國六柴油機后處理催化器生產工藝中的防錯應用分析

劉廣鵬

摘? 要：隨著工業和信息化部裝備工業發展中心網站發布《關于重型柴油車國六排放產品確認工作的通知》，通知中明確自2021年7月1日起停止生產、銷售不符合國六標準要求的重型柴油車產品，自此，我國柴油機正式進入“國六”時代，重型車國六標準要求進一步加嚴，氮氧化物（NOx）和顆粒物限值分別減低77%和67%，排放要求持續升級，對國內后處理廠家而言，是機會也是挑戰，面對挑戰成本控制和質量控制重要性突顯，生產過程中的防錯是質量控制的一種有效手段，降低質量成本提高市場競爭力。本文闡述了后處理催化器在生產過程中的防錯工藝應用，期望有更好的防錯手段促進催化器的生產工藝。

關鍵詞：后處理;催化器;質量;防錯工藝

1B公司后處理催化器主要生產工藝簡要

和大部分汽車零部件生產一樣，催化器生產為工序多、批量大，主要生產工藝為制筒、封裝、焊接、裝配等，工序進行過程中，仍然會存在一系列質量問題，錯裝漏裝屢見不鮮，造成的質量問題不計其數。

2催化器生產過程無防錯或防錯失效的典型問題

2.1.產品上用了錯誤的零件，相似件混用;

2.2.制造過程中，員工因疏忽、遺漏正常的生產工序，或誤裝、重復裝;

2.3.員工職業素養欠缺、技能不滿足和指導書理解偏差等，不能完全按照設計工藝操作，造成施工不規范;

2.4.原材料不合格，到了制造現場未被發現;

2.5.使用了錯誤的工裝模具或設備，及設備有異常沒有及時發現;

2.6.使用了錯誤的量檢具，或測試方法;

以上都會導致一系列問題，輕則返工返修，重則影響整車安全，人身安全，造成不利影響。

3催化器生產防錯工藝實施后解決問題實例解析

3.1設計之初連同DFMEA考慮制造過程中的防錯問題，雖然DFMEA不是依靠過程控制來克服設計中的缺陷，但其可以考慮制造過程中技術的客觀限制，從而為過程控制提供了良好的基礎。通過設計，盡可能的考慮到防錯問題，從而減少后期批量生產的檢驗頻次，降低成本也提高效率。為保證在制造過程中，端口整形工序不會出現兩端頭端口整形錯誤，設計時將同一個DPF封裝組件兩端設計為同樣的端口，制造過程中無需對端口防錯，若設計無法避免時，同一個DPF封裝組件上有公端口也有母端口，在制造過程中需做防錯措施，否則將有端口整錯的質量隱患。

3.2制造過程中，若發現更優的生產工藝，需不斷的優化，可以是顛覆式的結構優化。如DOC封裝組件，設計時已考慮到在焊接時的方向防錯，在DOC筒體的一側增加缺口，實際制造時，發現防錯探測失效，利用焊接夾具上定位銷釘無法認向。于是測試，在自動縮頸工序中，通過增加PLC縮口次數程序段，在工藝參數中設定是否使用及縮頸尺寸和范圍，再利用縮頸后筒體端邊變形喇叭口的特性，進氣端和出氣端連接封裝組件，從而達到DOC封裝組件方向防錯（如圖3.1示意）。

3.3同為封裝組件焊接防錯，驗證另一種防錯方式，在制筒下線處或封裝上筒體前，增加筒體任意一端粘貼色標工序（經驗證未占用時間實際生產時間），上封裝線時（封裝工序前），利用視覺掃描系統（基恩士IV500）識別筒體放向，若識別通過方可進入封裝工序，反之設備報錯，該筒體進入NG通道，待正確的筒體完成封裝工序后，在焊接工裝上增加色標傳感器（松下色標傳感器lx101），將色標信號作為啟動焊接的先決條件，避免裝錯方向仍然可以焊接，經批量驗證，該防錯方式具備可行性，且成本投入較少。

3.4利用自動化設備的集成性防錯（如圖3.2），封裝工序前的一系列原材料驗證，通過確認，流入下個工序，任何原材料的有偏差，即入NG通道。

襯墊防錯，根據襯墊性能，一般襯墊可以分為對稱和非對稱設計（部分襯墊不分正反），這里主要分析需區分正反的，根據襯墊的缺口位置的差異，使用可調整尺寸的襯墊料箱，尺寸調整搖桿上增加編碼器（考慮成本及使用頻次，顧設計為手搖式，可選擇伺服驅動），調整的位置值記錄在設備工藝程序上，位置偏差時，通過PLC程序讓設備報錯且讓該動作不能啟動。利用襯墊的不對稱性，放入料箱時只能為正確的方式，使得錯誤的襯墊或錯誤的方式無法裝入料箱，此為機械防錯;為避免正確的襯墊中有不合格品，再利用梅特勒托利多電子稱稱重，重量篩選通過后待用，此為電氣防錯，否則進入襯墊NG通道。

載體防錯，先利用兩個漫反射光電開關，默認通過條件一個為值為1，一個值為0，利用兩個開關的上下間隙，確認載體高度正確（如圖3.3），雙條件滿足后利用基恩士激光測量傳感器，測量載體直徑，旋轉機構帶動載體測量的過程中，二維碼掃碼槍識別載體防錯碼，確認直徑并匹配物料信息是否正確，以上流程全部放行后，載體通過待用，反之進入載體NG通道。

筒體防錯，利用基恩士IV500圖像識別傳感器，對輸送線上的每個筒體進行拍照掃描，識別高度和特定特征（孔位、輪廓等），比對正確的筒體后待用，或識別錯誤后進入筒體NG通道。

值得注意的是，設備不是不會出錯，只是概率低，制造過程中，本著“寧可殺錯，不可放過”的質量原則，所有防錯做了加嚴處理，且封裝作為催化器生產的關鍵工序，使用多重防錯方式疊加，大大增加防錯的可靠性。通過設備對該工序成品的百檢，也避免了不合格流到下工序，通過NG通道流出。

3.5當工序檢查不出來，可退而求其次，選擇在后道序上線時篩選出，把工藝流化繁為簡，或直接跳過容易錯的環節。由于國六催化器上傳感器較多且相對狀態復雜，不易統一且實現自動化困難。經一番試驗證明，把原本線體散裝的線束及傳感器集成到線下預裝，不僅天然的增加了一道上線檢查工序，螺柱漏打等人員參加較多的工序，也可以到裝配線上（后道序）檢查出，大大降低不合格品流入市場的風險，更提高了生產力。

3.6不能完全避免，可以加強提醒，緩和錯誤的影響力。保溫殼實例，利用生產制造輔助系統，開發手機二維碼掃碼APP，在保溫殼上刻印二維碼，包殼工序時，使得殼體二維碼和封裝組件二維碼相關聯，且分別對二維碼做正確性匹配，正確掃描后，綠色通過，反之提醒，聲光報錯，且可以作為設備啟動的條件（實際生產中只做了聲光報警的提醒）。與此同時，將所有工序的掃碼收集匯總，為全流程追溯和全生命周期追溯提供了數據源，從原材料料到成品，從供應商到客戶。

螺柱螺絲防錯，以螺柱為例。B公司現有螺柱4種規格的螺柱，外形只有長度差異，用錯常態化，遂增加4種不同顏色區分，螺柱物料盒、螺柱工裝定位口、螺柱焊槍三位一色，提高分辨率降低用錯的概率，即便有少量焊錯，通過線下預裝線束，到了裝配線仍會被識別出。此方式也是加強提醒防錯的一種。當然利用設備會增加可靠度，比如機器人+螺柱送釘機構。

3.7針對制造過程中會出現沒有合適的防錯工藝，但失效后仍會造成嚴重的不良后果，“四眼原則”是個不錯的方式，通過至少兩個人的人為篩選，可降低出錯的概率。

3.8工裝模具的使用防錯，使用二進制的原理由4個或多個接近開關構成，在工裝模具上增加特定的識別感應塊，PLC程序識別正確的工模后允許進入下個步序，俗稱“8421防錯法”，適用于成本要求高，模具數量相對較少的場景。經實際使用情況看，工裝模具數量較多時，RFID射頻識別技術更有優勢。

3.9利用工裝模具防錯，如國六催化器的傳感器接頭的防錯，針對每個傳感器座子，使用不同的定位頭，在配合定位機構上接近開關，做到一個工裝只能使用一種傳感器接頭，從而有效的防錯。

3.10安全光柵、雙手按鈕不僅對人員安全有防護作用，在日常生產過程中對設備、產品也有防錯作用。如利用安全光柵或雙手按鈕，都可以避免裝件時人為干預的錯誤（雙手按鈕不單純的是兩個開關，以三菱PLC為例，程序參照圖3.4）。

4防錯的一般檢查方式和確定需要防錯的工序

4.1識別相似的零件，再模擬混用的情況，若該工序成功混用，即確認該工序需做防錯，做到事前識別。

4.2通過PFMEA巡檢、分層審核、質量體系內審、過程審核等多種渠道檢查出需要防錯的工序，通過合理化建議找出更優的防錯方式，有更優的防錯方式后，更新防錯一覽表，通過培訓，員工實際操作，再合理化，再培訓操作，形成螺旋式提升。

4.3分析產品一次下線合格率和過程質量問題清單，篩選出發生頻次高的問題，再從中挖掘防錯實施的可能性。

4.4開班前的作業準備驗證，需涵蓋所有防錯驗證。一種是驗證正確，一種是驗證錯誤，兩種驗證方式一般都要進行，正常作法為先驗證錯誤的方式，不能通過后驗證正確的方式，正常通過后作為首件進行檢驗，上料時確認正確性，測試完成后留有記錄，可上傳信息系統，也可以留有紙質記錄，由班組長二次審核，確認后放行生產。

5結論

同個工序，可能會有多種防錯方式，同一種防錯方式也可以在不同場景得到發揮，只有更好的，沒有最好的，需要不同探索專研，才能有更合適的防錯方式，目的就是通過一系列防錯手段，降低成本和對人員的依賴，提高質量和效率。防錯方式，可以為機械結構，電氣自動化，或軟件系統，不僅可以減少問題發生，也可以提高效率。