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汽车与公路设备 |
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汽车总装车间缺陷数据采集及计算机辅助管理系统 |
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作者：上海大众汽车有限公司 陈士龙 |
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汽车作为一种特殊商品，安全隐患对于驾乘人员而言往往关乎生命。因此，安全性对于汽车产品而言应是一个首要问题。随着汽车三包政策的不断临近，各大汽车生产厂家近年来不断采取了“汽车召回”的措施。所谓“汽车召回”是指汽车生产厂家对于汽车这一可能导致用户人身、财产造成危害的产品，在保证相关管理部门和消费者充分知情权的同时，采取防止危害发生的措施的行为。因此，召回行为的主体是国内汽车生产企业，客体是消费者，把两者联系在一起的是汽车本身。但一旦真正涉及到这项制度的实施，现在普遍的认识是，对于现今的国内汽车企业而言主要存在以下几方面的困难：一是无法确定召回的受众群体；二是现有的国内汽车生产企业不存在实行召回制度的经济基础；三是国内生产企业在汽车制造过程中并不能够对零部件的使用乃至装配情况作到有据可查，也就是在实行召回时无法确定召回车辆的批次，即不存在实行召回制度的技术条件。
前两个困难可以通过建立客户信息系统以及通过企业自身的发展壮大来解决。而第三个困难，对每一个汽车企业而言，作为一个经营者，在考虑消费者利益的同时也需要顾及自身利益，而能否准确划定召回车辆的范围则是能否保证自身利益的关键技术问题。汽车出现质量问题的原因主要有两个：一个是设计上的原因，在汽车设计过程中未能充分考虑其安全性；二是制造过程中的原因，即在汽车制造过程中未能充分保证其安全性。分析这两种原因我们可以看到，如果是设计上的原因造成车辆存在不安全隐患，往往是一个车型或者说在某一个时间段中生产的某一个车型存在整体性的问题。所以在确定召回车辆范围时，相对而言较为方便。2001年国内的三菱帕杰罗V31、V33越野车的召回就属于这种情况。但对于制造过程出现的失误，如果对制造工艺和制造过程没有详尽的状态记录，一旦出现质量问题则很难判断缺陷的发生过程，无法确定缺陷车辆的批次，从而在开展召回工作时无据可依，自身利益很难得到保障。因此，作为汽车生产企业来说，目前迫在眉睫而且具有较强可操作性的就是建立一套完善的产品制造过程信息系统，能够做到对自己生产的每一部车辆拥有一套完整的工艺流程档案。
本文介绍的总装车间缺陷数据采集及计算机辅助管理系统（Computer Aided Management）是国内某著名汽车厂家近年来本着消费者利益至上的宗旨，为提高自身装配工艺水平，确保产品质量，而在整车制造厂总装车间内逐步推广发展起来的具备自身特点和一定技术水平的一套质量保证系统。
该系统的实现大致可以分为三部分：数据采集、数据存储、数据统计分析。
数据采集过程
1. 缺陷数据
每个汽车制造厂总装车间都会在生产线上依次设置很多质量检查点对车辆的装配情况进行检查，对发现的装配缺陷进行记录并返工，现场不能返工的交由返修区域处理。在这里所说的缺陷数据就是指车辆在检验过程中发现的安装、匹配、油漆质量等缺陷信息以及对返工信息的确认。一条完整的缺陷信息应包括：车辆识别代号、零件代码、检出缺陷工位、检出人员代码、检出时间、返修状态、返修实施工位、返修人员代码、缺陷原因及返修工时等。
2. 数据采集的过程
缺陷数据的采集是由质量检查点工作人员和返修区域的返修人员来完成的，借助的终端硬件主要是附带条码阅读器的工业计算机或带条码阅读功能的手持式PDA。技术人员可视具体情况采用不同的方案，或两者相结合实施。两种方案的优缺点见上页表。
在系统中，无论是利用PDA还是PC作为录入工具，操作流程均如图1所示。
图1 缺陷数据录入流程
从上面的流程可以看出，技术人员在这些质量检查点和返修区域，不仅要将缺陷信息录入系统，而且还要对这些缺陷进行返修并确认。这样就实现了一个整个总装车间的质量控制闭环系统，以保证车辆在出厂时不存在检出但未返修的缺陷。
以该汽车制造厂实施的系统为例，缺陷信息采集部分具体构架见图2，该系统主要分为四大部分：
图2 缺陷信息采集构架
（1）信息录入端：各质量检查点及返修区域，分别采用PDA及PC作为信息采集的工具；
（2）信息查询显示端：各工段有一台工长管理计算机，各工段工长可以通过这台计算机对工段内的缺陷信息进行查询。同时在各工段结束处的质量检查点，在系统中还架设了一些大型显示器作为各工段缺陷信息的显示，主要显示各工段当前班次发生的TOP10缺陷；
（3）管理计算机：管理计算机具备了查询，统计和信息维护的功能；
（4）数据库。
3. 数据流
该系统的数据流见图3。
图3 缺陷数据采集数据流
从图中我们可以看出，信息的交换主要包括：
（1）具备查询功能的各节点从缺陷信息库中查询数据。
各节点从缺陷信息库中查询数据时，质量检查点及返修区域在发现车辆缺陷进行纪录时需要从缺陷信息库中查询总的缺陷列表，以便从中选择缺陷名称、缺陷原因以及查询车辆在该检测点前发现的缺陷内容，进行返修。另外用于管理的计算机需要从缺陷库中查询所需的单车或批次缺陷纪录，用来制作报表。
（2）各质量检查点及返修区域将检查出来的新的缺陷信息或将缺陷返修信息录入缺陷库。
数据的保存
1. 数据库软件
为对所有缺陷信息进行保存，需在系统中建立一个数据库。视数据量和客户端数量的大小选用不同的数据库软件，如Oracle或Microsoft SQL Server。
2. 数据的备份
根据VDA6.1等质量体系审核要求，存档数据必须保存15年以上，因此为了保证数据不溢出，必须对数据库进行定期备份。
数据备份的手段有很多种，比较普遍的是采用磁带或光盘介质保存，可根据实际情况，决定备份周期，同时备份数据介质应拷贝两份并异地保存，以防止遗失或损坏。
数据的查询与统计
数据的采集是为数据的查询统计建立数据基础，数据的查询统计是对数据的进一步客户化利用，不用于查询和统计的数据只能称为垃圾数据，也就没有采集的必要。不同的用户对数据的查询和统计有不同的要求。
在该系统中，按数据查询的方式分可为单车查询和时间段查询；按数据查询的时间可分为实时查询和事后查询。
1. 缺陷信息的查询
缺陷信息的查询界面见图4。
从图中可以看出，在查询缺陷信息时，可以根据车号查询单车缺陷信息，也可以结合时间段和缺陷状态（是否被返工），按照需要查询的质量检查点或缺陷类型进行查询，查询的结果将以车辆代码为标识。通过查询可以得到缺陷对应的车辆信息、发现缺陷检出时所认为对应的部件、部件方位、零件、零件版本、所属的缺陷种类、具体的缺陷描述、缺陷发现的时间、地点、人员、班次以及对该缺陷进行返修后认定的缺陷对应的部件、部件方位、零件、零件版本、缺陷描述、缺陷原因、返修工时、缺陷产生的责任部门、返工的时间、地点、人员及班次等信息。
在这些信息中人们可以看到缺陷对应的部件、部件方位、零件、零件版本、所属的缺陷种类及具体的缺陷描述等信息好像有所重复。其实不然。因为在实际操作中，检查人员对缺陷的认定往往是根据表象凭借经验的一种判断，而返修人员深入检查之后的结果有时与之有所偏差。因此，检查人员录入的缺陷信息仅仅是对返修人员的一种方向性指示，而返修人员所确认的才是缺陷的真正实质。
2. 缺陷信息的统计
缺陷的统计是对缺陷查询的一种延伸，是在查询基础上对缺陷发生的频次、规律性以及相互关系的一种总结。管理人员可以根据统计的结果发现缺陷发生对应的责任部门、对应的原因，以便于及时采取相应措施避免缺陷的再次发生。统计的方法包括缺陷频次统计、阵态分布等。
缺陷频次统计的界面见图5。
3. 报表的生成
报表是缺陷数据统计的衍生，其实就是按照用户的需求，将统计信息以一定的形式予以显示。此系统就是将数据库中的数据导出到Excel中，充分利用了Microsoft Excel中自带的统计功能，生成Excel标准格式的统计报表。
报表生成软件界面见图6。
与信息的统计一样，报表的生成条件主要也是时间段，该系统可以生成报交检查统计、一次报交合格曲线图、质量信息统计、重点质量问题整改措施、重点质量信息、返修区缺陷统计和质量缺陷排列图等报表。
用户可以根据自身需要，选择需要针对的缺陷统计内容、时间、缺陷对应的车型生成相关报表。计算机辅助管理表
 小结
由此可见，这套缺陷信息采集及计算机辅助管理系统是计算机技术在生产过程控制中的一种应用，通过与数据库、无线网络等技术的结合，实现了对产品质量信息的电子化管理与归档。
此类系统的投入使用将对总装车间的生产带来以下好处：
1. 在发生召回事件时可以及时可靠地查询到车辆装配信息的原始生产过程数据；
2. 变以往的制造缺陷离线分析为在线分析，极大提高缺陷发现的及时性，可避免大批量同一缺陷的产生；
3. 使得缺陷以及缺陷原因的描述更加标准化、电子化，便于生产技术人员对缺陷信息进行统计、分析，从而不断对生产工艺、流程进行完善，减少缺陷的发生频次；
选择这样一套采用闭环设计理念的系统，再配之以严格有效的管理办法，可以基本杜绝不合格车辆流入市场，对维护制造企业的声誉将起到良好的保障作用。(end)
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(11/15/2008) |
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佳工网友 王振林
(Email)
于5/9/2011 6:57:00 PM评论说：
为什么不增加一套让用户输入缺陷的系统。(电话：13403238636)
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