徐堅(jiān)

（上汽大眾汽車(chē)有限公司儀征分公司，江蘇 揚(yáng)州 211400）

【摘 要】高精度槍數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的使用，保證了擰緊數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和安全性，并且也實(shí)現(xiàn)了部分手工扳手所很難保證的例如擰緊角度之類的要求，相比扭力扳手可謂是一個(gè)大的飛躍。然而在使用的過(guò)程中，依然會(huì)遇到一些問(wèn)題亟待解決，如特殊頭使用壽命短、數(shù)據(jù)報(bào)警不及時(shí)等。通過(guò)采取優(yōu)化措施，減少設(shè)備損耗，降低故障率，減少備件采購(gòu)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)將本增效。

【關(guān)鍵詞】高精度槍；數(shù)據(jù)采集；特殊頭；螺栓等級(jí)；優(yōu)化

一、背景介紹

高精度槍及其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，現(xiàn)代化工廠的亮點(diǎn)工程，擁有優(yōu)于其他系統(tǒng)的明顯優(yōu)點(diǎn)。高精度槍的使用，在很大程度上保證了擰緊數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和安全性，并且也實(shí)現(xiàn)了部分手工扳手所很難保證的例如擰緊角度之類的要求，相比扭力扳手可謂是一個(gè)大的飛躍。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，分為控制與數(shù)據(jù)采集兩個(gè)部分，控制部分由西門(mén)子PLC實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)定性強(qiáng)，受外部的影響因素較??；采集部分由上位機(jī)采集軟件實(shí)現(xiàn)。將數(shù)據(jù)采集與控制嚴(yán)格分開(kāi)，各自不會(huì)影響各自的工作。PLC控制部分與數(shù)據(jù)采集部分都是基于XML2.1開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)軟件，通訊快捷而且協(xié)議開(kāi)放性好。通過(guò)采用VW XML 2.1 版本作為采集數(shù)據(jù)協(xié)議，將螺栓數(shù)據(jù)采集并依據(jù)PMON協(xié)議上傳給FIS（生產(chǎn)信息）系統(tǒng)，為車(chē)輛數(shù)據(jù)的查詢和追蹤提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)來(lái)源。

然而在運(yùn)行過(guò)程中，仍然會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，比如備件費(fèi)用過(guò)高、備件損耗過(guò)快、故障不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)等。

二、解決優(yōu)化方案

（一）特殊頭備件優(yōu)化

高精度槍特殊頭，應(yīng)用于前后門(mén)外螺栓的擰緊。特殊頭以其精密的齒輪結(jié)構(gòu)，將扭矩精確傳輸至控制器。但現(xiàn)場(chǎng)的情況：實(shí)際扭矩?zé)o限接近于特殊頭本身所承受的最大扭矩。特殊頭的設(shè)計(jì)承受扭矩為50NM，而實(shí)際有10%的擰緊數(shù)據(jù)已達(dá)到50NM，另有60%的數(shù)據(jù)在48NM左右。這也就意味著，特殊頭長(zhǎng)期處于滿負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)。在長(zhǎng)期高強(qiáng)度工作下，這樣的弊端更是顯露無(wú)疑。特殊頭的使用壽命大大縮短，官方宣稱的50萬(wàn)次的擰緊次數(shù)，實(shí)際應(yīng)用下來(lái)也只有10萬(wàn)次左右，壽命減少近80%，這是一個(gè)非常駭人的數(shù)據(jù)。

隨著使用壽命的大幅減少，備件采購(gòu)的數(shù)量大大上升，備件費(fèi)用自然也是大幅提升。由于該備件的采購(gòu)周期較長(zhǎng)，最短也有8個(gè)月，這也意味著單次采購(gòu)的數(shù)量相對(duì)較多。為了降低備件費(fèi)用，同時(shí)保證生產(chǎn)，必須對(duì)特殊頭加以優(yōu)化。

主要有以下兩種方案：

方案一：重新設(shè)計(jì)特殊頭的強(qiáng)度，使其能承受更大的扭矩，延長(zhǎng)使用壽命。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察和咨詢供應(yīng)商，發(fā)現(xiàn)目前特殊頭的寬度剛好與車(chē)門(mén)和車(chē)身之間的空間相匹配。如果要加大承受的扭矩，就必須加寬特殊頭的寬度，但會(huì)與車(chē)門(mén)和車(chē)身干涉。所以該方案無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

方案二：針對(duì)特殊頭損壞的部位做備件，不必全部更換。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的觀察以及拆卸，發(fā)現(xiàn)特殊頭損壞的部位主要集中在套筒部位，如圖所示。該套筒由于長(zhǎng)期處于滿負(fù)荷運(yùn)作，出現(xiàn)了開(kāi)裂甚至斷裂的現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)只需更換套筒，特殊頭就就可以繼續(xù)使用。

這樣，原本特殊頭的備件就由一個(gè)套筒來(lái)替代。一個(gè)特殊頭的市價(jià)在3.5萬(wàn)元左右，而一個(gè)套筒只有約0.29萬(wàn)元。每一次更換就節(jié)約了3.5-0.29=3.21萬(wàn)元。

推算至整個(gè)車(chē)間一年的用量：

年產(chǎn)36萬(wàn)輛車(chē)，每輛車(chē)有8顆螺栓需要用特殊頭來(lái)擰，即一共擰36萬(wàn)*8=288萬(wàn)次

而一個(gè)特殊頭的實(shí)際使用壽命為10萬(wàn)次，則所需的備件數(shù)量為288萬(wàn)/10萬(wàn)=29個(gè)

即一年可節(jié)約3.21萬(wàn)元*29=93萬(wàn)元

（二）支架結(jié)構(gòu)優(yōu)化

每一個(gè)工位的高精度槍少則3把，多則5把，均勻分布在工位的兩側(cè)，擺放槍的是白色的尼龍塊。在某一段時(shí)間內(nèi)，報(bào)修的槍有一個(gè)共同的問(wèn)題，就是槍的使能按鈕損壞。

一開(kāi)始認(rèn)為工人操作野蠻，將按鈕按壞。但是經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察，發(fā)現(xiàn)擺放高精度槍的尼龍塊剛好壓在的半節(jié)開(kāi)關(guān)上，使得每次放槍時(shí)，開(kāi)關(guān)都會(huì)受到撞擊。久而久之，開(kāi)關(guān)就失靈損壞。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，我們便將尼龍塊的位置做了一下改動(dòng)。將尼龍塊稍稍向外移動(dòng)，既避開(kāi)了開(kāi)關(guān)的位置，又不影響工人的正常動(dòng)作。

通過(guò)這樣一個(gè)改動(dòng)，高精度槍開(kāi)關(guān)壞的次數(shù)明顯降低。

改動(dòng)前3個(gè)月總計(jì)損壞6次，平均每月2次。而改動(dòng)后6個(gè)月總計(jì)損壞1次平局每月0.16次。故障率明顯降低。每把開(kāi)關(guān)損壞的槍維修費(fèi)用為3000元，優(yōu)化后比優(yōu)化前節(jié)約了（2*12-0.16*12）*3000≈66000元

（三）數(shù)據(jù)報(bào)警以及打包工位

目前使用的高精度槍控制系統(tǒng)，分為控制與數(shù)據(jù)采集兩個(gè)部分，控制部分由西門(mén)子PLC實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)定性強(qiáng)，受外部的影響因素較小；數(shù)據(jù)采集部分由上位機(jī)采集軟件實(shí)現(xiàn)。將數(shù)據(jù)采集與控制嚴(yán)格分開(kāi)，不會(huì)影響各自的工作。

螺栓數(shù)據(jù)最終要上傳給Fis（生產(chǎn)信息）系統(tǒng)。在報(bào)交線的末尾處，設(shè)有質(zhì)保的EQS系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用來(lái)查看每一輛報(bào)交車(chē)的螺栓是否合格。而EQS數(shù)據(jù)的獲得，是要通過(guò)Fis系統(tǒng)下發(fā)數(shù)據(jù)的。如果螺栓數(shù)據(jù)沒(méi)有上傳給Fis，那么質(zhì)保的EQS將會(huì)接收不到螺栓數(shù)據(jù)。根據(jù)規(guī)定，沒(méi)有經(jīng)過(guò)質(zhì)保EQS確定的車(chē)是不能夠報(bào)交的。不能報(bào)交的車(chē)就只能下線，這對(duì)于分鐘工廠來(lái)說(shuō)，絕對(duì)是一個(gè)很大的損失。

針對(duì)這一問(wèn)題，我們主要從以下兩個(gè)方面入手。

1）加裝報(bào)警燈，可以提前知曉本地的數(shù)據(jù)沒(méi)有上傳給Fis系統(tǒng)。

報(bào)警燈主要檢測(cè)以下信息：

①數(shù)據(jù)報(bào)文格式有誤，F(xiàn)IS回復(fù)AD0005

②dbo.Tbl_ScrewPacket螺栓數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)包累計(jì)未發(fā)送的數(shù)據(jù)包條數(shù)大于60條（即五輛車(chē)）時(shí)，則燈亮?？赡軘?shù)據(jù)通訊異常。

③dbo.Tbl_PacketVIN_Last打包車(chē)輛表中累計(jì)未打包的車(chē)輛數(shù)大于10輛，則燈亮。可能打包程序異?；虮魂P(guān)閉，抑或是打包時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成打包車(chē)輛數(shù)據(jù)累積。

2）針對(duì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)沒(méi)有上傳成功的問(wèn)題，制定快速響應(yīng)的方案解決問(wèn)題。從裝配線輸出到報(bào)交線共有62個(gè)工位，如果這62個(gè)工位車(chē)輛的數(shù)據(jù)都沒(méi)有上傳成功，則需重新上傳。由于原服務(wù)器的上傳程序只從最新打的數(shù)據(jù)開(kāi)始上傳，之前打的螺栓依然排隊(duì)等待，無(wú)法上傳，影響報(bào)交。為了將這些排隊(duì)的數(shù)據(jù)優(yōu)先上傳，在返修工位處新增了一個(gè)打包點(diǎn)，工人通過(guò)掃描條碼，將排隊(duì)等待的數(shù)據(jù)優(yōu)先上傳，保證報(bào)交正常。

通過(guò)改動(dòng)，故障維修時(shí)間明顯減少。故障發(fā)生頻次由平均每周兩次減為兩周一次；故障時(shí)間也由平均每周43min將為每周2min。

三、效益成果總結(jié)

（一）故障率降低

通過(guò)對(duì)設(shè)備的改造，如高精度槍支架的改造，減少了設(shè)備發(fā)生故障的頻次，使得設(shè)備本身性能得到提高。

（二）維修時(shí)間減少

報(bào)警燈的制作以及打包優(yōu)先功能的實(shí)現(xiàn)，使得維修時(shí)間減少，設(shè)備開(kāi)動(dòng)率穩(wěn)步提升。

（三）備件費(fèi)用降低

通過(guò)設(shè)備的改進(jìn)，如特殊頭備件優(yōu)化，高精度槍支架優(yōu)化，使得備件費(fèi)用大大降低。