摘要：通常情況下，汽車線束的制造分為切線壓接、合線壓接（焊接）、預(yù)裝配、總裝配、檢驗、包裝工序組成。前工程的切線壓接和合線壓接（焊接）工序的自動化程度相對較高，后工程的預(yù)裝配、總裝配、檢驗、包裝工序的自動化程度較低，基本上依靠人工集中組裝完成，是典型的離散式制造，同時又是勞動密集型制造類型。一套完整汽車線束由近千個物料組成，裝配復(fù)雜且難度較大，不可避免的會造成裝配錯誤，導(dǎo)致返工返修，影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，因此，汽車線束產(chǎn)品防錯設(shè)計和工藝制造防錯設(shè)計尤其重要；本文根據(jù)多年的汽車線束產(chǎn)品設(shè)計和工藝設(shè)計經(jīng)驗，按照制造工藝流程對防錯設(shè)計進行闡述。

關(guān)鍵字：汽車線束；工藝防錯、防錯技術(shù)、防錯設(shè)計。

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1、前言

防錯技術(shù)就是指任何一種能夠防止人為錯誤的發(fā)生，或是一眼就能讓人發(fā)現(xiàn)錯誤的裝置或設(shè)施。防錯法又稱愚巧法、防呆法；意即在過程失誤發(fā)生之前即加以防止。是一種在作業(yè)過程中采用自動作用、報警、標(biāo)識、分類等手段，使作業(yè)人員不特別注意也不會失誤的方法。在生產(chǎn)制造過程中，合理有效的工藝防錯、工裝防錯能夠大幅提升生產(chǎn)效率，降低不良品的產(chǎn)生，保證產(chǎn)品質(zhì)量[1]。

隨著汽車技術(shù)的快速發(fā)展，汽車上的電子電器件、功能件的不斷增加，連接各個電器件的線束也越來越復(fù)雜，線束的回路數(shù)和體積也在快速增長；隨之而來的是線束的工藝設(shè)計、生產(chǎn)制造、過程檢驗及質(zhì)量控制都帶來很大的困難。不可避免的導(dǎo)致在線束制造的各個工序出現(xiàn)各種各樣的人為制造錯誤，導(dǎo)致半成品線束或成品線束的批量返修返工，嚴(yán)重影響線束的制造效率和產(chǎn)品質(zhì)量提升，造成工時和原材料的浪費。那么在線束制造過程中運用防錯技術(shù)，通過工藝防錯設(shè)計和工裝防錯設(shè)計成為避免線束制造錯誤出現(xiàn)的有效手段。本同根據(jù)不同的線束制造工序，結(jié)合實際工作中的防錯方法的應(yīng)用進行闡述，與各位同行共同學(xué)習(xí)和探討。

2、切線壓接工序的防錯設(shè)計

切線壓接工序是汽車線束制造中自動化程度最高的工序，國內(nèi)絕大部分的線束工廠都采用自動化的切線壓接設(shè)備進行操作，因此切線壓接工序是制造錯誤出現(xiàn)幾率較低的一個工序，通常出現(xiàn)的制造錯誤是導(dǎo)線、端子、防水栓物料使用錯誤，導(dǎo)線長度錯誤，以及壓接模具用錯導(dǎo)致壓接標(biāo)準(zhǔn)不正確，導(dǎo)致半成品返修或報廢。

因用錯壓接模具導(dǎo)致壓接后的端子無法穿入護套或穿入護套困難，因此，應(yīng)將每一幅壓接模具對應(yīng)可壓接的端子進入系統(tǒng)管理，模具的刀片型號、刀片組合不能改變，刀片磨損或壓接次數(shù)達到規(guī)定次必須做剖面驗證，符合參數(shù)要求標(biāo)記不同的顏色標(biāo)識，否則刀片報廢。

防水栓模具在全自動壓接機定位的時候一定將形狀相似、顏色相似的防水栓模具布局在一定距離不同的自動機極為上。

在切換不同看板時進行物料、模具條碼掃碼確認(rèn)進行防錯，掃碼錯誤出現(xiàn)聲音、圖像報警，能有效的防治物料的錯誤使用，圖1所示：MES掃碼物料確認(rèn)；對于制造能力較低的工廠可通過首件產(chǎn)品檢驗時，由質(zhì)檢員對看板物料的二次檢驗進行控制，這種防錯方法不能徹底的杜絕錯誤的發(fā)生。

導(dǎo)線用錯的現(xiàn)象主要出現(xiàn)在員工疲勞作業(yè)或作業(yè)節(jié)奏較快的情況下出現(xiàn)，因此在編排導(dǎo)線緩存存儲架位時必須將導(dǎo)線顏色、線徑、線型相近的導(dǎo)線錯開架位地址存放，避免操作工拿錯導(dǎo)線，比如：將0.35 FLRY-B紅/蘭線和0.35FLRY-B 紅/紫線；0.5 AVSS 黃線和0.5 AVSS黃/白線等存放在不同的緩存架位上，架位上的物料標(biāo)簽醒目可有效識別。

切線壓接捆扎完畢的導(dǎo)線，整批貼錯看板號標(biāo)簽，導(dǎo)致后工序用錯半成品物料，原因是操作工將半成品導(dǎo)線標(biāo)簽批量打印后，切換生產(chǎn)看板后沒有自檢標(biāo)簽和重新打印標(biāo)簽。因此，在編制導(dǎo)線捆扎防護工藝卡時，注明看板標(biāo)簽作為檢驗內(nèi)容，修改MES程序的標(biāo)簽打印，按照看板作業(yè)數(shù)量和捆扎數(shù)量，系統(tǒng)輸出給打印機的任務(wù)只能打印相應(yīng)數(shù)量的標(biāo)簽。否則，只有班長授權(quán)才能補打印標(biāo)簽或通過多步復(fù)雜操作才能補打印標(biāo)簽。圖2所示：半成品導(dǎo)線標(biāo)簽

切線壓接工序看板導(dǎo)線長度錯誤，原因是操作工在自動機ACM程序輸入切線長度時操作錯誤，輸入錯誤的數(shù)據(jù)造成的，最根本的防錯方法是運用MES系統(tǒng)和自動下線壓接機ACM系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)互通，加載看板后，看板工藝長度、左右剝頭長度、壓接參數(shù)數(shù)據(jù)自動通訊給自動機ACM軟件系統(tǒng)。

目前，海昌公司開發(fā)的HMES汽車線束智造系統(tǒng)，能夠和海昌HBQ-802系列全自動下線壓接機ACM實現(xiàn)無縫數(shù)據(jù)互通，實現(xiàn)數(shù)字化系統(tǒng)中的作業(yè)單線看板數(shù)據(jù)直接加載，無需再次設(shè)置即可啟動機器生產(chǎn)。其次是按照作業(yè)工藝卡參數(shù)，加強自檢和質(zhì)量檢驗頻次，最大限度防止批量錯誤。圖3：MES系統(tǒng)與設(shè)備ACM數(shù)據(jù)互通

半成品導(dǎo)線掛線錯誤，導(dǎo)線配送工人未按標(biāo)準(zhǔn)進行作業(yè)，將不同項目的半成品導(dǎo)線在超市架任意掛線，導(dǎo)致后續(xù)配送員拿錯導(dǎo)線，拿錯的原因既有人員疲勞、粗心等原因?qū)е拢瑸楸苊忮e誤，在半成品導(dǎo)線標(biāo)簽上定位超市架固定地址或區(qū)域范圍地址。

檢驗員工位安裝電子放大鏡，通過圖像采集，在計算機屏幕上放大圖像觀察端子壓接外觀，能有效檢查端子壓接銅線出頭、扭曲、銅絲外漏、壓接間隙過大等壓接不良，確保端子壓接質(zhì)量。圖4：電子放大鏡

全自動下線壓接機除自身的CFM系統(tǒng)監(jiān)控端子壓接外，根據(jù)企業(yè)的實際情況，在全自動下線壓接機配置安裝端子缺陷檢測系統(tǒng)（CVS100），能有效檢測端子壓接后的外觀缺陷，能夠發(fā)現(xiàn)壓力檢測設(shè)備無法檢測出的壓接缺陷。在模具壓接端子后，機械臂輸送端子行程中通過光學(xué)傳感器觸發(fā)高速相機拍照，通過圖像算法檢測不正常的缺陷端子，大幅提升了端子質(zhì)量缺陷檢測的準(zhǔn)確性，避免不良品流轉(zhuǎn)到半成品中。圖5：海昌端子缺陷檢測系統(tǒng)

3、合線壓接（焊接）工序的防錯設(shè)計

合線壓接（焊接）工序的自動化水平較低，該工序以人工作業(yè)為主導(dǎo)，包括手工穿栓、熱縮管、閉口PVC管、綁線、單線手工壓接端子、合線壓接節(jié)點、超聲波焊接節(jié)點等作業(yè)，同時也是出現(xiàn)制造錯誤較多的一個工序。

即便運用MES系統(tǒng)的工廠，該工序也是MES系統(tǒng)防錯設(shè)計比較薄弱的一個環(huán)節(jié)，如果對每一項操作都在MES系統(tǒng)中設(shè)計，將出現(xiàn)多個環(huán)節(jié)的半成品物料的周轉(zhuǎn)等待，增加制造的復(fù)雜性，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率的提高和增加MES系統(tǒng)工藝維護的強度，導(dǎo)致系統(tǒng)維護錯誤和工藝數(shù)據(jù)更新延遲。通過合理的工藝防錯設(shè)計和防錯工裝的應(yīng)用，能夠有效的防止生產(chǎn)制造錯誤的出現(xiàn)。

合線U型卡壓接多采用半自動壓接機人工壓接，為了防止合線卡點多線或少合入導(dǎo)線，必須在半自動壓接機上安裝壓力監(jiān)控裝置，當(dāng)節(jié)點壓接時出現(xiàn)異常，壓力監(jiān)控裝置會自動報警，警示操作工該合線節(jié)點異常。同樣多線單端共壓端子的壓接設(shè)備必須全部安裝壓力監(jiān)控系統(tǒng)，目前我公司的所有半自動壓接機都是由海昌公司生產(chǎn)的，壓力監(jiān)控系統(tǒng)主要有日本索路和加拿大OES系列CFM壓力管理監(jiān)控系統(tǒng)。圖6：壓力管理

在輔助工序，對顏色、大小、形狀相似或接近的防水栓，通過工藝編排在不同的工位進行手工作業(yè)，或者采用機器穿防水栓操作；每種防水栓存儲容器上帶有物料號、描述、圖片等醒目標(biāo)識能有效識別。

每捆半成品導(dǎo)線標(biāo)簽的看板信息、導(dǎo)線信息、產(chǎn)品項目信息完整、清晰也能有效的防止看板導(dǎo)線的使用錯誤。相同看板的半成品導(dǎo)線集中存放在緩存架、周轉(zhuǎn)車、周轉(zhuǎn)箱中且標(biāo)識完整易于識別，也能有效的防止看板導(dǎo)線的錯誤拿取使用。

不同項目的導(dǎo)線半成品標(biāo)簽的顏色可以采用不同的顏色進行區(qū)分，能有效的提高配送人員取線和配送效率，同時有效的防止導(dǎo)線配送錯誤。

在合線壓接（焊接）工位，出現(xiàn)制造錯誤較多的就是左右兩側(cè)的導(dǎo)線根數(shù)錯誤或看板使用錯誤。因此在工藝設(shè)計時，根據(jù)合線看板作業(yè)卡，分配兩個工位進行合線壓接前的綁線作業(yè)，綁線作業(yè)完畢的半成品上帶有唯一的綁線半成品標(biāo)識卡片。運用防錯工裝在綁線工位作業(yè)臺上設(shè)計綁線導(dǎo)線隔離槽或卡具，有效防止綁線操作錯誤，預(yù)防出現(xiàn)多綁、漏綁、錯綁線的操作錯誤,圖6所示：綁線分割槽。同時加強質(zhì)量首、中、末檢驗頻次，最大限度的減少制造錯誤的產(chǎn)生。

由于超聲波焊接焊點的特殊性，焊接前，根據(jù)工藝卡校驗焊點兩側(cè)的導(dǎo)線組合分看板號，員工自檢確認(rèn)無誤后首件檢驗合格后批量生產(chǎn)操作，最大限度的降低錯誤焊接的幾率。通常出現(xiàn)的操作錯誤就是拿錯其中一側(cè)的綁線半成品，導(dǎo)致焊接錯誤。在工藝防錯設(shè)計時必須注明綁線半成品組合的單線看板號，存儲綁線半成品的周轉(zhuǎn)箱應(yīng)定址定位存放，周轉(zhuǎn)箱內(nèi)有帶有標(biāo)識、批次、數(shù)量的周轉(zhuǎn)卡片，根據(jù)項目不同，周轉(zhuǎn)箱可以采用不同的顏色（蘭色、草綠色、橘色）區(qū)分。圖7所示：綁線抽盤半成品箱

4、預(yù)裝配工序的防錯設(shè)計

汽車線束制造的預(yù)裝配工序包括：按照訂單批次和產(chǎn)品型號集中區(qū)域預(yù)裝和流水線在線預(yù)裝兩種作業(yè)模式，必要的情況下出現(xiàn)兩種預(yù)裝配模式混合應(yīng)用。由于在預(yù)裝配工序基本沒有自動化的設(shè)備操作，是勞動密集的操作工序，因此，該工序通過工藝防錯設(shè)計和工裝防錯設(shè)計的應(yīng)用最為普遍，同時工藝防錯設(shè)計的好壞直接影響流水線的總裝效率和線束成品的質(zhì)量。

在預(yù)裝工藝卡的設(shè)計過程中，除了考慮預(yù)裝作業(yè)的時間節(jié)拍、可操作性外，更重要的是要考慮預(yù)裝操作的工藝防錯設(shè)計。預(yù)裝工藝卡中如果需要穿入橡膠件，必須在橡膠件下注明橡膠件的物料號，以及穿線方向，圖8所示：橡膠件穿線防錯。對稱護套且自鎖特征不明顯的，一定要在預(yù)裝工藝卡上注明穿線空位或特殊要求信息，必要時需將護套的照片附在預(yù)裝配工藝卡上，避免批量穿錯孔位。圖9：特殊護套配圖

編制預(yù)裝工藝卡時，同顏色、同線徑、同端子、一端穿相同的護套的導(dǎo)線，其中一根導(dǎo)線兩端必須用同顏色的記號筆做打點標(biāo)記進行工藝防錯，避免另一端導(dǎo)線穿錯護套或孔位，導(dǎo)致返工返修。

預(yù)裝物料架線桶中看板導(dǎo)線的排序，應(yīng)與預(yù)裝工藝卡主護套的穿線順序保持一致，可以大幅提高操作工預(yù)裝操作速度，同時避免穿線錯位。在預(yù)裝配工藝卡上標(biāo)注護套的預(yù)裝順序，定版的預(yù)裝工藝卡應(yīng)根據(jù)預(yù)裝操作情況調(diào)整預(yù)裝順序，提高工人操作的便利性和提高勞動效率。圖10：預(yù)裝架導(dǎo)線排序圖

集中區(qū)域預(yù)裝作業(yè)的半成品設(shè)計預(yù)裝工藝時，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品型號設(shè)計單獨的預(yù)裝工藝，盡量不要將同系列多個型號的工藝圖紙合并，避免在實際操作過程中因圖號識別不清導(dǎo)致批量的預(yù)裝錯誤。預(yù)裝完成的半成品要集中存放，并做相應(yīng)的周轉(zhuǎn)記錄卡。

預(yù)裝工位工裝板上安裝護套模塊，模塊上安裝對應(yīng)線色的溝槽，可以有效降低員工插錯端子，減少不良品的產(chǎn)生,該防錯方式具有一定的局限性，且成本相對較高。圖11：預(yù)裝護套模塊

對批量塞盲栓或盲棒的ECU護套，多孔防水護套，如果編排在預(yù)裝工位操作將嚴(yán)重影響工位節(jié)拍，可以采用自動化的盲栓（盲棒）插入設(shè)備，護套插入盲棒或忙栓作業(yè)完畢，必須在護套包裝箱或周轉(zhuǎn)箱上用標(biāo)簽標(biāo)明該護套所用的產(chǎn)品型號、批次號、數(shù)量，嚴(yán)禁物料混放。圖12：海昌HBQ-Z215立式盲棒插入機。

手工安裝盲栓（盲棒）的可以按照不同的圖號配置，根據(jù)對應(yīng)的孔位采用多孔漏板覆蓋在ECU護套或多孔護套上，將需要穿防栓或盲棒的護套孔漏出，操作工按照蓋板上的孔安裝盲堵或盲棒即可。圖13：盲堵防錯蓋板

5、總裝工序的防錯設(shè)計

汽車線束總裝工序基本上分為單板總裝操作和流水線總裝操作兩種類型，通常情況下啊，對批量較小的車型采用集中預(yù)裝裝配作業(yè)，然后將預(yù)裝配完畢的半成品移動到總裝區(qū)域，采用單塊總裝板進行總裝操作；隨著項目產(chǎn)品產(chǎn)量和日供貨量的提高，根據(jù)日（周）交付數(shù)量進行流水線總裝批量制造，預(yù)裝配、檢驗、包裝也采用在線同步作業(yè)。圖14：汽車線束單板轉(zhuǎn)配作業(yè)

批量供貨的線束項目，采用流水線在線預(yù)裝配合總裝配，其中預(yù)裝配工藝卡的防錯設(shè)計應(yīng)遵從一下幾個原則：

1、預(yù)裝半成品的在總裝板上布線順序要先布保險盒、ECU、孔位較多的主護套、需要在流水線穿端子的分支護套半成品；

2、護套在布線板布線要均衡，布線人員能夠協(xié)同作業(yè)在總裝板的兩端作業(yè)、每個掛線工位穿端子、扣自鎖的作業(yè)時間要均衡；

3、安裝線束護套自鎖、扣自鎖、護套護殼的操作應(yīng)在流水線工藝卡注明，由掛線、穿線人員完成操作。

4、包扎人員作業(yè)范圍要盡量在一個區(qū)域，盡量編排同種膠帶包扎的區(qū)域分支，減少膠袋更換頻次。編排作業(yè)順序要先分支、后主干、最后集中，避免交叉操作。

5、相似的卡、扣、扎帶設(shè)計不同的人員安裝，每個操作工安裝的卡、扣、扎帶的外形差異要大，避免錯誤安裝。

通過流水線工裝防錯設(shè)計，對流水線防護材料波紋管、PVC管、卡、扣、扎帶等需要在流水線安裝的物料實行單套配送，降低物料遺漏安裝的錯誤幾率。

通過在流水線工裝板上安裝卡、扣、扎帶、護殼的防錯限位模塊，能有效的防治卡、扣、扎帶的，物料型號安裝錯誤，方向安裝錯誤，同時也能保證安裝尺寸。

流水線總裝板上對不通用的線束分支采用不同形狀、顏色的治具，能夠方便操作工進行布線操作、穿端子操作，減少線束總裝過程中分支包扎、走向錯誤。圖15：不同顏色的治具

帶有保險盒的線束，采用對應(yīng)線束型號且?guī)в胁煌伾珮?biāo)識的多孔漏板，能有效的預(yù)防保險片、繼電器安裝錯誤。

需要在流水線下線后安裝橡膠件、護殼的線束，可以在橡膠件、護殼安裝工位安裝仿形的模塊來保證橡膠件、護殼的安裝尺寸、方向。

6、檢驗工序的防錯設(shè)計

檢驗工序是線束制造防錯的最后一個工序，同時也是保證線束質(zhì)量和產(chǎn)品合格的最后一個工序；包括100%電測導(dǎo)通檢驗、卡釘檢測、繼電器、保險片性能檢測、全尺寸外觀檢測、螺栓扭矩驗證檢測等。檢測工序的工藝文件防錯設(shè)計尤為重要。

必須每班前對導(dǎo)通測試臺進行點檢，檢查每一個模塊的探針狀態(tài)，必須用標(biāo)準(zhǔn)樣線進行導(dǎo)通驗證2次，必須用氣槍吹去模塊內(nèi)的灰塵雜物。圖16：海昌CS型線束導(dǎo)通檢測臺

根據(jù)客戶需求和項目要求設(shè)計不同的檢測工藝，但是100%導(dǎo)通檢測，100%全尺寸外觀檢測是每個線束產(chǎn)品都必須設(shè)計的檢測項，必要時設(shè)計200%的全尺寸外觀檢測或多頻次抽樣檢測。

根據(jù)客戶需求，設(shè)計保險盒中保險片、繼電器的影像檢測工位，二次檢測保險盒附件安裝的正確性。圖17：保險盒影像檢測

流水線檢測工位未配備影像檢測的，保險盒附件安裝工位必須配備保險片安裝模板卡，對應(yīng)型號的目視作業(yè)圖。圖18：保險片安裝防錯板

根據(jù)客戶需求，對線束卡釘進行檢測，防止扎帶、卡扣錯裝、漏裝、方向錯誤。圖19：海昌CSA型線束卡釘檢測臺

對形狀相似、針腳不同的繼電器，必須分開工位進行安裝，必要時，在繼電器配送到工位前在繼電器上做點漆標(biāo)記，避免繼電器拿取安裝錯誤。

必要時設(shè)置繼電器、保險片性能檢測臺，對保險片、繼電器的性能進行檢測，確保繼電器、保險片工作正常，同時也能有效檢測繼電器的裝配錯誤。圖20：繼電器保險片性能檢測臺

繼電器保險片性能檢測臺是否配置，應(yīng)根據(jù)客戶需求、企業(yè)能力、流水線節(jié)拍等因素，確定是否設(shè)計繼電器、保險片性能檢測工位，檢測繼電器、保險片的工作可靠性。對于繼電器、保險片性能檢測工位的設(shè)計是非必須的，根據(jù)連續(xù)6年的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，繼電器、保險片的失效幾率極低，因此，如非客戶特殊要求，該項檢測的工位可以不配置。

7、包裝工序的防錯設(shè)計

包裝工序是線束生產(chǎn)制造的最后一個工序，主要包括盤繞、捆扎、裝袋、裝箱等操作，同時也是發(fā)生質(zhì)量錯誤較少的一個工序，但是成品線束的包裝工藝設(shè)計也要考慮有出現(xiàn)多裝箱，少裝箱、貼錯外箱標(biāo)識的可能。

目前我公司采用海昌公司開發(fā)的HMES數(shù)字化系統(tǒng)的包裝模塊，運用掃碼槍對成品線束進行逐條掃碼，當(dāng)掃碼數(shù)量滿足整箱的時候，發(fā)出聲音報警，同時打印機自動打印一張外箱標(biāo)簽，然后直接封箱貼外合格標(biāo)簽，能有效的避免裝箱錯誤。該模塊應(yīng)用在小線束檢測包裝能有效防止線束多裝箱、少裝箱、裝錯型號。同時，線束流水線展示屏顯示當(dāng)天所生產(chǎn)的線束型號、目標(biāo)產(chǎn)量、已經(jīng)完成產(chǎn)量、當(dāng)天流水線上班人數(shù)、流水線效率等圖標(biāo)。圖21：海昌電子包裝HMES模塊掃碼防錯

8、總結(jié)

汽車線束制造過程的工藝防錯和工裝防錯設(shè)計是很必要的，同時也是汽車線束工藝工程師在設(shè)計線束制造工藝的一項重要工作。防錯設(shè)計的應(yīng)用能大幅降低制造過程中造成的返工返修，降低制造成本；提高勞動效率，保證線束質(zhì)量有效措施和重要手段。另外，汽車線束制造車間的設(shè)備維護、設(shè)備管理的優(yōu)略也是一個很重要的因素。當(dāng)然,最好的防錯是從產(chǎn)品設(shè)計之初就要進行考慮，從源頭上進行相應(yīng)的線束產(chǎn)品防錯設(shè)計，更能有效的避免制造過程中的錯誤出現(xiàn)；產(chǎn)品設(shè)計防錯應(yīng)該從線束產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)協(xié)議研讀、產(chǎn)品圖紙的初步識別，到樣線束制作，一直到線束的批量生產(chǎn)，貫穿始終。線束制造防錯工藝、防錯工裝的設(shè)計應(yīng)用應(yīng)持續(xù)進行，持續(xù)改進和調(diào)整。

本文涉及的主要是汽車線束制造工藝防錯、工裝防錯以及線束檢測設(shè)備應(yīng)用為主，關(guān)于線束產(chǎn)品防錯設(shè)計方面的應(yīng)用，請關(guān)注下篇《談汽車線束產(chǎn)品防錯設(shè)計與應(yīng)用》