未避免出现设备循环开始时刻未超期，而到线尾已经超期的现象，可在判断时减去该循环的周期值，或者选择进行二次判断。

对于此类液体的温度管控相对有效期管控容易执行，对环境状态要求比较苛刻的液体类材料可在存储区及工位进行监控，对本身粘度较大、易因管路运输造成热量积聚的可在设备出口端增加探针进行检测，并与有效期管控行程“与”条件进行关联控制设备及机运线的报警和停线，逻辑网络图见附图2。

2.1.2 线旁非设备加注类零件

总装现场除了设备加注类的线旁大液体外，还有一些通过手工涂抹或应用的液体零件，该种零件的特点是存储区就在应用的工位边，但本身工装简易没有电气化，相较于设备加注类可直接利用现有设备本身的PLC或者暗灯进行控制，需要额外增设硬件设备进行管控。

对于有效期探测的实现方法与设备类零件相同，本节不加赘述。温度的探测可通过监测应用工位的环境温度间接性实现，若目标零件本身温度要求宽泛，极限条件下不会出现性能变化则可在FMEA分析中认为不会出现该失效模式。可实现的方法有两种，一种是将该工位停止在工位截止线，该方法的优势在于实现容易、成本低，劣势在于若该工位存在多个连停线的工艺，停线时需要逐一确认停线原因，响应慢，同时对分装的案例应用困难;另一种是利用机械装置將时效性零件的载体进行锁定，该方法的优势在于可以避免将受限零件应用于产品车，劣势在于对不同的载体需要设计不同的机械方案，大规模推广的时间周期偏长、成本相对较高。在实际选用时，可充分考虑现场的情况进行选择，或将两种方案相结合应用于不同的适用场景。

2.2 非液体类零件

总装现场的零件种类繁多，时效性零件也有多种多样，除了上述液体类零件，还有一些由供应商集成了液体或者带时效性条件的子零件，如带背胶的字牌、防水纸、堵盖等，

在判别该种时效性零件的有效期时应特别注意有效期的采集，需要确认标签信息上的有效期是否为带有时效性要求的子零件的有效期时间，避免传递至总装现场后失控。

2.2.1 单一时效性零件

与液体类零件相同，时效性控制要求单一，不随外界条件影响而变化，由于该种零件一般不涉及设备，控制方法可参考2.1.2外加机械结构来实现，例如在料架上增加取料控制等。

2.2.2 复杂时效性零件

除了前文所述的情况，总装现场还有一种随外界条件，包括但不限于温度、储存介质等改变而变化的时效性零件，这里统一称为复杂时效性零件。对于该种零件的管控，不能使用标签规则中的有效期信息而应使用生产日期进行判断，同时除了使用硬件或设备进行建立停线报警机制外，还需要将影响因素和时效性捆绑并录入控制系统，在判断时调用正确的时效性要求加以判断，且对这种零件只能单向的趋严管控。

以温度为例，假设目前有一零件要求如附图3，安装工位的环境温度为27℃，对应的有效期要求为14天，但是如果安装前出现过30℃～35℃的环境温度，那么实际有效期只有7天，应使用7天作为最终有效期要求进行控制。对于此类复杂零件，除了总装厂内的管控，从供应商源头至最终装车应进行全过程管控并选用合适的方法进行全过程的数据记录。

3 结束语

随着汽车工业的发展，越来越多的新技术新材料被应用于车辆设计中，同时更多的时效性零件出现在产品车上，对各个整车制造公司时效性零件的管控，不仅是总装车间，更需要各个职能部门协同合作，从源头的材料开发，再到供应商管理、过程中物流的仓储运输管控、到车间应用，各个环节缺一不可，更有效、更低成本、更准确的管控将是未来全过程持续关注的课题。