【摘" 要】汽車電線束產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過程相對比較離散，是集管理密集、勞動力密集、零部件密集為一身的特殊產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化過程的工序有限，對過程管控能力、質(zhì)量保證能力及操作人員技能具有較高的要求，而“三分技術(shù)、七分管理”是線束人對汽車電線束產(chǎn)品的一個普遍認知。結(jié)合汽車電線束產(chǎn)品在不同工序的工藝特點對防錯技術(shù)的應用進行分享。

【關(guān)鍵詞】汽車電線束；生產(chǎn)過程；防錯

中圖分類號：U463.62" " 文獻標識碼：A" " 文章編號：1003-8639（ 2023 ）11-0038-05

Application of Error Proofing Technology in Automobile Wire Harness Production

CHI Weiwei，LIU Wen，WANG Yan，CUI Jie，WANG Nan，WANG Jiayu

（Changchun Bulbamp;Electric Wire Co.，Ltd.，Changchun 130012，China）

【Abstract】The production and processing process of automotive wire harness products is relatively discrete，which is a special product that integrates management intensive，labor intensive，and component intensive. The processes that can achieve automation are limited，and there are high requirements for process control ability，quality assurance ability，and operator skills. \"Three part technology，seven part management\" is a common understanding of wire harness products by wire harness personnel.This article will share the application of error prevention technology based on the process characteristics of automotive wire harness products in different processes.

【Key words】automobile wire harness；production process；error proofing

一直以來，作為集管理密集、勞動力密集、零部件密集為一身的特殊產(chǎn)品，汽車電線束較之機加件、模具件，不良品產(chǎn)生的概率始終處于高位，“三分技術(shù)、七分管理”是線束從業(yè)者對汽車電線束產(chǎn)品的一個普遍認知，足以證明線束產(chǎn)品在生產(chǎn)制造過程中的管理難度。過程管控能力的優(yōu)劣、品質(zhì)保證能力的強弱，很大程度上取決于生產(chǎn)制造過程中防錯和糾錯技術(shù)的應用能力。在全面品質(zhì)管理過程中，產(chǎn)品品質(zhì)變差的主要來源包括人（操作者）、機（設備、工裝夾具）、料（原材料）、法（加工方法）、環(huán)（環(huán)境）、測（檢測）等因素，上述因素中又以人的因素產(chǎn)生的品質(zhì)變差居多，故在進行防錯設計時針對人為因素的應用范圍更廣。隨著最終客戶對整車品質(zhì)的更高訴求，整車廠不斷提升整車配件的品質(zhì)要求并將品質(zhì)零缺陷設定為追求目標，這就對線束產(chǎn)品的品質(zhì)可靠性提出了更高的挑戰(zhàn)。一套整車電線束產(chǎn)品大概由近千種物料組成，依據(jù)現(xiàn)階段國內(nèi)線束企業(yè)廣泛應用的加工手段來看，除去前道工序可使用一部分半自動化或自動化設備進行加工，其余工序均需通過大量人力進行手工作業(yè)，屬于非常典型的離散制造模式。那么采用合理、有效的防錯技術(shù)，不僅能夠有效降低不良品的產(chǎn)生，提升產(chǎn)品品質(zhì)的可靠性，同時還能夠減少因線束半成品和成品不良進行返工造成的原材料和工時浪費。本文結(jié)合線束產(chǎn)品不同工序的工藝特點，對防錯技術(shù)的應用進行分享。

1" 汽車電線束產(chǎn)品的工藝流程

通常來講，依據(jù)汽車電線束的產(chǎn)品特點，其生產(chǎn)加工過程可分為前道工序（前工程）和后道工序（后工程），工藝流程見圖1。諸如將管材下料、電線下料、端子壓接、電線絞合、焊接、絕緣等作為前道工序，依靠自動化或半自動化設備進行加工的過程較多，而像分裝、組裝、橡膠件安裝、結(jié)構(gòu)檢驗、功能檢驗、包裝等這些后道工序，大部分依靠人工完成。

2" 汽車電線束產(chǎn)品常見的不良品種類

隨著整車廠在設計時采用的體積小型化、質(zhì)量輕量化、功能模塊化策略，線束產(chǎn)品在設計過程中亦采用了更為精密、小巧的零部件和功能集成化更高的電器盒，比如采用了規(guī)格更小、質(zhì)量更輕的0.13mm2、0.22mm2、0.3mm2導線，更大范圍使用0.64mm甚至更小規(guī)格的端子，更多應用如ECU、TCU、MCU、BCM、E-BOX、CGW等智能化、集成化功能模塊。隨著零部件精密程度的不斷提高，線束產(chǎn)品在工藝設計、制造過程、產(chǎn)品檢驗等方面都面臨著極大挑戰(zhàn)，不可避免地在生產(chǎn)過程中極易出現(xiàn)不良品。如何采用合理、有效的防錯技術(shù)來防止不良品的流出，遏制不良品的產(chǎn)生成為了線束人的一個課題。各工序常見的不良品種類見表1。

表1僅羅列出部分較為常見的，能夠直接影響整車電器性能或引發(fā)顧客抱怨的電線束產(chǎn)品不良種類，諸如尺寸不良、外觀不良等非功能性的品質(zhì)缺陷則未包含其中。

3" 不良品產(chǎn)生的原因分析

通常情況下，在對不良品產(chǎn)生的原因（圖2）進行分析時，從人、機、料、法、環(huán)、檢6個方面的因素著手。

在圖2總結(jié)出的常見不良品產(chǎn)生原因中，逐條排查、確認，確定不良品產(chǎn)生的根本原因并制定出控制、預防方案，從而達到改善的目的。通過對上述6個方面的因素進行分析后，得出的結(jié)論往往以人的因素占據(jù)絕大部分，從圖3中的內(nèi)容能夠較為清晰地歸納出其變差來源。

在生產(chǎn)作業(yè)過程中，人的因素對產(chǎn)品品質(zhì)的影響極為明顯，舉例如下。

1）技能方面：知識水平?jīng)Q定了對工藝文件、檢驗文件、標準、要求等的理解程度；操作的熟練程度決定是否能夠完成生產(chǎn)計劃，是否存在因趕工造成的產(chǎn)品品質(zhì)波動；規(guī)范的操作能夠確保產(chǎn)品品質(zhì)的一致性和穩(wěn)定性；自檢能力對確認來自前道工序的半成品品質(zhì)和遏制本工序生產(chǎn)的不良品轉(zhuǎn)序能夠起到?jīng)Q定性作用。

2）經(jīng)驗方面：本崗和頂崗的經(jīng)驗，能夠指導操作者在以往出現(xiàn)過的品質(zhì)不良、品質(zhì)要點等方面避免或降低不良品的產(chǎn)生。

3）心理方面：心理承壓能力也會影響其作業(yè)能力，如產(chǎn)量的激增或驟減、被領(lǐng)導或班組長批評等；易受情感波動影響的操作者在生產(chǎn)作業(yè)過程中應被關(guān)注，如家中瑣事、情感糾紛、親屬變故等。

4）生理方面：注意力不易集中會造成走神、溜號引發(fā)的工作失誤；體虛、易疲勞的操作者在定崗、排產(chǎn)時應充分考慮其身體狀態(tài)；反應較慢、行動遲緩在應急處理方面的動作可能會稍顯滯后；記憶力差的操作者可能會將作業(yè)的方法、時間或者作業(yè)完成與否忘記或混淆；受環(huán)境因素影響較大的操作者，在面對溫度、亮度、空間、噪聲、氣味等環(huán)境變化時的應激反應可能造成產(chǎn)品品質(zhì)的波動。

在上述情況下，采取防錯措施對不良品產(chǎn)生的原因及變差進行遏制，提高產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)效率，有著其必要性和迫切性。

4" 防錯設計

防錯，日文稱POKA-YOKE，英文又稱Error Proof或 Fool Proof（防呆），由日本的品質(zhì)管理專家、著名的豐田生產(chǎn)體系創(chuàng)建人之一Shingeo Shingo首創(chuàng)。防錯的目的是通過對產(chǎn)品和過程潛在的風險進行評估和分析后，在生產(chǎn)作業(yè)的過程中，依據(jù)防錯原理并采用一系列如可視化、自動化、報警、標識等措施，來消除或降低潛在風險的變差來源對產(chǎn)品品質(zhì)的影響，從而防止?jié)撛谑Ш腿毕莸陌l(fā)生，確保產(chǎn)品品質(zhì)能夠滿足顧客需求。

4.1" 采用防錯設計的作用

操作者在進行生產(chǎn)作業(yè)的過程中，難免因大意、疏漏或遺忘造成失效和缺陷的發(fā)生。如采用防錯設計能夠防止此類現(xiàn)象的發(fā)生，則過程的穩(wěn)定性、產(chǎn)品的品質(zhì)水平和生產(chǎn)效率將穩(wěn)步提升，具體表現(xiàn)在：①通過設備、工裝、夾具、檢具、模具及作業(yè)方法等防止?jié)撛谑Ш腿毕莸陌l(fā)生，將大幅度提高過程的一次制造合格率；②實現(xiàn)作業(yè)標準化，避免人為出現(xiàn)失效和缺陷；③減少因人工檢驗及返工引起的浪費。通過防錯設計消除失效和缺陷的產(chǎn)生，將有效降低不良品的數(shù)量，同時必將減少不良品返工造成的材料和工時浪費；④更多地實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，提高效率。防錯設計會降低人對主觀判斷的依賴，更多實現(xiàn)過程的自動化，降低因失效和缺陷發(fā)生時導致的異常停機、停產(chǎn)，提高了勞動效率；⑤能夠更大程度地保證人機安全。

4.2" 防錯設計的基本原則

很長時間以來，在制定品質(zhì)問題的對策時，往往將對操作者進行培訓和懲罰（多為罰款）作為消除人為錯誤的主要措施。雖然培訓和懲罰能夠在一定程度上對操作者的品質(zhì)意識和主觀能動性予以提升，但無法從根本上防止錯誤、失效和缺陷的再次發(fā)生。通過對設備、工裝、夾具、檢具、模具及作業(yè)方法等進行防錯設計，使操作者在作業(yè)時即使操作失誤也不能產(chǎn)生缺陷或可以較為容易地發(fā)現(xiàn)缺陷，才是預防品質(zhì)缺陷再發(fā)的最佳方案。在進行防錯設計時，可以從如下幾個方面進行考慮。

1）盡可能在不增加或少量增加操作者工作量的前提下進行防錯設計。惰性是人的天性，也是人的本能，往往越輕松、越簡單、越不需要動腦思考的工作，出現(xiàn)缺陷和不良的幾率越小。所以在進行防錯設計時，盡可能不增加或少量增加操作者的工作量，否則防錯的應用可能只在短時間內(nèi)有效而無法長時間維持下去。

2）防錯設計應具有強制性。只有在符合防錯操作規(guī)定的前提下，生產(chǎn)作業(yè)過程方可完成，而采用投機、偷懶或違規(guī)方式的操作則無法繼續(xù)生產(chǎn)作業(yè)。

3）當缺陷或不良品產(chǎn)生時要立即反饋或警示。反饋或警示的形式包括但不限于聲音、燈光、停機等。

4）高性價比，可操作性、實用性強。應充分考慮防錯設計投入的成本，且應關(guān)注防錯的可操作性和實用性，只有性價比高，可操作性和實用性強，防錯設計才能有效、廣泛地進行推廣。

在進行防錯設計時，可以依據(jù)不同階段的品質(zhì)要求有針對性地選擇防錯方案。如圖4所示，能夠?qū)崿F(xiàn)消除不良品產(chǎn)生的原因始終是進行防錯設計的最高追求。

4.3" 防錯設計的實施步驟

4.3.1" 樹立觀念

1）對過程所有的潛在失效和缺陷，均應考慮對應的防錯設計。

2）在產(chǎn)品設計和過程設計開始時，就充分考慮實現(xiàn)產(chǎn)品的各個過程的防錯設計。

3）過程中任一操作均可通過防錯設計來防止失效和缺陷的發(fā)生。

4）防錯設計并不需要投入大量的人力、物力、財力等資源或很高的技術(shù)水平。

5）“三檢制”（自檢、互檢、專檢）是最基礎也是較為有效的防錯方法。

6）通過對過程的持續(xù)改善和防錯設計的不斷完善，產(chǎn)品品質(zhì)零缺陷是可以實現(xiàn)的。

4.3.2" 防錯設計的實施步驟

1）確定產(chǎn)品/服務失效和缺陷并收集相關(guān)數(shù)據(jù)。

2）追溯失效和缺陷的發(fā)現(xiàn)工序/工位和產(chǎn)生工序/工位。

3）確認失效和缺陷產(chǎn)生工序/工位的作業(yè)標準及作業(yè)指導文件能否有效指導生產(chǎn)作業(yè)。

4）確認實際生產(chǎn)作業(yè)過程與作業(yè)標準及作業(yè)指導文件之間的差異。

5）確認工序/工位在如下方面是否存在問題，識別變差來源：①該工序/工位是否在更改、調(diào)整中；②該工序/工位的作業(yè)設備、工具、工裝、模具、夾具、檢具等是否發(fā)生變更；③該工序/工位的作業(yè)標準、過程參數(shù)是否發(fā)生變化；④該工序/工位是否存在原材料、半成品混料或堆積過多的現(xiàn)象；⑤該工序/工位操作步驟是否過多；⑥該工序/工位是否作業(yè)量不足；⑦該工序/工位的現(xiàn)行作業(yè)標準是否能夠滿足產(chǎn)品品質(zhì)要求；⑧該工序/工位的作業(yè)環(huán)境是否影響過程的穩(wěn)定性；⑨該工序/工位的生產(chǎn)節(jié)拍是否過快。

6）分析、確認失效和缺陷產(chǎn)生的原因。

7）分析、確認作業(yè)失誤的原因。

8）設計防錯裝置或防錯程序以預防或檢測同類失效和缺陷的發(fā)生。

9）確認防錯效果，必要時進行過程更改。

10）實施過程控制并進行持續(xù)改善。

5" 防錯技術(shù)在汽車電線束產(chǎn)品常見不良品種類方面的應用

隨著防錯技術(shù)應用的普及且日趨成熟，防錯手段也被更廣泛地應用到汽車電線束產(chǎn)品的各個生產(chǎn)加工工序中，從初期的事后補救逐漸過渡到事前預防，切實杜絕了絕大部分不良品的產(chǎn)生。下面根據(jù)汽車電線束產(chǎn)品中常見的不良品種類簡要介紹防錯技術(shù)的應用案例。

1）物料用錯。如前文所示，物料用錯在絕大部分工序中都會發(fā)生，在不同的工序往往會采用不同的防錯方法。在前道工序中，結(jié)合MES系統(tǒng)通過掃描物料條碼確保所用物料與生產(chǎn)看板、工藝卡一致，從而防止物料用錯。而在后道工序中，往往通過物料專用的工裝、夾具、模具來防止物料用錯現(xiàn)象的發(fā)生，即便發(fā)生，也可通過檢具予以識別、糾錯，防止不良品轉(zhuǎn)序或流出。

2）工裝模具用錯。對于工裝模具，結(jié)合MES系統(tǒng)通過掃描工裝模具的條碼確保與生產(chǎn)看板、工藝卡一致。與此同時，操作者通過對工裝模具的銘牌、標識以及待加工件的調(diào)試件、首件進行自檢，確保工裝模具使用正確。

3）物料二次鎖/附件安裝不到位。一般情況下，通過檢測裝置來檢驗物料二次鎖/附件是否安裝到位。一種常見的方式為：在物料二次鎖/附件安裝不到位的情況下，物料無法正確安裝到檢測裝置且無法實施檢驗。采用這種方式，對檢測裝置的精度要求較高，否則物料二次鎖/附件在安裝到位與否的臨界狀態(tài)，存在無法100%有效識別的風險。另外一種常見的方式為：在檢測裝置中為物料的二次鎖/附件配備自動安裝機構(gòu)，即無論物料的二次鎖/附件是否安裝到位，均通過自動安裝機構(gòu)（多采用氣動裝置）進行安裝作業(yè)，確保物料的二次鎖/附件能夠安裝到位。

4）物料安裝方向錯誤。物料安裝方向錯誤在檢驗過程中較為容易識別。秉承“一次做好，每次做對”的防錯設計初衷，通常會在生產(chǎn)制造過程中依據(jù)物料正確的安裝方向設計工裝、夾具、模具來確保一次制造合格，也會在檢驗工序通過檢具來對物料的安裝方向進行檢驗、識別，如圖5所示。

5）端子壓接品質(zhì)不良。

汽車電線束產(chǎn)品較為核心的加工工藝之一便是端子壓接。目前對端子壓接品質(zhì)不良的識別與檢出，除了采用“三檢制”外，應用較為廣泛的有以下三種。①壓力監(jiān)測系統(tǒng)的應用。壓力監(jiān)測系統(tǒng)CFM是英文Crimping Force Monitor的簡寫。CFM是一種監(jiān)視裝置而非測量設備，對端子壓接過程中壓力的穩(wěn)定性要求較高，通過采集樣本的基準壓力曲線與生產(chǎn)件壓接實時的壓力曲線進行對比來判斷品質(zhì)優(yōu)劣。當生產(chǎn)件的壓力曲線與基準曲線在某一區(qū)間的差異超過設定的范圍時，CFM便會報警提示操作者確認端子的實物壓接品質(zhì)。②端子壓接剖面檢測系統(tǒng)的應用。依據(jù)過程設定的端子壓接剖面檢驗頻次實施檢驗，能夠?qū)Χ俗訅航悠焚|(zhì)實施有效檢測。在進行剖面檢測時，輔以拉脫力、電壓降測量，也有助于監(jiān)控端子的壓接品質(zhì)。當然，將端子壓接剖面放在生產(chǎn)過程的首件來做，能夠有效預防壓接品質(zhì)批量不良現(xiàn)象的發(fā)生，如圖6所示。③端子壓接外觀品質(zhì)CCD視覺檢測系統(tǒng)的應用。CCD視覺檢測系統(tǒng)與CFM壓力監(jiān)測系統(tǒng)的原理大體相似，以機器視覺來代替人工視覺，通過采集樣本的圖像特征與生產(chǎn)件的圖像特征（如線芯長度、線芯數(shù)量、雨塞位置、端子外觀等）進行比對來判斷壓接品質(zhì)的優(yōu)劣。采用CCD視覺檢測系統(tǒng)能夠100%檢測并記錄生產(chǎn)件的外觀品質(zhì)，當生產(chǎn)件的圖像特征與樣本的圖像特征出現(xiàn)偏差時，系統(tǒng)會報警提示操作者確認端子的實物品質(zhì)，如圖7所示。

6）焊接品質(zhì)不良。線束產(chǎn)品中的焊接點多采用超聲波焊接，影響焊接品質(zhì)的特性為焊接壓力、振幅和能量。為防止焊接品質(zhì)不良現(xiàn)象的發(fā)生，通過監(jiān)控焊接程序中的壓力、振幅和能量參數(shù)變化，當生產(chǎn)件參數(shù)波動較大時，系統(tǒng)會報警提示操作者確認焊接點的實物品質(zhì)。

7）熱縮絕緣品質(zhì)不良。接點使用熱縮管進行絕緣時，影響熱縮絕緣品質(zhì)的重要參數(shù)為熱縮溫度和熱縮速度。在熱縮速度可控的前提下，熱縮溫度示值與熱縮腔內(nèi)工作溫度的對應關(guān)系則成為了熱縮絕緣品質(zhì)的決定性因素。為了有效監(jiān)控熱縮腔內(nèi)的工作溫度，防止溫度示值與腔內(nèi)工作溫度偏差過大，可采用兩種方式。①通過測溫儀監(jiān)控熱縮腔內(nèi)的工作溫度。在熱縮作業(yè)前使用測溫儀對熱縮腔內(nèi)的工作溫度進行測量，如符合設定的溫度值時方可生產(chǎn)作業(yè)，如不符合則需確定影響熱縮腔內(nèi)工作溫度的因素并予以解決，達到設定值后方可生產(chǎn)作業(yè)，如圖8所示。②通過溫控裝置監(jiān)控熱縮腔內(nèi)的工作溫度。在熱縮機的入口處增加活動模塊，當熱縮腔內(nèi)的工作溫度未達到設定值時，活動模塊始終處于閉合狀態(tài)，操作者無法對生產(chǎn)件進行生產(chǎn)作業(yè)；當熱縮腔內(nèi)的工作溫度達到設定值時，活動模塊打開，操作者方可對生產(chǎn)件進行生產(chǎn)作業(yè)，如圖9所示。

8）螺栓、螺母的擰緊力矩不良?？赏ㄟ^力矩檢測系統(tǒng)，強制螺栓、螺母的安裝順序并實時記錄每個螺栓、螺母的擰緊力矩。當安裝順序錯誤時，力矩扳手無法工作；當擰緊力矩不足或超標時，系統(tǒng)會鎖定生產(chǎn)件并提示操作者確認生產(chǎn)件的實物品質(zhì)，如圖10所示。

9）回路短路、斷路、錯路?；芈氛_是線束產(chǎn)品的強制性指標。可通過回路檢測程序?qū)€束產(chǎn)品的回路進行檢測，當出現(xiàn)短路、斷路、錯路現(xiàn)象時，系統(tǒng)會提示短路、斷路、錯路且無法輸出檢測合格標識，產(chǎn)品無法轉(zhuǎn)序。

10）熔斷絲、繼電器的安裝位置錯誤。熔斷絲、繼電器的安裝位置可通過攝像檢查系統(tǒng)進行檢測，防止不良品轉(zhuǎn)序或流出。檢測原理與端子壓接外觀品質(zhì)CCD視覺檢測系統(tǒng)大體一致，以機器視覺來代替人工視覺，通過采集樣本的圖像特征與生產(chǎn)件的圖像特征（位置、編號等）進行比對來判斷安裝位置是否正確，如圖11所示。

11）熔斷絲、繼電器安裝不到位。熔斷絲、繼電器在安裝過程中，受插入力大小、操作者疲勞程度等因素影響，難免出現(xiàn)安裝不到位的現(xiàn)象。使用氣動或電動的壓平裝置，能夠有效確保熔斷絲、繼電器安裝到位并保證安裝的一致性。

12）產(chǎn)品包裝數(shù)量錯誤。可結(jié)合MES系統(tǒng)通過掃碼確保產(chǎn)品的包裝數(shù)量與包裝設計一致，當出現(xiàn)產(chǎn)品型號、數(shù)量與包裝設計不符時，系統(tǒng)會予以報警、提示且無法打印裝箱單。

以上僅例舉了線束產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中常見不良品種類的防錯應用案例，在實際生產(chǎn)過程中，防錯技術(shù)的應用遠遠不止于此，包括設備、工裝、檢具、治具、模具、夾具等方面都已廣泛應用了防錯技術(shù)。

6" 結(jié)語

防錯設計在汽車線束產(chǎn)品中的應用，應在品質(zhì)前期策劃、產(chǎn)品設計和過程設計時貫穿始終。防錯設計的有效應用能夠有效防止不良品的流出，遏制不良品的產(chǎn)生，大幅度提高一次制造合格率，同時還能夠減少因線束半成品和成品不良進行返工造成的原材料和工時浪費。防錯設計并不僅是過程穩(wěn)定和品質(zhì)提升的終結(jié)，而是一個持續(xù)改善、提升的過程，這一過程任重而道遠，希望通過本文的分享，能夠為我們的民族汽車事業(yè)貢獻一點綿薄之力。

參考文獻：

[1]QC/T29106—2014，汽車電線束技術(shù)條件[S].

（編輯" 楊凱麟）

作者簡介

遲巍?。?982—），男，高級工程師，先后從事汽車線束開發(fā)設計及工藝管理工作；劉文（1970—），男，高級工程師，從事汽車線束開發(fā)設計工作；王巖（1982—），男，高級工程師，從事汽車線束開發(fā)設計工作。