摘要: 随着全球汽车市场竞争日益激烈,质量和安全成本控制无疑是各汽车生产厂商获取市场份额的关键手段,在整车装配过程中加强返修控制,降低返修率是减少整车质量缺陷的一个重要环节。同时返修的规范化,也能大大减少返修成本,从而减少生产成本。从这个意义上讲,各生产厂部都应加强对返修环节的质量控制,使返修过程受到有效的控制,从而对提高整车的质量具有重要的意义。
关键词:整车装配,返修过程,质量控制
1 前言
汽车总装过程是产品流入市场的最后制造阶段,该过程对产品的质量和成本具有重要影响,因此在汽车的全制造过程中具有核心的地位。但是由于汽车装配过程工艺十分复杂,装配零部件尺寸、外形各异,数量多达上万种,给装配过程中自动化水平的提升带来巨大挑战。目前国内汽车总装过程面临如下共性问题,首先大部分装配任务依靠手工作业,装配效率低;其次由于工作环境和生产组织设计不合理导致工人劳动强度大,普遍反映疲劳和压力大,对工作的满意程度较低;最后由于工人的经验和技能水平等因素的影响,导致汽车装配质量问题突出,失误时常发生。这样在轿车总装过程中,整车的返修率就大大增加。
而现在在很多企业内都普遍的存在有返修过程而无返修控制或返修控制很弱的情况。对于同一种缺陷,可能有多种多样的返修方法,而不同的返修方法会带来不同的返修结果,个别的返修过程可能对于质量造成影响,为了保证整个生产的标准化、规范化,保证返修的效果及不至于带来新的质量问题。因此作必须通过分析人为失误所导致的装配质量问题,制定返修工艺流程控制,返修方法文件,返修回馈流程控制,使返修规范化能大大减少返修成本,从而减少生产成本已成为当今汽车界研究的热点之一。
2 本课题的总体研究思路
本课题以控制车辆返修,提高整车质量为目的。其总体研究思路如图1所示。
图1 课题的总体研究思路
3 生产现场返修车的生成
汽车制造流程中总装作用工序最为繁琐,装配零部件较多,较易出现质量问题。并且总装过程是汽车流向市场的最后阶段,其生产质量直接影响产品的品牌形象,因此总装过程的质量控制和改善是企业关注的重点。针对返修车本课题采用了过程质量控制和质量控制环等质量管理手段,生产线上工人自检、互检、线上检查站检查、检测线、路试、终检线检查过程中发现的半成品或成品的质量问题,需在《随车检查卡》对应的《缺陷记录表》中记录,同时生成返修车,进入返修控制程序,有利于质量和人因数据的收集。其中过程质量控制就是在生产过程中,通过对输入要素(人、机、料、法和环)加以控制,以实现预期的制造质量和产品质量;质量控制环(简称 QRK)是过程质量控制的方法之一,是一个独立的过程,在此过程中员工要负责检验,记录分析和排除缺陷,从而满足质量的要求,质量控制环如图2所示。
图2 质量控制环
其中记录分析环节以记录并统计缺陷、确定重点问题为目的,可以获取质量问题的数据。该环节的实现方法是随时将缺陷填入缺陷收集卡中,如表1所示,每天或每周将缺陷填入到日和周汇总表进行分析,根据缺陷所占比例或严重程度,确定返修车的重点质量问题。
表1 QRK检查缺陷收集卡
序号 | 车型 代码 | 责任 部门 | 问题 描述 | 临时 措施 | 记卡 | 处理方法 |
返工(Min) | 返工者 | 确认者 |
1 | XX | 工位XX | 车身 划伤 | 返修 补漆 | — | — | — | — |
2 | XX | 工位XX | 错装 螺栓 | 换装 | — | — | — | — |
基于上述质量控制方法收集总装过程一个月返修车的质量数据发现主要存在如下几类质量问题:1装配间隙;2装错件;3漏装螺栓;4车身划伤;5力矩超出阀值;6导线连接有误;7污垢、松脱、错误的放置等质量问题。通过分析主要原因在于人为失误所导致的装配质量问题,形失误的关键因子有四类:经验和知识、质量意识、工作环境、工作负荷。这些问题给使用者带来了巨大的风险。如装配螺母和螺栓时的拧紧力不正确,就可能导致松动或裂纹;没有保持电子连接装置的清洁,或电缆装置连接不当,就可能引起短路。虽然这都是作业人员微小的差错,但是却可造成大量的返修,使产品失去可靠性和安全性,降低产品的质量,从而引起原料的大量浪费、经济损失。
4 造成车辆返修的原因
分析发现该轿车在装配过程中造成返修的主要原因如下:
失误1漏装螺栓:主要来源于工作复杂程度较高,工位需要装配大量的螺栓导致操作人员忘记装配以及设备故障导致停线,重新启动生产线时操作人员忘记了剩余部分螺栓的装配就放行到下一工位,但是又没有一个漏装的报警或者反馈机制;
失误2车身划伤:主要是装配工人的质量意识,工人使用工具不规范,随身携带的钥匙、手机挂链等金属物划伤车身,以及现场的其他人员在管理或者参观过程中划伤车身;
失误3力矩超出阈值:主要失误原因是工作环境设计不合理,工作环境里各力矩的气枪标识没有或者丢失导致操作人员拿错气枪拧紧螺栓,最终导致螺栓装配力不达标或者拧断螺栓;
失误4装错件:主要原因是工作环境设计、目视化管理不合理,线旁零部件的存储没有合理标识。并且装错件的失误给返修也带来了巨大的困难,甚至导致零部件报废;
失误5装配间隙:主要是工人缺乏汽车装配的经验和知识,装配过程中对各汽车覆盖件安装位置和所用的力矩控制不好,导致装配间隙不达标,而这又是衡量汽车装配质量好坏的关键所在;
失误6导线连接有误:主要是因为操作人员缺乏装配经验和知识,导致连接错误或者连接不到位。
5 合理规划返修区域及提高返修人员的作业素质
(1)生产线前返修:如涂装车间到总装缓冲区接车检查返修。此返修的检查归属于前内饰段,返修归属于涂装及装焊车间;前内饰段的检查者对作业不良(或设备故障)造成缺陷,无法正常使用或影响车身总成品质的零件进行检查。如:外观零件的凹坑、凸包;零件(包含车身总成)安装不到位产生的错装;总成的漏焊、开焊缺陷;流漆、滴漆、滴油、桔皮、尘粒、油漆不干等缺陷。一旦出现不良品,检查者要在零件上注明待返修标识、需要返修的部位,在待返修记录单上填写返修信息(注明产生原因)和责任单位。如果出现批量缺陷就应及时报告线内自由作业员,由自由作业员找相关人员再进一步判定缺陷。
(2)生产线上返修:如前、后内饰线返修、底盘线返修、OK线返修。此返修在前内饰线末、底盘线末、后内饰线末设立检查返修工位,主要立足于检查。此检查返修工位的检查者属于下一工段,返修者属于上一工段,此工位的内容主要是发现上工段的问题及返修本工段的问题。
(3)装配后返修:如OK线下返修。主要由各段抽调的返修工组成,主要负责在各段生产线上返修不及时需要线下返修的问题,返修时间不允许造成滞留,成本由前工段负责。
(4)调试返修:如定位旁、转彀旁、淋雨旁、路试线旁、终检旁都设立相应区域的返修区,负责返修相应的问题,这些问题应该是在各生产工段上不能控制的整车功能的问题,而非可以在生产线上各工段可以控制的问题。
返修人员的安排必须是经过生产线多工位,多工段锻炼的多技能工和高技能工。这样要求是因为返修过程涉及的操作过程较复杂,而流水线上的单工位的操作者一般只熟悉本工位的操作,对其它工位的操作不熟悉,而返修过程可能涉及多个工段、多个工位的操作。因此,为了使返修过程得到有效的控制,使返修质量得到有效的保证,必须由生产线上的多技能工和高技能工来完成。
6 控制质量,制定返修控制指标
返修指标的控制一般可通过如下几个关键点的统计表来控制:
(1)将总装车间生产线起始点(漆后车身缓存区)的检查统计表来作为上一车间生产及返修质量的考核指标(不接受);
(2)将总装车间每个班组上线起点的检查统计表来作为上一班组生产及返修质量的考核指标(不制造);
(3)通过出厂检查线的检查统计表来考核总装车间生产质量及返修控制水平(不转移)。
所有作业人员应站在用户的立场上,按用户的眼光和要求对产品符合性质量和外观质量进行检查,并进一步检验产品的有关标准,规范与用户适用性需求的差距,提供修订现行标准规范的依据,促进更好的满足用户对产品质量的客观需求。同时,对查出的问题缺陷要加以消除、改进,使整车质量提高到一个新的等级,进而达到用户的满意。
7 提高整车质量,制定返修规范
返修规范应包括三部分。一是返修工艺流程控制;二是返修方法文件;三是返修回馈流程控制。
7.1 返修工艺流程控制
返修工艺流程控制见图3所示。
对于在生产线上能返修的缺陷项(能否在线上返修的工作量衡量依据为:在发现缺陷的工位始至本工段最后一个工位为止这一段时间内可完成的拆装且不影响本段后序操作的工作量),由生产线上返修人员需进行返修处理,并由线末返修人员进行装配复检确认,返修人须在“返修人(日期)”栏签字,检查员须在“装配复检”栏签字,见表2所示。
对于生产线上不能及时返修的缺陷项,转至尾线返修区,由尾线各段返修人员负责进行返修处理,并由尾线检查人员进行装配复检。同样返修人须在“返修人(日期)”栏签字,检查员须在“装配复检”栏签字。
调试段检测线(四轮定位、侧滑、转毂试验、尾气、淋雨)、路试线、OK检线反馈缺陷项可由调试段或生产线上各段人员返修。除进行装配复检外并在随车检查卡对应位置确认外,还要判定是否需要检测线检测,并用对应的检测设备进行复检。同时在随车检查卡对应的判定栏及复检栏内要进行确认签字,见表3所示。二次复检的打印单与一次复检的打印单同时装订。
对已合格车辆的缺陷项,由销售认定,总装服务人员进行返修(此返修如涉及四轮定位、侧滑、转毂试验、尾气、淋雨、路试则需进行相应检测),销售进行复检。同样返修人在“返修人(日期)”栏签字,检查员须在“复检”栏签字。
图3 返修工艺流程控制
表2 随车检查卡缺陷返修记录表—生产线上
序号 | 缺陷描述 | 返修人/日期 | 装配复检/日期 |
1 | 漏装螺栓 | XX | XX |
2 | 车身划伤 | XX | XX |
3 | 装配间隙过大 | XX | XX |
4 | 导线连接错误 | XX | XX |
表3 随车检查卡缺陷返修记录表—调试段
序号 | 缺陷描述 | 返修人 日期 | 装配复检 日期 |
1 | 漏装螺栓 | XX | XX |
2 | 车身划伤 | XX | XX |
3 | 装配间隙过大 | XX | XX |
4 | 导线连接错误 | XX | XX |
5 | 底盘异响 | XX | XX |
6 | 车身抖动 | XX | XX |
序号 | 复检项目 | 是 (√) | 返修人 日期 | 复检结果 日期 |
1 | 定位检测 | — | XX | XX |
2 | 灯光调整 | — | XX |
3 | 侧滑检测 | — | XX |
4 | 转毂试验台试验 | — | XX |
5 | Emissions尾气排放检查 | — | XX |
7.2 返修具体工艺方法
生产线上的返修可分而两类,一类是一般性返修,一类是关键件及复杂件返修。所谓一般性返修是指生产线上只需要简单的拆装,且拆装过程不涉及到整车的安全,整车的重要性能的返修项。关键返修则是指复杂的、涉及到整车安全、整车重要功能的返修项。
由于生产线上的返修者都是多技能工及高
技能工。所以具体的返修工艺不必像生产线上的装配工艺那样细致与面面俱到,而只是规定必要的返修步骤及必要的工艺控制指标即可。这就要求返修工艺的编制要简单、清晰。
一般性及常见缺陷项处理方式可采用《质量问题波动整改记录》的方式进行返修控制。见表4。控制表中依次为:问题描述、重要程度、返修方法、工艺控制指标几项。
表4 质量问题波动整改记录
问题描述 | 重要程度 | 返修方法 | 工艺控制指标 | 备注 |
— | — | — | — | — |
— | — | — | — | — |
— | — | — | — | — |
— | — | — | — | — |
— | — | — | — | — |
— | — | — | — | — |
重点缺陷如动力总成返修、底盘返修、淋雨返修、漆面返修、其它关键部件返修控制。此种缺陷模式的处理方法要关注两方面,一是处理方法;二是处理过程的关键工艺参数控制。三是重点缺陷项返修要注意复检项中涉及到调试检测线、路试、淋雨、终检等项。具体格式见表5。
表5 重点缺陷返修工艺流程
动力总成返修 |
|
返修流程 | 工艺指标 | 重要度 | 备注 |
步骤01: — | — | — | — |
步骤02: — | — | — | — |
步骤03: — | — | — | — |
步骤04: — | — | — | — |
步骤05: — | — | — | — |
步骤06: — | — | — | — |
对于缺陷项的拆卸顺序,与装配顺序相反。装配顺序与工艺标准需按工艺卡规定执行。除缺陷的零部件外,其它拆下的零部件要认真自检,如发现拆卸缺陷则需进行更换。整车标准件中,安全系统的标准件及涂胶标准件、锁紧标准件、点漆标准件一般不允许重复使用。
要注意返修工艺文件一般不是针对不能直接从零部件外观反映出来的问题,通过零部件外观直接反映出来的质量问题的返修工艺文件可直接利用生产过程的工艺文件来执行。
调整工艺和返修工艺是不同的,调整工艺可在正常生产工艺文件中体现。而返修工艺不能在正常生产中体现,需作专门的返修工艺。
7.3 返修回馈流程控制
所有的返修项,都需要进行回馈,从源头上控制以减少和杜绝返修的发生,提高质量水平,降低生产成本。回馈主要分为如下两个方面:
(1)上序质量缺陷:研发、配套、冲压、焊装、涂装等问题要通过横向通报、质量反馈等方式进行落实,并进行跟踪,以减少及杜绝上序质量问题的再发生。
(2)车间内部生产过程质量缺陷:各段工艺员及段长负责落实生产线问题统计、总检问题统计中的质量问题项中频率较大的项及较重要的项。设定指标,每天两个问题,以使问题逐项减少。
返修回馈控制指标一是直行率和一次交检合格率,另一个是返回物流的不合格品统计表。
8 结束语
通过上述分析发现急需通过预防人为失误措施改进装配质量,控制返修车辆生成。从公司的长远发展考虑提出了一些减少人为失误,保证装配质量的方案。其中操作人员的经验和知识以及质量意识需要通过员工不定期的培训和考试加强。具体建议如下:
(1)提高操作的冗余度
建立相互监督和相互纠错的交叉检查制度是提高人的可靠性的重要途径。研究表明,在简单重复性任务的操纵过程中,人犯错误发生率为百分之一到千分之一。如果做好交叉检查,可靠度就可以大大提高。因此真正做好人-机间,人-人间的监督和核查工作是减少人的错误的重要途径。
(2)提高作业员的质量意识水平
结合相关人员的实际工作进行质量意识的专项培训和考试, 使相关人员都认识到总装生产对整车质量的影响, 进而对整车安全、人身安全的影响, 从而提高自己的质量素养和责任心, 使每个人都树立质量第一的思想, 使每个人都成为检查员, 能自觉地发现生产过程中各方面、各环节的质量问题, 尤其是自觉负责自己的工作质量。比如说通过让所有员工都了解事故车的严重后果, 并结合实际进行相关性分析, 分析装配过程的哪些方面与这些事故车相关, 从而达到教育的目,都能在一定程度上提高意识水平。
(3)按章办事,坚持标准操作程序
标准操作程序综合考虑安全、质量和操作方便,是精心设计和经验累积的结果。显然贯彻标准操作程序,即设计者的对人所要求的标准作业方法,是人的因素的重要内容。只有严格按照工艺作业,杜绝违章操作,才能保证安全和效益。
(4)生产作业人员分工明确,配合协调
确保每位作业员在本工位完成自己的工作,不能提前到上一工位也不能拖延到下一工位工作,使用气枪的工位,气枪引气管不能太长,应限制在一个半工位左右为宜,防止错装,漏装以及影响其他工位工作。
参考文献
[1] 战权理等.汽车装试技术[M].北京:北京理工大学出版社.2007。
[2] Grewal S, Tran P, Bhaskare A. Assembly Planning Software [J].Annals of CIRP, 1995, 44(1): 1-6。
[3] Cho K K, Oh J S, Ryu K R, Choi H R. An Integrated Process Planning and Scheduling System for Block Assembly in Shipbuilding [J]. Annals of the CIRP, 1998, 47(1): 419-422。
[4] 张庆庚.轿车装配生产过程中的返修控制[A];质量—持续发展的源动力.中国质量学术与创新论坛论文集(下)[C];2010年。
[5] 张丽等编.轿车装配车间的现场管理.上海科学技术文献出版社,2002。
[6] 吴君华, 于东升, 夏巨谌. 汽车总装配线上ALB问题的研究[J].汽车工程, 1999, 21(3): 188-193。
[7] 王宝玺,贾庆祥.汽车制造工艺学[M].北京:机械工业出版社.2007。
[8] 席忠民. 汽车总装配线的作业时间研究[J]. 汽车研究与开发,1998, 2: 45-47。