防错装置与数控加工论文

摘要在中国的制造业发展中,目前的大部分企业都实现了半自动化生产。文章就半自动化生产模式的特点、发展进行分析探讨。关键词半自动化流水线要素分析1半自动化生产的概念工业在其发展过程中经历了简单协作、工场手工业和机器大工业三个阶段。以下是小编精心整理的《防错装置与数控加工论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

防错装置与数控加工论文 篇1：

防错技术在航空装备研制过程中的应用分析

摘要：文章结合航空装备研制的特点，分析了质量问题发生的主要原因。针对设计差错、制造差错和使用差错，阐述了设计防错、制造防错和使用防错基本原理和方法。最后，分别用实例对防错技术的应用进行了说明。

关键词：防错;差错;质量问题;航空装备研制

0  引言

质量问题是长期困扰世界各国航空装备发展和建设的重要因素。航空装备是国防实力的象征，是国防装备的重要物质基础。航空装备研制是国防现代化建设的一项政治任务，普遍具有系统复杂、技术先进、时间紧、任务重、要求高、风险大等特点。随着现代科学技术的迅猛发展，以及国防建设对装备战术、技术要求的升级，航空装备研制已发展到“以高科技为特点、以高质量为标志”，全面实现武器装备的综合效能，提升装备质量可靠性水平，是航空装备研制的目标与追求。解决航空装备研制过程中的突出质量问题成为当务之急，而防错技术是减少质量问题的一种行之有效的方法。

1  航空装备研制特点

1.1 技术先进，系统复杂，专业协同要求高

现代航空装备广泛采用高新技术，系统复杂，是由零件、组件、部件及机载系统等产品构成的复杂集合体，专业技术跨度大，研制工作几乎涵盖各传统技术领域和现代技术领域，涉及各基础学科和应用学科。一个典型的飞机研制单位，需要组建总体、气动、气动弹性、强度、计算中心等综合性的部门，还需建立包括机身、机翼、尾翼、着陆装置、操纵系统、液压系统、生命保障系统、动力、燃油系统、军械、火控系统、电源、电气系统机载电子设备系统等专业技术研究室，还要拥有结构试验、系统试验、通用机械、计量测试、材料与标准、飞机地面设备等技术保障部门，跨专业协同难度大。

1.2 多品种，小批量，生产柔性要求高

随着新时期军事化变革和发展的需要，航空装备不断更新升级，多品种，小批量的生产特点更加突出。生产多品种小批量产品无疑将使生产线复杂、难以形成规模效益，给生产组织和效益增长带来不小困难。为了有效地降低生产成本，要求航空装备的研制生产方式要具有很大的灵活性和机动性，所用的工艺装备尽量简单、容易制造，并且尽可能地采用通用化的工装设备等，对制造水平提出了很高的要求。

1.3 材料品种多，加工方式多样，制造工艺要求高

现代航空装备广泛采用新材料、新工艺。材料方面包括各种结构钢、高温合金、不锈钢、铝、铜等金属材料，以及橡胶、树脂漆、石墨、胶等各种非金属材料;毛坯制造工艺包括有色铸造、黑色铸造、精密铸造、精密锻造、粉末冶金、3D打印等;机械加工包括普通车钻刨铣磨、数控加工、激光加工、精密线切割加工、复杂曲面加工等各种先进工艺;特种加工工艺包括普通热处理、化学热处理、真空热处理、氩弧焊、点滚焊、电子束焊、真空钎焊、喷涂、喷漆、电镀、多弧离子镀等;装试和检测包括各种流量试验、压力试验、老化试验、动平衡试验、动扰度试验、三坐标测量、光学扫描测量，以及CT、超声波C扫描等无损检测，此外还有理化、计量、电子、光学等专业技术。航空装备生产几乎涵盖了制造检测领域所有先进工艺，对制造水平提出了非常高的要求。

1.4 周期长，投资大，质量管理水平要求高

航空装备生产从明确技术质量要求，签订合同，下达生产计划订单，器材采购，毛坯、零组件生产制造，到部件装配、系统及分系统联调及试验，整机试车、试飞等，历经诸多环节，生产周期长，时间跨度大，产品周转时间长，资产流动性差，投资大，稍有不慎，发生质量问题不仅将严重影响产品交付进度，而且也将产生较大甚至严重经济损失。为此，无论是采购、生产组织，還是毛坯、零组件制造、装配试验，每一环节都需要实施有效的过程管理，严格的质量控制，只有这样，才能按期、保质、保量完成生产任务。

2  航空装备研制过程质量问题及防错应用分析

2.1 质量问题分析

鉴于航空装备研制的以上特点，质量问题居高不下。通过分析近几年来我国航空装备质量问题可以发现，大约 80%的产品质量和可靠性问题都是在设计阶段决定的，导致在型号的制造和使用过程中，人为差错发生概率极高，严重影响航空装备的实物质量水平。

按照航空装备研制过程来看，差错包括设计差错、制造差错和使用差错。

①设计差错。设计差错是由于设计者的人为差错造成，产品缺少应有的功能或参数不合理，此类差错会导致产品的固有缺陷。

②制造差错。制造差错是由于生产现场这个复杂的环境，存在许多环节。在每一个环节，都有可能由于人员、设备、环境、材料等生产要素的偶然变化引起差错。

③使用差错。使用差错可能是由于产品、零部件和工具缺少应有的使用说明，或者是使用者认知水平有限或粗心大意，未能按照要求正确地使用产品、零部件和工具。

2.2 防错应用分析

针对航空装备研制过程的差错，对应的开展防错技术应用，即设计防错、过程防错及使用防错等三种形式，可以有效降低差错的发生概率。

①设计防错。航空装备研制单位不仅要设计产品（或零部件）的防错功能，而且还要设计防错装置、防错工具、防错流程等，应用于产品的制造和试验过程中。防错设计是防错技术的核心，体现了零缺陷管理预防为主的思想。通常情况下，在产品（或零部件、过程）设计时，通过FMEA进行判断，如RPN值高的话应考虑采用防错设计来降低风险。设计防错适用于航空装备（或防错装置）的设计阶段。

②过程防错。在产品试制或批量生产后如发现不合格品出现的机会增多，应优先考虑采用防错技术和防错装置，对现有流程、工艺或动作进行改进。过程防错是防错的关键，通常适用于航空装备的制造（或试生产）阶段。

③使用防错。在航空装备使用（试验）或防错装置的使用过程中，利用使用说明书和操作培训提高使用者的技能水平，有利于操作者的正确使用。使用防错是防错必要的补充，通常适用于航空装备的试验、试用阶段（或型号制造过程中防错装置和工具的使用）。

2.3 防错常用方法

防错技术的应用需要结合具体的场景，科学的制定实施方法，才能确保防错效果的实现。

①设计防错[1]。

设计防错的原理通常可以归纳为三种，即特性识别、作业流程识别和计数识别。

特性识别是指产品（或零部件）的大小、形状、长度、重量、温度、颜色、声音、硬度、电磁力、电阻等性质识别。通过研究和实践表明，合格品与不合格品的不同之处，本质上就是其固有的特性有差异。在选择了合适的特性后，设计符合产品特性的零件、部件、工具、夹具等工件，只有特定的零件、部件、工具、夹具，按照特定的顺序才能合理的将这些工件装配，从而达到完美结合。

作业流程识别是指通过进行流程识别，即时检测实际作业流程和标准作业流程之间的偏差，并采用连锁或互锁原理保证作业流程正确进行，若一旦因某一工序失误，其后序动作随即自动停止。

计数识别是指在实际操作过程中，將观测到的数据与标准数据进行对比，确定实际所处状态是否有误的计数方法。

②过程防错。

过程防错是指产品的制造过程中，不用重新设计、改变零部件的原始结构和形状，利用一些简单常用的防错装置、自主设计的防错装置或外购的防错装置，建立一个较完善的防错系统，防止各种人为差错、机器差错在制造过程中扩散。

③使用防错。

使用防错是使用者在使用产品、零部件或工具的过程中，不用重新设计、改变产品的原始形状和结构，为防止产品的使用不当而增加的一些防错功能和使用说明、标识。

3  防错实例

3.1 设计防错

某工序利用冲头将轴和底盘连接在一起，轴的两端形状类似，存在唯一的差别是轴的两端是否有挡圈槽。操作者存在把有挡圈槽的一端压入底盘的风险，这将会导致在后续的工序无法安装挡圈（见图1）。

通过开展设计防错，利用形状特性识别，将轴的两端全部添加挡圈槽，设计成完全对称，轴的任何一端压入底盘，另一端都能够安装挡圈，消除了人为错误发生的可能。

3.2 过程防错

某工序利用铆钉把两个钢条铆接起来，其中底部钢条一端有椭圆孔，另一端有圆孔，底部钢条的装配方向固定，如果反向铆接，将产生不合格品（见图2）。

通过开展过程防错，利用底部钢条的形状差异，在夹具上增加一个椭圆形状的定位销，使底部钢条只能有一个正确方向，完全避免反向铆接产生的不合格品。

3.3 使用防错

某工序使用大型铸造机铸造产品，有时由于机器不正确转换，造成产品气孔和缺陷，为了防止产品产生气孔，把压力表安装到机器的关键部位，以监视铸造过程及铸造机的状态。但压力表很容易出故障，当压力表指示产品处于非标准状态，便难以确定是铸造过程出了问题还是压力表出了问题。

通过开展使用防错，在每个测量部位安装两个压力表，操作者通过比较两个表的读数，便能很快确定读数的可靠性，从而确定产品的加工是否合格。

4  结束语

防错技术是一种简便实用的质量管理技术，能够有效的减少航空装备研制过程中的差错，提升研制质量。文章通过分析防错技术在航空装备研制过程中的应用思路，提出了建议方法，并开展了实例应用研究。文章研究成果可为航空装备研制企业开展防错技术应用提供参考。

参考文献：

[1]王学良.防错设计原理剖析及其在航空工业企业的应用[J].航空标准化与质量，2009（6）：9-12.

[2]王学良，刘剑敏，等.防差错制造探索及其案例剖析[J].工业工程，2010（5）：80-84.

[3]马东阳，邓增君.面向航空发动机装配和使用过程的防错设计研究[J].装备制造技术，2019（5）：51-53.

[4]汪邦军.Poka-Yoka及其在航空产品研制过程中的应用[J].航空标准化与质量，2006（3）：12-15.

作者：李彬

防错装置与数控加工论文 篇2：

浅谈制造业中的半自动化生产

摘要 在中国的制造业发展中,目前的大部分企业都实现了半自动化生产。文章就半自动化生产模式的特点、发展进行分析探讨。

关键词半自动化流水线要素分析

1 半自动化生产的概念

工业在其发展过程中经历了简单协作、工场手工业和机器大工业三个阶段。目前的制造业基本上是机器工业,借助机器可提高生产效率,纯粹的手工作业几乎不存在。现在的生产线都是流水线作业,流水线生产线可分为全自动生产线和半自动生产线。全自动生产线是指产品的输入到输出完全由机器进行,人只起到一个监控的作用。半自动生产线是指人和机器分工合作,机器主要负责繁重的加工,人起辅助的作用,如上下料、转移物料、检查等。目前,我国大部分企业都是实行半自动的流水线生产。

2 半自动化生产在我国的现状

国外先进国家的制造业纷纷向全自动生产上转移,但到中国进行投资办厂,所用的设备技术却不是最先进的,最多的还是使用半自动化的模式。分析其原因,技术保护固然是一方面,但最重要的还是从中国国情和成本上考虑。

我国人口众多,市场广阔,劳务成本相对便宜,国外企业正是考虑到这些因素才纷纷来中国投资。忽略便宜的劳务成本,而搬用昂贵的全自动化生产线模式无疑是本末倒置。另外缺少专业的设备维护人员也会使设备管理成本大大提高。因此国外的很多先进设备进入到国内都被重新设计分解成若干部分,分由不同的人员去操作管理。国内自己的制造企业由于局限于整体机器制造水平的不足,同时也考虑成本的问题,也基本上采用半自动化生产线。

3 半自动化生产的特点

半自动化生产线就是由人和自动设备组成的生产流水线。生产流水线是指劳动对象按照一定的工艺路线,顺序地通过各个工作中心,并按照一定的生产速度(节拍)完成作业。其基础是由设备、工作地和传送装置构成的设施系统。

半自动化生产的主要特点是生产线离不开人。人在生产线中的作用如果细分到每一个工序、每一台设备,人主要负责上料、下料、品质检查、半成品转移、成品装车。半自动化生产线的设备一般为自动设备(狭义上应该叫半自动设备),按照设定好的工序,相应的设备进行该工序的加工。为了简化设备,降低投资,加工前的上料、加工后的下料和加工后的尺寸检查都交由该工序的操作工人进行。生产流水线的生产速度以生产出一个产品的时间来描述,我们称为CT(生产节拍),单位一般为秒。对于现代的生产流水线,生产速度都很快。像汽车减震器生产线,CT可以达到8秒。

4 半自动化生产的各要素分析

工序设定是半自动化生产的一个重要要素。根据产品的制造工艺设定生产工序,根据产品的产量设定CT。CT也反过来影响工序的设定。所谓工序是指在一个工作地点,对一个或一组工件所连续完成的那部分工艺过程。工序可以合并也可以分割。工序分割是为了降低CT,增加产量,但会增加要员;工序合并是为了改善各工序的不平衡,把CT过低的工序的CT提高,减少要员。如果某工序已经设定为一个工人操作一台设备,那么该工序就不能再分割了,但可以和其它工序合并。所以设备CT决定了工序CT,而工序CT决定了生产线CT,所有工序中最慢的工序的CT就是生产线CT。

设备CT由MT(机器时间)和HT(人工时间)相加组成。MT是机械自动加工的时间,即从机器启动的瞬间到机器自动加工完后停止的瞬间。HT是人工操作的时间。半自动化生产线的设备并非全自动设备,离不开人的操作,如人工把工件放置在设备上并按“启动按钮”、人工把加工完的工件从设备上取出并放置到中转台上等。如果该工序有多台设备,还包括人走动的时间。MT由机器和加工参数决定。对于非标类的机器,加工时机器的整体状态,如动作的设置、夹紧方式、动作延时、机器装配精度等决定了MT。对于标准类设备,如数控车床等,编制的加工程序起主要决定作用,当然机器本身的性能也会制约程序的编制从而影响MT。在新生产线上马的时候,要考虑瓶颈工序的CT,某些连续的CT较短的工序可以整合在一台设备上,这样做设备MT虽然提高了,但不影响生产线CT,而且减少了设备数量和操作工步。HT由人的熟练度和设备设置、工序设置的合理性决定。设置合理的设备、工序能降低工人的劳动强度,也不会造成工人有过余的空闲时间。工人能快速、不费功夫地放置、取出工件,然后可以按顺序地操作工序上的设备而不需要闲等,这样的设备和工序设定就是最合理的。

合理的工序设定就是提高生产线的“编成效率”。编成效率是“所有工序的CT的和”与“所有工序的CT都等于生产线CT时的和”的比值。也就是说如果设定的各工序CT都一致,那么工序CT就等于生产线CT,编成效率就是100% 。那是最理想的状态,实际上很难达到。但工序设定的目标就是朝100%去努力,通过工序合并,改善设备操作性,改善平面布置等方法提高编成效率。

在半自动化生产中还有一个不可忽视的因素是“稼动率”。稼动率是指设备在所能提供的时间内为了创造价值而占用的时间所占的比重。影响稼动率的最大因素是设备停止时间,包括更换机种、设备异常停止及修复时间。所以设计合理、精度高、故障少的设备非常重要。对于机种更换,目标是机种通用,不需更换。如果不行,更换的夹具数量要尽可能少,并能一次装夹、不需调整。这就需要新设备上马时对设备仕样考虑周全。要减少设备的故障率,首先要找有实力的制造厂家设计制造,其次要做好设备管理,包括生产线现场的日常点检和保全部门的定期设备检修。

品质是企业的生命。在半自动化生产中,大部分的工序的品质检查是通过人工进行的。让设备自动进行外观、尺寸等的品质检查理论上可行,但相应的在硬件上的投入和管理费用将非常大。所以人在生产中就扮演了非常重要的作用。作业标准的制定和执行、人的责任心的教育不可忽略。另外为防止人为疏忽造成的工序飞跃、重复加工等情况,在设备上要设置防错装置,当疏忽发生时,防错装置发出警报提醒工人。

成本关系到企业的生存。为了节省设备投资,一般在生产线能力扩容的时候,会首先考虑在原有生产线上进行。如通过提高稼动率的方法,通过降低CT的方法。降低CT的方法包括:对设备进行改造;对工序进行分割;增加要员;对瓶颈设备再购买。尽可能把原有生产线提升到最大的能力。只有达到了极限能力,才考虑新增一条生产线。因为新增一条生产线,设备投资、厂房投资、要员都几乎在原有基础上翻倍,会造成能力过剩、成本上升。

5 半自动化生产的发展

虽然半自动化生产的模式目前比较符合我国的制造业。但全自动的机器生产模式是一种趋势。自动化的发展并不是一步到位,在企业内部可以从生产线的某些工序开始尝试,通过增加简单的装置或者在新设备上马时改变设备仕样,实现某些工序无人化操作。混合型的生产线可以把劳务成本和投资成本控制在更为合理的平衡状态。不断改进的生产线在给企业降低成本的同时也不断累积企业的技术力量。

作者：苏炽龙

防错装置与数控加工论文 篇3：

浅谈制造技术的积累和提升

摘 要：生产制造技术是汽车产业核心技术之一，生产制造技术水平的高低不单是指工艺及设备的先进性，更取决于生产管理方式的先进与否；采取什么样的方式积累和提升已成为自主品牌通过其合资企业学习先进技术的重要思考，流程和标准化的新车生产制造准备体现出优秀汽车制造商的制造技术管理的精髓。

关键词：制造技术；积累；提升

一、生产制造技术是汽车产业核心技术之一

20世纪是汽车工业的世纪，随着汽车工业的发展，拉动着制造技术的快速发展，一个多世纪以来，世界制造技术最重要的发明，如自动流水线，数控机床，高速加工，柔性制造等都发源于汽车工业。汽车产品研发技术和生产制造技术是汽车产业的两个核心技术，汽车生产制造技术包括制造工艺，工艺设备及生产线，质量控制技术，物流配送技术等，生产制造技术的优劣决定着汽车企业的生存和发展。

二、生产制造技术是产品研发技术的有力支撑

好的设计必须有好的工艺来制造出来，以实现优质低成本的竞争优势，否则再好的产品也只能束之高阁，无法实现产品到商品的转换。随着材料技术工艺技术的发展，原来无法实现的产品变成可能，又促进产品设计的发展。比如有些车身设计的棱线弧面受冲压工艺，材料技术的限制很难制造，当冲压工艺、新材料有了突破后，则变成可能，又促进设计师有了更丰富更有创意的设计。产品研发技术和生产制造技术共同构成产品技术，它们是相互制约、相互促进的、前者是根基、后者是支撑，后者要为前者服务的。为了缩短产品的实现过程，在开发的同时就思考工艺实现的可行性，并做共同设计，也称同步工程，设计要考虑消除不良构造，工艺可行，避免返工，从而缩短开发周期，提高竞争力；生产制造技术也伴随着研发技术的进步而发展，提供高效、低成本、高品质保证的制造技术，以满足研发的需要，用户的需要。

三、生产制造技术是技术与管理方式的有机结合

生产制造技术水平的高低不单是指工艺及设备的先进性，更取决于生产管理方式的先进与否，生产管理方式决定着生产制造技术的取舍与发展。

国内汽车企业在以市场换技术的进行中，引进了国外许多先进的生产线，合资企业在引入生产线的同时，也引入了先进的生产管理方式，先进制造技术与先进生产管理方式相结合，取得了预期的效果。一些企业也效仿采用同样的生产工艺及设备，但整体效果却并不理想，其根本原因在于没有采用相应的生产管理方式。设备是“死”的，管理是“活”的，管理是灵魂。

许多先进的制造技术是适应管理方式和管理理念而创造和发明的。比如：1）自働化的带人字旁的“働”意味着设备具有防错能力或故障检知停机功能，当生产线混流生产多个车型时，若出现车种错误则生产线不加工并报警以便更正，是基于“不加工不良品，不流出不良品”这一理念而创造的。2）基于“JUST IN TIME”准时化这一理念，物流区设置P-LANE，生产线设有生产指示板，生产线侧设有必要的物品存放棚，生产线设有必要车型识别系统。3）基于“平准化生产、消除浪费”这一理念，冲压生产推行：“快速换模方式”，沖压设备的两个工作台（当一个用于生产的同时，另一个用于换模）被广泛采用。4）基于“一个流生产、按订单生产”的理念，装焊主线的MAIN-JIG内置式合成夹具被开发出来，实现多种品混流生产，按订单生产……

可以说，一个企业只要有了先进的生产管理方式，落后的设备可通过改造来改变企业的生产运营；换句话说，即使有了先进的生产线，若没有适应的生产管理方式，仍然是一个落后的生产运营。这也是许多企业与汽车巨头的差距。

四、生产制造技术在企业中的状况

我国汽车工业的发展不同于韩、日两国的产业政策，韩、日是技术购买、市场保护，韩、日汽车发展来自于：走的是从模仿到创新的技术提升道路，即引进→消化吸收→自主开发→改进创新。丰田公司从技术积累到技术能力超越分三个阶段：1937年-1954年是分解复制模仿阶段；1955年-1965年是创造模仿阶段（COROLLA）；1966年至今是自主创新阶段。可以说韩、日汽车企业成功来自技术能力的自主。我国汽车产业政策是市场换技术，市场被占技术不放，新车开发在外资方进行，这是基本的现状。由于新车在国外已有生产，所以生产准备的技术准备多在外方进行，生产制造技术掌握有限，而国内企业自主研发和生产制造技术的能力尚有差距。

国内市场已成为国际汽车巨头和自主品牌的角力场，竞争异常激烈，只有加速研发技术和生产制造技术的积累和提升，才能在十二五期间谋得一席之地。

五、生产制造技术的积累

汽车生产制造技术的工艺思考是从冲压开始，生产出单品，再将单品组装焊接成小合件，小合件焊成大总成，再装焊成车身，然后电泳喷涂，再组装上内饰、底盘、发动机、外饰，进行机能测试下线。汽车的制造就是物品流动集成的过程，这一过程始终贯穿着信息传递。而先进的生产管理方式就是力求这一制造过程一气呵成，环节短、效率高、柔性强、品质保证能力强、存货少、面积省、满足顾客尽快提货的愿望。所以好的汽车生产制造布局均以物流顺畅高效为第一思考点，以信息传递作为管理效率的思考点，再结合品质管理设计防错装置及品质在线及线下检测设施确保品质受控，在此基础上采用先进的生产设备及柔性的生产线，即打造了生产制造工厂。

六、生产制造技术的提升

通过组织确定目标来有计划有步骤的积累以上内容，当我们积累到能模仿并独立完成新车生产制造准备时，就意味着我们能力得到提升，提升意味着我们有能力思考并改善我们的生产线，改进我们的工艺、调整布局、深入思考更合理的制造技术，制造技术的发展会促进产品研发的拓展，并最终实现：工艺设备是为满足工艺要求设计制造的；工艺过程是为制造质优价廉产品而设计的；质优价廉产品是为满足用户需要而研发的，满足用户需求是企业的动力源泉。才能快速实现企业的自主发展。

参考文献：

[1] 曾繁山，宋坤修.浅谈我国机械制造技术的趋势和前景.城市建设理论研究.

[2] 赵国辉.浅谈提高机械制造技术的方法.科技与企业.

作者简介：

福嘉音（1982-），男，一汽丰田技术开发有限公司，论文研究方向：汽车生产运营管理

作者：福嘉音