精益生产之自动化

LOGO7自働化7.1自働化概述7.2人机分离7.3异常管理7.4防错法本章要点自动化7.1自働化概述自働化从手工作业加工转向机器自动加工。机械设备的自働化：让机械具有人的智慧，能够监测异常并自动停止。作业者自働化：作业者自身认为自己做的作业“不行”或“出现了次品”的情况下，停止错误重复的操作。赋予机器人的智能丰田公司自働化的发展：1926年，丰田佐吉研制出类似人智能的自动织布机1962年，开发充满作业方式和防止错误操作系统1971年，在各总装线上实施了固定位置停止方式1955年，开发了利用目视管理手段发现工序异常的安灯制度、停车按钮及自动停车装置1966年，在实施自働化的样板厂——上乡工厂建成了“自働化”生产线自働化7.1自働化概述自働化与自动化的比较：自働化机器自身可以发现异常并及时停机不产生不良品，可以防止设备、模具、夹具等出现故障损坏容易发现异常原因，防止再次发生省人自动化出现异常需要有人停机，否则将连续运行不能及时发现不良品产生，易造成设备、模具、夹具出现故障损坏难以及时发现异常原因，容易再次发生省力7.1自働化概述自働化原理与作用适应需求降低成本质量保证尊重人性实现准时生产减少作业人员改善活动只供给必需品只供给合格品作业人员在一个循环时间内能够操作多台设备调查不正常情况的根本原因可以分离手工作业和机械作业的可能性指示灯牌亮如果完成必要数量或作业，设备自动停止如果发现不正常情况，设备自动停止自働化=如果发现偏差，设备自动停止自働化作用：在实际应用中它主要包括两方面作用：提高效率和异常管理，即通过人机分离来提高效率，通过异常管理实现人机分离和保证品质。7.1自働化概述7.2人机分离当设备在自动运行时，人可以离开，去操作另一设备或其他工作，即所谓人机分离。一、人机分离程度人机分离程度划分为A、B、C、D4个等级，其中A等级分离程度最高，B至D依次降低：①机器自身不能停止，需要人将机器停在恰当的位置，不实行分离；②机器可以自动停在恰当的位置，分离程度最低；③机器完成一个循环后停止，属于D等级，为丰田公司常用等级；④机器完成一个循环并机器取下工件后停止，属于C等级；⑤机器完成一个循环、机器取下工件、安装工件、启动后停止，属于B等级；⑥机器完成一个循环、机器取下工件、安装工件、启动机器并可以投料、搬运，属于A等级，实现全自动操作。①人将机器停在恰当的位置②机器自动停在恰当的位置③机器完成一个循环后停止④机器取下工件⑤机器安装工件、起动⑥机器投料、搬运不能分离第1步第2步……D等级常用第3步……C等级第4步……B等级第5步……A等级自働化程度最高分离程度增加7.2人机分离例：某主轴在车床上需要加工A、B、C三个外圆面，操作过程为：①安装工件；②夹紧夹具；③起动；④监视；⑤停止；⑥准备起动；⑦复位；⑧打开夹具；⑨取下。如图所示：车床在加工外圆面到规定长度时不能自行停止，因此加工过程中需要人的监视，一般手工进行停止。这样，一个人只能管理一台机器。为实现一人多机操作，可按如下步骤进行改进：A部加工B部加工C部加工①安装⑦复位⑨取下⑧打开夹具⑤停止⑥准备③起动②夹紧⑤停止⑥准备⑤停止A部加工时间B部加工时间C部加工时间④需要监视7.2人机分离第一步：将机器停在恰当位置①安装⑦复位⑨取下⑧打开夹具⑥准备③起动②夹紧⑥准备A部加工时间B部加工时间C部加工时间④需要监视⑤停止的操作取消第二步：机器完成1个循环后停车安装自动停止装置，取消操作人员手工停止和监视工作。取消操作人员以下操作：②夹紧夹具；⑥准备起动；⑦复位；⑧打开夹具，这种自働化为D等级。①安装⑨取下③起动A部加工时间B部加工时间C部加工时间机器7.2人机分离第三步：机器取下工件进一步改进，将取件工作机械化，人的工作只剩下：①安装工件；③起动，进一步节省人力及工时，达到C等级：①安装⑨取下③起动A部加工时间B部加工时间C部加工时间D等级机器A部加工时间B部加工时间C部加工时间C等级机器7.2人机分离第四步：机器安装工件、起动若机器可以自动安装工件并起动，操作者只是投入工件到物料箱，可以在加工过程中同时投放多个工件，只要保持物料不中断即可，这样操作者的自由度将会更大，达到B等级的自働化。第五步：机器投料、搬运在B等级基础上改进，使机器自动地投料、搬运，这样操作者完全独立出来，只是更换刀具和质量检查等工作，达到A等级，实现人与机器的完全分离，节省了人力和工时，效率大大提升。7.2人机分离为了实现人机工作的分离，重点考虑以下方面：二、人机分离的推行方法监视作业和保持作业自働化特殊作业自働化在实现人机工作分离时要综合权衡投资和效果的关系，为了节省投资，一般按以下原则确定：优先采用人机分离程度D等级只对有问题的部分实施自働化7.2人机分离定义：异常管理就是指为了能够检测、控制、解决生产过程中的错误、突发和失控状况，而制定的一系列措施和管理手段。7.3异常管理一、异常管理的概念二、异常管理体系异常管理主要有4大步骤：确定异常、能够检测异常、迅速处置和防止再发生。不接受不良品不生产不良品不专业不良品彻底完善异常管理①确定异常明确标准、基准②能够检测异常因异常自停、人为停止并及时通知异常的发生③迅速处置④防止再发生问5次为什么7.3异常管理上图为异常管理体系图。具体包括实施异常管理的6个阶段和3方面的管理技术。实施异常管理的6个阶段：对异常进行确定可检测异常因异常停止、停留发生异常立即通知迅速处置防止再发生三方面的管理技术：作业方法方面设备方面加工物品方面7.3异常管理1、确定异常（1）操作标准执行检查三、异常管理内容操作标准是指在现场进行标准作业时，以工艺图、质量检查标准、QC工艺表、安全标准为基础，能够确保质量、成本、安全等各种操作条件与方法的标准文件的总称。具体代表性的文件有操作要领书、作业指导书和刀具更换操作要领书等。操作标准执行情况可以从人、物和设备三个方面检查。（2）通过培训让员工遵守通过对操作者进行标准作业的培训，并使其遵守，从而减少异常的发生。人员培训方面主要有：作业要领书、刀具换模作业要领书、品质检查要领书等。7.3异常管理判断标准有：自主保全图表、自主保全计划等。（3）确定保全管理项目（4）确认各工程的质量管理项目各工序内质量管理项目有：作业标准、QC工程表、品质检查标准、使用的简易检具等。（5）防止质量确认遗漏7.3异常管理2、检测异常检测异常包括三部分内容：能够检测异常、异常自停与人工停止、及时通知异常。（1）能够检测异常检测对象检测方法人员标准作业票的张贴、刀具交换实绩表、品质检查标准的张贴、完结工程、剩余工作的揭示、纠错装置、监检传感器、生产管理看板设备监视传感器、生产管理看板物料所在地的揭示、初始工件与终了工件、定时品质检查、先入与先出、整流化、一个流、生产管理看板7.3异常管理通过自働化装置防止操作人员未按标准操作的异常。1）检测人员异常检测力矩的纠错装置7.3异常管理在质量方面，可以采用完结工程来检测异常。完结工程是指1个零部件、产品机能组合在同一个工位或同一班组、同一系内完成，并且在所在的工位、班组、系内确认质量、保证质量。目的：质量要在本制造工位内确认和保证，只给下道工序提供合格品，万一出现不良品，也要在其本工位修理，从而提高合格率。7.3异常管理完结工程包括部品完结、分组完结和机能完结三种类型。分类功能部品完结在某工程内，一个主要部品依赖从属部品而固定，其部品的所有的结合部位都要与已组装的部品结合，因此要确认、保证其工程内部品的组装状态的品质分组完结把分组内的全部零件在组内组装的同时，确认保证其零件的组装后的品质（调整等）机能完结让同一机能系内的所有分组在系内进行组装的同时，全体机能组要确认、保证其后的组装状况的品质（如汽车中后门锁、把手作用等）7.3异常管理汽车的完结工程示例后来工程完结工程部品完结1工程放置2工程拧紧3工程W/H结合放置、拧紧W/H结合后完结后来工程完结工程分组完结1组制动助力器2组制动踏板3组总成管路作为组内的分装体系完结ABS调节器7.3异常管理后来工程完结工程机能完结1系2系门玻璃3系无门化作为门的生产线完结门后视镜门护板调节器连杆系7.3异常管理2）检测设备异常针对设备，除了依靠对比、记录、分析管理看板的各项检测指标来检测异常外，也可采用监视传感器检测异常的发生。3）检测物品异常物品是指原材料、半成品和成品等。物品异常包括物品品种异常、物品位置异常、物品质量异常等。力矩控制脉冲监视传感器7.3异常管理（2）因异常自停或人工停止1）自働化装置2）人工停止汽车装配线发生异常人工停线原理图a）超过定位停止线人工停止b）定位停止线现场7.3异常管理当异常发生时，设备自动停止或人工停止，并应及时通知相关人员。通知方式一般采用报警装置或系统。（3）及时通知异常报警装置根据功能划分的类型如下:机能异常表示作业指示表示其他信息表示产线状态表示目的异常的早期发现修复，防止再发生异常记时明确化，使生产线顺利运转，以期实现作业的效率化根据内容表示方法有所不同：①生产指示信息②计数表③加班时间④生产线结束等灯亮时需要各自作业的标准化①负荷状态②准备状态③运转状态等向谁管理者、监督者、组班长、异常处置者技能员、生产线以外者什么内容①设备故障②品质不良③呼叫班长④作业迟缓（手动）超时（自动）①刀具更换②品质检查③搬运④材料投入完成取出⑤作业援助表示方法工程编号及工程名7.3异常管理生产线异常情况处理流程示例如下:7.3异常管理呼叫灯是在异常情况发生时，作业人员呼叫现场管理人员和维修人员而使用的，一般来说，呼叫灯配有不同的颜色，某种颜色表示某种求助。在丰田公司作为报警装置的是电子显示板，日语叫“安灯”(ANDON)。丰田在每条生产线都装有包括呼叫灯和指示灯的电子显示板，如汽车总装的ANDON:指示灯是用来指示哪个工位已发生异常或呼叫。7.3异常管理在生产现场当通过各种途径把异常状况及时通知相关人员后，相关人员必须迅速作出处理，以消除异常现象，把停线造成的损失控制在最小。3、迅速处理设备异常的处理：暂定处置紧急处置品质异常的处理步骤：检查现场现物，判断重要性迅速处理联络相关联部门迅速进行后工程品质确认进行对象范围把握和不良品排除（不良品分类识别，良品选出等）排除原因，起动设备研究对策和再发生防止，再次明确各工序的异常内容7.3异常管理4、防止再发生5W法原理5W法即“问5个为什么”分析方法，这里“5个”特指多个，即通过反复询问问题，直到找出异常问题的真正原因。例：分析设备停转原因的5W法步骤：1）为什么设备停转？因为元件脱离了原来的位置。2）为什么元件脱离原来的位置？因为设备超速运转。3）为什么设备超速运转？因为限位开关不工作。4）为什么限位开关不工作？因为限位开关内进了冷却液。5）为什么限位开关内进冷却液？因为限位开关与冷却器的出口太近。异常处置：更换限位开关，尽快恢复生产。再发防止：因真正原因是限位开关与冷却器的出口太近，故采取将限位开关转移到冷却液溅不到的位置。7.3异常管理分析设备故障原因的5W法设备停止脱离原位置设备越程限位工作不工作限位开关里进冷却液了更换限位开关限位开关装在冷却液的出口为什么？为什么？为什么？（事实）（事实）（事实）对应（异常处理）对策（再发防止）把限位开关挪到冷却液溅不到的位置7.3异常管理应用5W法注意点1、抓住问题本质在追究问题的原因时，应考虑在指定的原因是否包含因果关系，并用简单的文字描述问题。夹具夹手为什么？慌忙中触动了开关、发现工件移位、想要纠正为什么慌忙？夹具夹手为什么？夹具起动手在夹具下面未抓住问题本质抓住问题本质例：线夹把手夹住了，为什么会夹住呢？7.3异常管理2、因果关系应逆向成立在追求真因的提问过程中，如果逆向关系不成立，则所提出的对策可能不正确。电动机烧了润滑油不足（结果）（原因）为什么？吵架了关系不好（结果）（原因）为什么？逆向关系成立逆向关系不成立7.3异常管理3、问题不扩大对待问题要实事求是，不应扩大。电动机烧了给油不足忘了给油供油的管理体制不完