空调制冷剂充注准确性方法研究与应用

王臣章 吴 振 何伟丰 刘 洋 林坚锋

（珠海格力电器股份有限公司 珠海 519100）

引言

随着蒙特利尔公约规定制冷剂（又称冷媒）HCFCs加速淘汰[1]，国内各大空调企业目前均已启动了R32制冷剂空调的大规模生产，由于世界各国对R22制冷剂的淘汰时间表和政策不同，因此各大空调企业的空调产品仍存在R22、R410A、R32三种制冷剂并存的情况。目前行业内主流的空调制冷剂充注机（又称灌注机）都是双系统，为了解决一台充注机可以充注3种制冷剂，目前采用的主要方法是将R22制冷剂作为一个系统，将R410A和R32制冷剂共用另一个系统（如图1所示）；该问题虽然解决了一台充注机可以充注3种制冷剂，但在切换生产不同制冷剂空调时，偶尔会出现制冷剂充注错误的质量异常，这给企业带了重大经济损失，因此解决制冷剂充注准确性对空调生产有着很高的经济价值。

1 原因分析

通过统计，空调制冷剂充注错误，按异常类别可以分为两种：制冷剂种类错误和制冷剂重量错误。到现场深入分析，梳理了生产切换制冷剂时的操作流程，包含3个步骤：

步骤1：核对首检（记录着订单、机型、物料清单、装配指导及要求等信息用于指导生产的材料）的制冷剂种类、充注量；

步骤2：操作充注机，选择对应的制冷剂种类和充注量；

步骤3：当切换后的制冷剂为R410A或R32时，必须检查管道系统制冷剂是否准确，即增压系统连接的管道制冷剂是否正确。

进一步分析，总结了导致制冷剂充注错误的原因，主要可以分为以下两种：

1.1 员工操作问题

1）忘记操作充注机或选错制冷剂系统，导致制冷剂充注种类错误；

2）忘记操作充注机或选错制冷剂充注重量，导致制冷剂充注重量错误；

3）重复充注，对已充注了制冷剂的返修机重复执行了制冷剂充注。

1.2 管道系统制冷剂种类错误

生产切换制冷剂时，虽然操作了充注机，但没有同时切换管道系统，导致制冷剂充注种类错误。

2 解决方案

针对空调制冷剂充注错误问题，通过建立人员培训管理体系控制充注机操作员工的上岗资质；通过指纹识别、人脸识别等方法监控人证合一，杜绝没有上岗资质员工顶岗导致操作出错问题；开发扫描MES条码自动调取充注的制冷剂信息，可以杜绝充注机的制冷剂种类和充注量错误问题；制定可视化方案，可以有效避免管道系统制冷剂种类错误问题。

2.1 员工培训系统

充注工序为关键重点岗位，由工艺部、质控部、分厂技术科对人员进行培训，合格后由培训部统一发上岗证，如图2所示。

2.2 人证合一

为了监控充注机操作员工人证合一，只通过人员巡查的管理是无法实现的；常用有效的信息化方案包含指纹识别和人脸识别，前者优点是成本较低，后者优点是使用方便。

2.2.1 指纹识别

熊林等在《浅谈空调制冷行业冷媒充注操作的可靠性与防错方案》[2]一文中提出通过指纹识别监控充注机操作员工上岗资质，有效降低人员问题导致的充注制冷剂种类错误。

2.2.2 人脸识别

充注作业人员操作过程频繁触碰弯角阀，因此手指不可避免沾满压缩机油，导致指纹识别操作不便；人脸识别技术[3]可以有效解决该问题，将有上岗资质的作业人员人脸信息录入到关键岗位人脸平台（如图3所示），平台再将人脸信息下发到人脸打卡终端（如图4所示），实现人脸解锁充注机。

图1 空调充注机及管道系统

图2 关键岗位培训系统

图3 关键岗位人脸平台

2.3 扫码充注

针对人工核对首检操作充注机存在的制冷剂种类或充注量选择错误的问题，和返修机重复充注的问题，开发扫描MES条码自动调取充注的制冷剂信息可以有效解决该问题。通过在空调机身贴MES条码，MES条码关联机型明细清单包含了制冷剂信息，在制冷剂充注前用条码枪扫描MES条码不但能自动判断机子是否属于返修机（见图5），而且可以自动从明细清单抓取制冷剂种类、充注量和充注机参数自动修改。

2.4 管道系统制冷剂可视化

如图1所示，充注机2的制冷剂管道可以对接管道2或管道3，从而实现可以充注R410A和R32两种制冷剂；由于对接位置距离充注岗位较远，且充注机自身无法识别管道中的制冷剂是R410A还是R32，因此管道制冷剂切换是个质量控制盲区。

为解决上述质控控制盲区，根据管道系统特点，制定解决方案如下：

1）在管道2、管道3末端的扳手气枪扳手位置增加控制开关，当扳手闭合时控制开关接通；

2）管道2、管道3的控制开关分别连接R410A显示屏、R32显示屏，控制开关接通时，显示屏亮；

图4 人脸打卡终端

图5 扫码充注系统提示机子为返修机

图6 管道系统制冷剂种类可视化

表1 改善前后制冷剂充注批量事故损失对比

3）增压系统2的制冷剂管道只有1个对接接头和制冷剂管道对接，即管道2或管道3无法同时对接充注机制冷剂管道。

方案现场实施效果如图6所示。

3 改善成果

制冷剂充注错误主要是通过实验室性能测试发现，因此当出现该异常情况时，一般会有一个或多个订单入库；而制冷剂充注错误的返包需要将错误的制冷剂放出，再重新经过抽真空和制冷剂充注，返包时一台机子需要两块工装板分别放机子和包装材料，因此返包生产效率远低于正常的生产效率。据统计，仅一个500台订单的制冷剂充注批量事故就会导致公司成本损失3万元以上、产能损失3千台左右，如表1所示。因此，杜绝生产线制冷剂充注错误，一方面可以为公司带来避免成本损失的有形效益，另一方面也可以避免该异常带来售后投诉的无形效益。

4 结论

由于制冷剂环保政策和市场实际需要，同一生产线一天中生产3种制冷剂空调产品、返修机上线重新充注制冷剂等情况是不可避免的，仅靠员工的质量意识很难杜绝制冷剂充注种类错误及充注量错误问题。本文介绍了一种基于MES条码扫码充注的信息化方法，结合管道系统制冷剂可视化方案，项目在6条外机生产线实施一年多，制冷剂充注异常数为零，为公司带来较好的经济效益。