精益生产之自动化培训教材

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1、自动化7.1自働化从手工作业加工转从手工作业加工转向机器自动加工。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。赋赋予予机机器器人人的的智智能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自働化与自动化

2、的比较：自働化机器自身可以发现异机器自身可以发现异常并及时停机常并及时停机不产生不良品，可以不产生不良品，可以防止设备、模具、夹防止设备、模具、夹具等出现故障损坏具等出现故障损坏容易发现异常原因，容易发现异常原因，防止再次发生防止再次发生省人省人自动化出现异常需要有人停出现异常需要有人停机，否则将连续运行机，否则将连续运行不能及时发现不良品不能及时发现不良品产生，易造成设备、产生，易造成设备、模具、夹具出现故障模具、夹具出现故障损坏损坏难以及时发现异常原难以及时发现异常原因，容易再次发生因，容易再次发生省力省力7.1自働化原理与作用适应需求适应需求降低成本降低成本质量保证质量保证尊重人性尊重人

3、性实现准时生产实现准时生产减少作业人员减少作业人员改善活动改善活动只供给只供给必需品必需品只供给只供给合格品合格品作业人员在一个循环时作业人员在一个循环时间内能够操作多台设备间内能够操作多台设备调查不正常情调查不正常情况的根本原因况的根本原因可以分离手工作业和机可以分离手工作业和机械作业的可能性械作业的可能性指示灯牌亮指示灯牌亮如果完成必要数量或作业，设备如果完成必要数量或作业，设备自动停止自动停止如果发现不正常情况，如果发现不正常情况，设备自动停止设备自动停止自働化自働化=如果发现偏差，设备自动停止如果发现偏差，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

4、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。7.17.2 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：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；机器可以自动停在恰当的位置，分离程度最低；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；机器完成一个循环并机器取下工件后停止，属于C等级；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；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

5、于A等级，实现全自动操作。人将机器停在恰当的位置机器自动停在恰当的位置机器完成一个循环后停止机器取下工件 机器安装工件、起动机器投料、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：安装工件；夹紧夹具；起动；监视；停止；准备起动；复位；打开夹具；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部加工安装复位取下打开夹具

6、停止准备起动夹紧停止准备停止A部加工时间B部加工时间C部加工时间需要监视7.2 人机分离第一步：将机器停在恰当位置第一步：将机器停在恰当位置安装复位取下打开夹具准备起动夹紧准备A部加工时间B部加工时间C部加工时间需要监视停止的操作取消第二步：机器完成第二步：机器完成1 1个循环后停车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：夹紧夹具；准备起动；复位；打开夹具，这种自働化为D等级。安装取下起动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：安装工件；起动，进

7、一步节省人力及工时，达到C等级：安装取下起动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。第第五五步：机器投料、搬运步：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

8、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：v优先采用人机分离程度D等级v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确定异常明确标准、基准能够检测异常因异常自停、人为停

9、止并及时通知异常的发生迅速处置防止再发生问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：u作业方法方面u设备方面u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

10、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对象检测方法检测方法人员标准作业票的张贴、刀具交换实绩表、品质

11、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

12、理完结工程包括部品完结、分组完结和机能完结三种类型。分类分类功能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

13、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

14、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:机能机能异常表示异常表示作业指示表示作业指示表示其他信息表示其他信息表示产线状态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：生产指示信息计数表加班时间生产线结束等灯亮时需要各自作业的标准化负荷状态准备状态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设备故障品质不良呼叫班长作业迟缓（手动）超时（自动）刀具更换品质检查搬运材料投入完成取出作业援助表示方法工程

15、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

16、骤：u检查现场现物，判断重要性迅速处理u联络相关联部门u迅速进行后工程品质确认u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）u排除原因，起动设备u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

17、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

18、、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备管理者不了解现场经营者选错管理者经营者不合格a）提醒给油的工具b）定期确认表换厂长？对策真因？7.3 异常管理定义：防错，也叫防呆，是指通过设计一种方法或

19、程序，消除产生差 错的条件或使出错的机会减到最低，它是一种在作业过程中采 用自动作用、报警、标识、分类等手段，是作业人员不特别注 意也不会失误的方法。7.4 防错法v操作动作轻松，提升效率与产品质量v减少对技能的依赖，尊重工人的智能v消除作业危险，提供安全保障 防错法是实施自働化以防止异常发生的一个重要方法，它的基本前提是：任何需要通过人员干预和判断的活动，都是有可能发生错误的。防错的作用错误类型 产生错误的原因基本可归为三大类，即人的原因、方法原因和设备原因。人的原因占了绝大部分（77.8%）。人为错误是指操作者实际完成的职能与该工作所要求完成的职能之间的偏差。人为错误分三种情况：未执行分配

20、给他的职能；执行了未分配给他的额外职能；错误地执行了分配给他的职能（按错误的程序或错误的时间 执行了职能，或执行职能不全面）。7.4 防错法人为的错误类型：序号序号错误类型错误类型含义含义例子例子安全措施安全措施1遗忘错误当不重视或不集中精神时会忘记事情1.忘记作业或检查步骤2.忘记在拧螺钉钱装上垫片预先警告操作者或定期检查2误解错误对工作指令或程序判断或理解错误所致作业标准书知名更换IC时需要同时加热各引脚，但修理作业员理解为逐个加热各引脚训练，预先检查，标准化工作程序3识别错误由于太快、太远看不清楚或不熟悉作出错误判断将50美元的钞票误认为5美元，把假钞当真钞培训，提高注意力和警觉性4新手

21、错误由于不熟悉作业过程，缺乏经验而产生错误一个刚经过培训的新手去焊接工序，产生失误的概率多建立技巧，工作标准化5意愿错误在特定环境下决定不理睬某些规则时会发生错误在视线内没有车时闯红灯过街基础教育，纪律7.4 防错法序号序号错误类型错误类型含义含义例子例子安全措施安全措施6疏忽错误作业者不小心，心不在焉产生错误无意识地穿过街道而没有注意到亮着红灯专心，纪律，工作标准化7迟钝错误由于作业人员判断或决策过慢而行动迟缓导致错误锡槽焊接时间为3s之内，而作业员5s后才将漆包线从锡槽内拿出，而导致绝缘不良建立技巧，工作标准化8标准错误由于缺乏指导或工作标准时而发生错误由于单个工人的判断力而出现的测量错误

22、工作标准化，工作指导9意外错误由于突发或意外事件而导致作业人员措手不及，从而引起错误机器可能在无警示的情况下故障TPM，工作标准化10故意失误出于某种原因，作业者故意造成错误犯罪和破坏基础教育，纪律7.4 防错法防错原则与思路 1.防错模式（1）失误防止观点传统的失误防止方式 对作业者进行大量培训，管理人员要求作业者认真工作，对失误的作业者进行处罚POKA-YOKE的失误防止方式 原理：用一套设备或方法使作业者在作业时直接可以明显发现缺陷或使操作失误后不产生缺陷。特点：p 全检产品但不增加作业者负担p必须满足POKA-YAKE规定的操作要求，作业过程才能完成p低成本p实时发现失误，实时反馈通过

23、培训和惩罚解决了通过培训和惩罚解决了部分失误部分失误从根本上解决失误问题从根本上解决失误问题7.4 防错法（2）POKA-YOKE的四种模式v有形POKA-YOKE防错 针对产品、设备、工具和作业者的物质属性，采用的一种硬件防错模式。v有序POKA-YOKE防错 针对过程操作步骤，对其顺序进行监控或优先对易出错、易忘记的步骤进行作业，再对其他步骤进行作业的防错模式。v分组和计数式POKA-YOKE防错 通过分组或编码方式防止作业失误的防错模式。v信息加强POKA-YOKE防错 通过在不同的地点、不同的作业者之间传递特定产品信息以达到追溯的目的。7.4 防错法 2.防错法思路思路思路目标目标方法

24、方法评价评价消除消除消除可能的失误消除可能的失误在产品设计与工艺制在产品设计与工艺制定时防错定时防错最好最好替代替代用更可靠过程代替目前过用更可靠过程代替目前过程程运用机器人或自働化运用机器人或自働化生产技术生产技术较好较好简化简化使作业更容易完成使作业更容易完成合并，实施合并，实施IEIE改善改善较好较好检测检测在入下工序前对其进行检在入下工序前对其进行检测并剔除测并剔除在操作失误时给予警在操作失误时给予警告告较好较好减少减少将失误影响降至最低将失误影响降至最低采用熔丝进行过载保采用熔丝进行过载保护等护等好好 3.防错原则使作业动作不困难使作业不依赖感官使作业不要技能使作业不会有危险7.4

25、防错法防错手法1.断根原理2.保险原理 断绝形成错误的条件，从根本上排除造成错误的原因。需要两个或以上动作共同或依序执行才能完成工作，以避免错误之发生。3.自动原理 以各种光学、电学、力学、机构学、化学等原理来限制某些动作的执行或不执行，以避免错误发生。包装工序工件位置正确性防错7.4 防错法1）刀具检知棒2）计数器7.4 防错法4.顺序原理 为了避免工作顺序或流程前后倒置，可依编号顺序排列，从而减少或避免错误的发生。在现场可以通过检查表，对每项作业逐项检查来防止人为疏漏，如出货检查表、包装检查表、5S检查表等。1）资料夹的斜线定位2）重力式货架7.4 防错法5.隔离原理 隔离原理亦称保护原理

26、，是指靠分隔不同区域的方式，来达到保护某些地区，使其不能造成危险或发生错误。图：轮罩总成螺柱焊夹具 改善a）改善前b）改善后7.4 防错法6.相符原理 相符原理是指通过检核动作是否相符合来防止错误的发生，可以以形状、符号、数学公式、声音、数量等方式来检核。内存条的防错口7.4 防错法7.复制原理 同一件工作，如需做两次或以上，最好采用“复制”方式来达成，这样既省时又不会产生错误。v以“复写”方式v以“透视窗”方式v以“拓印”方式v以“复诵”方式8.层别原理 为避免将不同的工作做错，可采取：以线条之粗细或形状加以区别以不同颜色来代表不同工作的内容。9.警告原理 当有不正常的现象发生时，能以声光或其他方式显示出各种“警告”的信号，以避免错误的发生。10.缓和原理 通过各种方法尽可能减少错误发生后所造成的危害程度。7.4 防错法防错装置处置流程不良不良预知预知检知检知异常停止异常停止防止遗漏防止遗漏预知警报预知警报状态正常开动与停止机能对可能出现的遗漏设法避免对异常和遗漏能检知并警报不良停止不良停止防止流出防止流出发生警报发生警报出现异常能停止设法让不良品不会流到下工序发生不良品能够警报停止停止防备防备警报警报方式防止错误防止错误7.4 防错法演讲完毕，谢谢观看！