(上汽通用五菱汽車股份有限公司 整車制造部總裝工程科，廣西 柳 州 5 45007)

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車的種類不斷增加，相應(yīng)的發(fā)動機控制模塊（簡稱ECU）也在不斷增加，受檢測設(shè)備的局限，部分發(fā)動機控制模塊規(guī)格錯裝在整車后，設(shè)備檢測不出，易造成整車功能缺失、性能異常的情況，因此，發(fā)動機控制模塊在各工廠，都視為重要零件，對其進行重點防錯管理。

現(xiàn)代化工業(yè)，越來越多的制造企業(yè)開始推行精益生產(chǎn)模式，控制成本，減少浪費。重點要消除的七大浪費包括：過度生產(chǎn)、多余動作、物料搬運、等待浪費、庫存浪費、過多操作、返修浪費。發(fā)動機控制模塊按SGMW目前的防錯管理模式，包含了以上浪費的5種。因此研究更優(yōu)的防錯方式，對企業(yè)生產(chǎn)有至關(guān)重要的作用。本文致力對防錯方式的研究，優(yōu)化防錯方式，完善企業(yè)生產(chǎn)管理，為今后其他零件的防錯方式提供指導(dǎo)。

1 現(xiàn)有物流排序模式分析

1.1 發(fā)動機控制模塊規(guī)格種類

目前SGMW量產(chǎn)階段有77種發(fā)動機控制模塊，未來將繼續(xù)增加29種，共106種。發(fā)動機控制模塊目前有3個供應(yīng)商負責供應(yīng)，共只有3種外形。106種發(fā)動機控制模塊只有3種外形（圖1），從零件外形上是無法區(qū)分的。發(fā)動機控制模塊上有零件標簽，供SGMW以作規(guī)格區(qū)分的只有零件號，該零件號是從GPDS系統(tǒng)中獲得的唯一號碼，由8位數(shù)字構(gòu)成。

圖1 發(fā)動機控制模塊外形圖

1.2 排序模式

發(fā)動機控制模塊在SGMW歸類為高風險物料，用人工排序的方式，投入發(fā)動機控制塊進行整車裝配。流程如圖2所示。

圖2 整車裝配流程

在人工排序這個環(huán)節(jié)，操作工根據(jù)生產(chǎn)車型的規(guī)格，按生產(chǎn)車型的順序，排列對應(yīng)的發(fā)動機控制模塊，規(guī)格區(qū)分的方式是目視并確認零件號。排序檢查環(huán)節(jié)，用同樣的目視確認方式確認發(fā)動機控制模塊與生產(chǎn)車型的匹配性。到了安裝工位剛裝前的檢查也是目視確認零件號區(qū)分規(guī)格。以A工廠為例，目前有31種規(guī)格的發(fā)動機控制模塊在A工廠生產(chǎn)，意味著員工需要能區(qū)分31種發(fā)動機控制模塊，通過8位數(shù)字的零件號進行區(qū)分，難度大，并且A工廠未來將新增至39種。

1.3 出錯概率

按現(xiàn)有的排序模式，根據(jù)以上描述，可發(fā)現(xiàn)為了進行防錯，共設(shè)置了3道工序進行規(guī)格區(qū)分。據(jù)統(tǒng)計，由于人工目視確認方式易出現(xiàn)視覺疲勞，規(guī)格區(qū)分易出錯，出錯率約為12次/月，錯裝發(fā)動機控制模塊8件/年。

1.4 現(xiàn)有排序模式影響

（1）現(xiàn)有排序模式存在以下方面的質(zhì)量影響，如表1所示。

表1 現(xiàn)有排序模式品質(zhì)影響

目前的檢測設(shè)備還無法檢測出同配置的ECU國4、國5型號，檢測設(shè)備遇到這種情況時設(shè)備不會報警，而引起的異常只能到了客戶手上才能發(fā)現(xiàn)。尤其是在排放這一塊，由于新車的三元催化器比較新，新車尾氣 THC、CO、Nox、NMHC排放值，均在國 5的標準內(nèi)，因此尾氣排放設(shè)備是無法發(fā)覺的。發(fā)動機控制模塊防錯工作未做好，部分故障廠內(nèi)無法發(fā)現(xiàn)，只能通過盤點當日零件才能發(fā)現(xiàn)錯裝的問題。換ECU的返修時間，也是得依據(jù)返修經(jīng)驗，部分故障不一定能直接判斷出是ECU規(guī)格錯誤，返修過程需重做鑰匙學(xué)習(xí)，對于售后的硬件水平有要求，一般的維修廠不具備維修能力。

（2）現(xiàn)有排序模式人力資源的浪費，排序工作量大，需要專人負責，按工作量計算，排序及排序檢查工作量（按人算，3班）的人力為：A廠5.4人，B廠3.6人，C廠3.6人。

按照精益生產(chǎn)模式的理念，現(xiàn)有防錯方式造成了多種浪費，并且投入的巨大人力資源，卻未能100%保證ECU防錯。因此，有必要研究全新的模式替代原因防錯方式。

2 新防錯方式研究及對比

2.1 目視化防錯

在ECU原有零件標簽上，增加英文代碼標識，如國4的ECU用Ⅳ標識，國5的ECU用Ⅴ標識，1.0發(fā)動機用B10標識，1.8 L發(fā)動機用1.8標識，并將這些區(qū)分代碼，用目視化管理看板羅列出這些區(qū)分點，供員工參考。

2.2 工位布局防錯

將不同車型的ECU安裝點分離，例如寶駿630、五菱宏光、樂馳的ECU安裝崗位，在流水線上分別是3個崗來安裝，減少單個崗位需要區(qū)分ECU規(guī)格的數(shù)量。

2.3 設(shè)計防錯

（1）通過對ECU的接口進行更改，不同ECU與發(fā)動機線束的接口不同，這樣即使裝錯ECU，其與發(fā)動機線束對接不上，也能發(fā)現(xiàn)ECU規(guī)格不匹配。

（2）更改現(xiàn)有ECU緊固點位置，不同的ECU緊固螺栓的點位設(shè)計成不同的，不同的ECU,零件與車身的安裝孔位不同,如果ECU規(guī)格取得不正確,這樣ECU無法緊固到車身上,因為對應(yīng)的車身孔位與零件的緊固孔位不匹配。

2.4 物料分揀防錯

應(yīng)用物料分揀系統(tǒng)防錯，本系統(tǒng)由一臺主PLC控制，系統(tǒng)狀態(tài)及各種數(shù)據(jù)與報警顯示在觸摸屏中。操作工人通過使用掃描槍對車體條碼的識別，在觸摸屏中顯示所獲取的序列號以及對應(yīng)所需裝配的零件型號，PLC通過對條形碼內(nèi)的各位數(shù)字進行分析，判斷所需安裝為哪種零件。通過CC-Link總線發(fā)送至Anywire防錯系統(tǒng)指示燈，操作工通過指示燈的顯示來獲取相對應(yīng)的零件型號，獲取正確軸瓦后撥動杠桿，Anywire系統(tǒng)會指示下一步驟。在操作工未按照指示燈提示步驟進行操作時，燈會閃爍提示錯誤的發(fā)生，同時在觸摸屏中有報警提示出現(xiàn)，需點擊復(fù)位來取消報警后，繼續(xù)操作。

物料分揀系統(tǒng)主要是在料架上增加傳感器，預(yù)設(shè)傳感器的輸入值，只要將各ECU零件分好類放在料架上，通過掃描車身號，經(jīng)過系統(tǒng)編輯的邏輯關(guān)系，得出對應(yīng)料架的信號燈（綠色），取綠色區(qū)域的料架，安裝即可。如果取錯件，則會報警。

2.5 掃描防錯

在現(xiàn)場安裝一臺電腦，安裝相應(yīng)的判斷系統(tǒng)，員工用掃描槍掃描車身條碼，再掃描零件標簽上的條碼，通過軟件系統(tǒng)進行判斷，用電腦識別的方式判斷發(fā)動機控制模塊的規(guī)格是否與車輛匹配。

2.6 方案對比

通過上述分析比較，得出表2所示的方案對比。

表2 方案對比

通過對比分析，掃描防錯方式是最優(yōu)的，其他方式仍舊依賴原排序系統(tǒng)或是成本巨大。

3 掃描防錯的分析

在選定掃描防錯作為SGMW發(fā)動機控制模塊防錯的方式后，現(xiàn)需研究具體的實施方案。

3.1 VSN碼和VIN碼

SGMW整車制造過程中,在整車上供掃描的與產(chǎn)品車相關(guān)的條碼有2種：一種是VSN碼，即車輛配置代碼，是為識別一臺車輛的完整配置而編制的一組代號，是公司銷售、計劃、生產(chǎn)的核心代碼。VSN碼由品種代碼、發(fā)動機代碼、變速器檔位代碼、面漆顏色代碼、空調(diào)代碼、批次號、識別碼組成。一種是VIN，即車輛識別代號，制造廠為了識別而給一輛車指定的一組字碼。其包含世界制造廠識別代號部分，用以標示車輛的制造廠、車輛的說明部分，它提供說明車輛一般特征的資料、車輛指示部分、制造廠為區(qū)別不同車輛而指定的一組字碼。

VSN碼和VIN碼伴隨每一臺車的生產(chǎn)，以一維碼的形式出現(xiàn)在《整車檢測卡》上，利用此2個碼，分別能與生產(chǎn)系統(tǒng)對應(yīng)上，從而查閱本車的配置要求。

3.2 數(shù)據(jù)庫（零件IT系統(tǒng)清單）

數(shù)據(jù)庫（零件IT系統(tǒng)清單），在SAP數(shù)據(jù)庫中，有各車型對應(yīng)的配置零件表。產(chǎn)品發(fā)布技術(shù)更改指令，相應(yīng)的變更信息也會維護至SAP數(shù)據(jù)庫中，從SAP引出的物料子清單當中，可建立品種代碼與發(fā)動機控制模塊對應(yīng)表，按照SGMW工程數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流程，品種代碼能對應(yīng)至唯一的車型代碼，由車型代碼對應(yīng)發(fā)動機控制模塊零件號，則能確保匹配性。

3.3 零件條碼

現(xiàn)有發(fā)動機控制模塊零件上有2種一維碼，一種是精確追溯碼，一種是廠家的生產(chǎn)代碼，參考其編碼規(guī)則和各代碼信息，發(fā)現(xiàn)無法表示發(fā)動機控制模塊的規(guī)格，需增加零件號的條碼，該條碼含有零件號信息，發(fā)動機控制模塊的零件號是從GPDS系統(tǒng)中獲得的唯一號碼，由8位數(shù)字構(gòu)成，不同規(guī)格發(fā)動機控制模塊具有不同的零件號，因此以零件號作為區(qū)分方式，能確保唯一性。

掃描防錯的方式是在總裝車間ECU安裝工位增加掃描防錯裝置：掃描VIN碼，掃描零件上的條碼，電腦軟件區(qū)分零件是否正確，若錯誤則聲在屏幕上提示，并聲光報警。操作過程：（1）用掃描槍掃描VIN號；（2）用掃描槍掃描零件上的零件條形碼；（3）電腦軟件根據(jù)數(shù)據(jù)庫核對物料是否正確，若錯誤則聲光報警，屏幕上提示錯誤與正確的零件號。

邏輯原理圖如圖3所示。

圖3 掃描防錯裝置原理圖

以上防錯方式較一般掃描防錯方式更具優(yōu)越性，國內(nèi)汽車行業(yè)多數(shù)掃描防錯系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫都是手工建立、自行維護的，與產(chǎn)品生產(chǎn)計劃不匹配，容易滯后，導(dǎo)致系統(tǒng)報錯，另外維護頻率高，每發(fā)生一次零件號變動需人工去每套電腦上更新數(shù)據(jù)。本掃描防錯方式用的數(shù)據(jù)庫，維護時間超前于生產(chǎn)計劃，在生產(chǎn)之前數(shù)據(jù)庫已維護數(shù)據(jù)，這樣在零件發(fā)生零件號變更時，數(shù)據(jù)系統(tǒng)是早于實際生產(chǎn)前維護，并且此掃描防錯是與網(wǎng)絡(luò)連接的，不需要手工維護數(shù)據(jù)庫。

4 掃描防錯方式的應(yīng)用措施

4.1 零件新增二維碼

為不增加單車成本，在零件上追加條碼標簽問題，可通過利用原有零件標簽的區(qū)域進行解決。目前流行的條碼一種是一維碼，一種是二維碼。由于原有標簽即使調(diào)整字符排版，能空出的空間非常有限，而且發(fā)動機控制模塊上已有廠家的一維碼，再新增一維碼的信息空間不足。相比一維碼，二維碼能利用更小的區(qū)域提供更多的信息。二維碼流行三種編碼類型：QR碼、DATAMAX碼、PDF417碼，其中DATAMAX碼經(jīng)確認，三家發(fā)動機控制模塊廠家設(shè)備打印能力均滿足。

Datamatrix原名Datacode，由美國國際資料公司(International Data Matrix,簡稱ID Matrix)于1989年發(fā)明。Datamatrix是一種矩陣式二維條碼，其發(fā)展的構(gòu)想是希望在較小的條碼標簽上存入更多的資料量。DataMatrix的外觀是一個由許多小方格所組成的正方形或長方形符號，其資訊的儲存是以淺色與深色方格的排列組合，以二位元碼(Binary-code)方式來編碼，故電腦可直接讀取其資料內(nèi)容，而不需要如傳統(tǒng)一維條碼的符號對映表。Datamatrix的尺寸可任意調(diào)整，最大可到14平方英寸，最小可到0.000 2平方英寸，這個尺寸也是目前一維與二維條碼中最小的，因此特別適合印在電路板的零組件上。另一方面，大多數(shù)的條碼的大小與編入的資料量有絕對的關(guān)系，但是Datamatrix的尺寸與其編入的資料量卻是相互獨立的，因此它的尺寸比較有彈性。

根據(jù)現(xiàn)有ECU的零件標簽，由于三個廠家的標簽面積不同，也分別確定三種尺寸格式的二維碼，每種二維碼前8位代表是零件號，后面位數(shù)給廠家使用其生產(chǎn)代碼，規(guī)格分別如下：

A供應(yīng)商：用尺寸16 mm×16 mm，70位字符信息的二維碼；

B供應(yīng)商：用尺寸8.3 mm×8.3 mm，50位字符信息的二維碼；

C供應(yīng)商：用尺寸8 mm×8 mm，8位字符信息的二維碼，該規(guī)格只含8位數(shù)字零件號。

4.2 掃描槍選型

掃描槍的選型主要考慮掃描槍精度、識別能力、可操作性、性價比。由于掃描防錯方式中需要掃VIN、VSN的一維碼以及含零件號的二維碼，掃描槍需具備能同時掃一維碼、二維碼的能力，精度方面根據(jù)A、B、C的二維碼尺寸格式，需能識別、讀全信息，由于現(xiàn)場車間操作工的讀取VIN、VSN碼、零件號的二維碼位置不唯一，掃描槍需是無線的；在滿足以上條件時，選擇價格合適的掃描槍型號。

4.3 軟件數(shù)據(jù)庫改善及系統(tǒng)零件切換的管理要求

現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫新、舊件存在系統(tǒng)的時間需要改善，數(shù)據(jù)庫有新件替換舊件時，如有滯留車情況時，該滯留車在新件替換舊件后，需要安裝舊件，這時數(shù)據(jù)庫中已刪除了舊件信息，因此IT數(shù)據(jù)系統(tǒng)必須改善新舊件對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)保留時間，將新舊件對應(yīng)關(guān)系保留在系統(tǒng)一定時間。原系統(tǒng)斷點，VIN碼的預(yù)設(shè)是在車間流水線的線頭，而零件的斷點是根據(jù)車位排序，一旦出現(xiàn)可疑物流，零件的順序?qū)⒒靵y，VIN碼與零件的實際斷點不一致，這樣防錯系統(tǒng)做出的判斷會與要求不一致，需把零件切換的管理要求改為在實際發(fā)生斷點生效的工位預(yù)設(shè)VIN碼，并在實際斷點之后的所有車的舊件全部換成新件。

4.4 現(xiàn)場物流區(qū)域及料架的設(shè)置

按一個工位的物料區(qū)域 (長5.8 m×寬2.5 m),放置電腦柜、工作臺以及料架。由于新的防錯方式，不需要再依賴之前的排序，ECU零件不需要經(jīng)過庫存區(qū)，可按其他普通零件直接投放至現(xiàn)場，ECU種類多，需要用流利架布置，現(xiàn)在布置2個流利架，可存放至少24種規(guī)格ECU的零件箱，如果崗位需安裝的ECU種類超過24種，則可將流利架層數(shù)數(shù)增加至4層，每層間距縮小。在流利架前后，標識號各車型的ECU，方便物流人員以及現(xiàn)場操作工取放件。

4.5 零件投放管理

物流人員根據(jù)當日生產(chǎn)計劃，按正常的頻次，提前一個小時配送ECU至安裝崗位的流利架上，同時根據(jù)線邊庫存減少投放零件的數(shù)量，避免線上脫批零件過多，一般情況下，流利架單列不允許超過3箱ECU，物流人員按照流利架上的標識投放零件。

5 未來發(fā)動機控制模塊防錯趨勢分析

發(fā)動機控制模塊作為汽車重要零部件，高精度的電子模塊，無論是整車廠、供應(yīng)商都需對其進行追溯、防錯的管理，隨著IT技術(shù)的發(fā)展，更多的防錯方式逐步改為掃描防錯，在整車廠，掃描防錯是目前效果最好的防錯方式，在掃描防錯的基礎(chǔ)上，可逐步考慮簡化操作，例如現(xiàn)在整車的VIN碼、VSN碼，可隨著制造系統(tǒng)的車體流動圖，今后可在ECU安裝崗位安裝VIN碼、VSN碼接收器，用電腦系統(tǒng)跟蹤電子車體流動圖，獲取VIN碼、VSN碼，這樣在掃描防錯的工位，不需要再掃描整車檢測卡上的VIN、VSN條碼，當車體流動至少工位時，此車的VIN、VSN碼自動輸入到防錯系統(tǒng)當中。

6 結(jié)束語

本文對發(fā)動機控制模塊防錯方式進行了研究和具體應(yīng)用，通過運用條碼與物流數(shù)據(jù)庫匹配信息的原理，設(shè)計一種掃描防錯的方式，實現(xiàn)了不需要人工進行規(guī)格判斷，通過電腦識別的方式區(qū)分規(guī)格，避免了人為上的判斷錯誤，從而導(dǎo)致的質(zhì)量問題。本次的掃描防錯的方式和原理，可推廣至其他多規(guī)格零件工位，為其他零件的防錯提供參考，可大幅減少人員零件排序的需求，降低生產(chǎn)成本。

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