基于SPC模式在自動化生產(chǎn)線控制應(yīng)用研究

文華

摘要：隨著工業(yè)4.0的推進，空調(diào)總裝組裝生產(chǎn)線自動化生產(chǎn)程度不斷提高，常規(guī)生產(chǎn)模式下人工采集數(shù)據(jù)錄入分析解決生產(chǎn)問題，已經(jīng)影響到自動化生產(chǎn)線質(zhì)量及效率提高，通過采用在線統(tǒng)計過程控制（SPC）進行仿真控制，利用統(tǒng)計學(xué)原理在線分析、診斷，實現(xiàn)高效自動化生產(chǎn)控制及質(zhì)量保障。

關(guān)鍵詞：統(tǒng)計過程控制（SPC）;自動化生產(chǎn)：RFID技術(shù)

中圖分類號：TP3893

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-6487（2019）03-0016-02

0引言

空調(diào)器的室外機是空調(diào)核心關(guān)鍵部件集中區(qū)域，因此室外機生產(chǎn)及質(zhì)量控制能力，直接影響到空調(diào)器的優(yōu)劣，同時隨著生產(chǎn)線自動化程度不斷提高，然而在目前自動化生產(chǎn)過程目前大多數(shù)采用線上人工錄入，線下技術(shù)人員分析問題，更甚在異常波動出現(xiàn)之后進行才進行調(diào)查整改，導(dǎo)致無法快速有效的區(qū)分偶然波動及異常波動，消耗大量時間及資源而不能從根源上遏制異常波動的機會，制約對自動化生產(chǎn)線過程質(zhì)量控制及效率提升，通過自動化數(shù)據(jù)采集及分析手段，將過程靜態(tài)控制轉(zhuǎn)化動態(tài)跟蹤分析是必然趨勢;因此需要及時的在室外機生產(chǎn)線建立統(tǒng)計過程控制（SPC）模式，以提升自動化生產(chǎn)控制能力。

為解決這一普遍問題，實現(xiàn)生產(chǎn)線自動控制，建立自動統(tǒng)計過程控制（SPC）模式，研究特征數(shù)據(jù)的變化規(guī)律及趨勢，不斷完善生產(chǎn)控制方法和工作狀態(tài)，預(yù)防及控制自動化生產(chǎn)線工序異常，消除由異常原因引起的異常波動，及時采取措施并納入標(biāo)準(zhǔn)化管理，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量可靠性，保障自動化生產(chǎn)線的高效輸出。

1統(tǒng)計過程控制（SPC）理論

SPC（StatisticalProcessControl）是一種制造控制方法，是將制造中的控制項目，依其特性所收集的數(shù)據(jù)，通過過程能力的分析與過程標(biāo)準(zhǔn)化，發(fā)掘過程中的異常，并立即采取改善措施，使過程恢復(fù)正常的方法1。根據(jù)國標(biāo)GB/T4091-2001《常規(guī)控制圖》中規(guī)定了8種判異準(zhǔn)則及可能原因分析。

2自動數(shù)據(jù)采集方案

統(tǒng)計過程控制（SPC）應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)對過程的各個階段進行監(jiān)控，高效的數(shù)據(jù)采集方式及方法是實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控基礎(chǔ)，而采用人工作業(yè)記錄異常數(shù)據(jù)方式，對人員責(zé)任心要求較高，售后數(shù)據(jù)分析無法及時分析原因，對于生產(chǎn)過程中的異常波動無法及時的反饋糾正，因此建立過程檢測數(shù)據(jù)自動采集的必要性就得以體現(xiàn)。

對于目前的空調(diào)器的室外機生產(chǎn)的現(xiàn)狀，我們采用條碼化（包含二維碼等，下同）與RFID系統(tǒng)并行的數(shù)據(jù)采集方案，完成自動化生產(chǎn)線生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集[2]。

物料來料的條碼化已經(jīng)形成完善的防錯掃描系統(tǒng)，對物料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集只需要利用公司服務(wù)器就可以完成數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)、使用。但是在勞動密集型生產(chǎn)線上條碼的位置的差異，以及產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)差異給自動讀取帶來的不確定因素，將條碼化采集方式的抗干擾性不足劣勢放大，已經(jīng)難以滿足自動化生產(chǎn)的需求。

對此我們分析空調(diào)總裝組裝生產(chǎn)線的相關(guān)崗位，在抽真空工位、制冷劑充注工位、電氣安全測試工位、商檢測試工位等同步建立RFID系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，測試數(shù)據(jù)是通過RFID系統(tǒng)的通信線路通過RS-485完成與計算機之間的通訊，每一個RFID控制盒與其對應(yīng)通訊的計算機作為一個通訊單元，其數(shù)據(jù)錄入方式，實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)在線錄入。在利用以太網(wǎng)將讀取的數(shù)據(jù)傳送到中心計算機，通過服務(wù)器實現(xiàn)對采集的條碼數(shù)據(jù)和RFID讀取的數(shù)據(jù)的整合，最終形成條碼化與RFID并行的數(shù)據(jù)采集方案。當(dāng)生產(chǎn)線采用臺站式，在抽真空、制冷劑充注、商檢測試使用的設(shè)備較多，每一個臺站單獨放置一個RFID控制盒，來防止數(shù)據(jù)讀取過程中錯誤。RFID系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集流程如圖1所示。

過程工藝環(huán)境參數(shù)的采集，則可以利用通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用ZigBee組網(wǎng)模式形成系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集及管控，通過公司服務(wù)器完成數(shù)據(jù)的交換[3]。

3SPC控制的選擇

對零部件及產(chǎn)品性能關(guān)鍵質(zhì)量特性完成識別，并采集相關(guān)質(zhì)量特性數(shù)據(jù)，對關(guān)鍵控制點進行測量，決定使用合適的分析用控制圖，通過自動采集的數(shù)據(jù)，建立計算機合適的抽樣方案，完成對控制圖的評估，對于影響控制圖持續(xù)監(jiān)控的因素需要及時消除，使判斷過程處于受控狀態(tài)，體現(xiàn)SPC預(yù)防控制的作用，控制圖基本選擇方案及模式如圖2所示。

4SPC控制過程的實施

利用SPC控制圖來判斷異常，確定過程的狀態(tài)，為此在SPC控制圖的過程持續(xù)監(jiān)控過程中，我們是通常的假定質(zhì)量特性服從正態(tài)分布基礎(chǔ)上進行的，如下圖，我們通過建立條碼化的對防靜電設(shè)備工裝進行編號，以及商檢測試過程自動數(shù)據(jù)，通過服務(wù)器的分析處理，利用建立在Windows為前臺的操作平臺和公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)為運行環(huán)境，實現(xiàn)車間現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備自動數(shù)據(jù)控制和處理，實現(xiàn)操作過程關(guān)鍵工序質(zhì)量的預(yù)防與改善，根據(jù)數(shù)據(jù)判異原則實現(xiàn)對生產(chǎn)線管控在這過程總我們建立信號輸入端、數(shù)據(jù)處理中心，過程監(jiān)控模塊，以及自動數(shù)據(jù)采集方案對未佩戴靜電腳環(huán)、靜電腳環(huán)異常、離子風(fēng)機消除靜電能力等參數(shù)進行監(jiān)控，以及產(chǎn)品測試結(jié)果的分析和控制，成功建立預(yù)防防靜電失效的控制體系，減少靜電對敏感的元器件件損壞[5]。

同時也應(yīng)該注意到，實際生產(chǎn)過程中生產(chǎn)過程環(huán)境是不斷變化，偶然因素的干擾不可避免，因此我們需要滿足以下4點：①利用計算機采集的數(shù)據(jù)，不得進行人為的干擾。②數(shù)據(jù)變化較大，對環(huán)境的分析是不可缺少的動作。③偶然因素的干擾導(dǎo)致的數(shù)據(jù)的波動，需要及時的排除干擾因素。④選擇正確控制圖，避免對工藝狀態(tài)的誤判。

5結(jié)束語

通過SPC原理對空調(diào)器自動化生產(chǎn)線進行控制，作為企業(yè)質(zhì)量管理的重要組成部分，建立SPC控制技術(shù)與計算機信息技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、條碼技術(shù)、RFID技術(shù)相互集合的體系，改變數(shù)據(jù)采集和處理的方式，實現(xiàn)對空調(diào)器室外機組裝車間自動化質(zhì)量管控方式提升，對質(zhì)量信息，質(zhì)量過程管控信息，以及質(zhì)量預(yù)警控制信息得到及時的處理和統(tǒng)計、評價，提升分析處理的速度，提高空調(diào)器自動化生產(chǎn)線質(zhì)量控制的時效，滿足質(zhì)量控制的需求，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

參考文獻

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