面向產(chǎn)品裝配工藝的失效預(yù)測(cè)方法及應(yīng)用

岳維坤, 張有武, 梁敬儔, 許 波, 孫趙帥

(1.河北工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院,天津 300130,E-mail:ywk15069820623@163.com;2.國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心,天津 300130;3.中廣核研究院有限公司,廣州 518000)

裝配是將產(chǎn)品的零部件組合成最終產(chǎn)品的過(guò)程[1]。在整個(gè)裝配過(guò)程用所應(yīng)用的裝配方法、裝配工具及相關(guān)要求等都是按照裝配工藝的要求一步一步進(jìn)行的[2],因此裝配工藝才是決定產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素[3]。隨著制造業(yè)的發(fā)展和市場(chǎng)需求變化,企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)品類(lèi)更新迭代越加頻繁[4],新產(chǎn)品的裝配多采用舊有產(chǎn)品的裝配工藝或重新擬定全新的裝配工藝,經(jīng)常出現(xiàn)裝配工藝適應(yīng)性問(wèn)題[5],不利于企業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高成效的裝配目標(biāo)。針對(duì)此問(wèn)題,相關(guān)學(xué)者對(duì)裝配工藝從不同角度進(jìn)行了分析研究。

針對(duì)裝配工藝造成的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題,Zhou等人[6]為裝配工藝精度信息構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,并應(yīng)用微分運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換與仿真算法相結(jié)合的方式模擬不同工藝下的組裝狀態(tài)。Jeang等人[7]將零件形變與形變概率相結(jié)合作為公差應(yīng)用規(guī)劃公式預(yù)測(cè)出最佳裝配工藝。Cao等人[8]通過(guò)向量環(huán)獲取產(chǎn)品組裝功能,結(jié)合裝配函數(shù)得到每個(gè)維度的裝配特征。張弩等人[9]指出結(jié)構(gòu)分析在產(chǎn)品裝配中有這重要作用,而后有學(xué)者直接從CAD模型獲取信息[10-11]應(yīng)用相關(guān)算法等數(shù)據(jù)處理方法獲取精度適配性高的裝配工藝方法[12-13]。

針對(duì)裝配效率問(wèn)題,張磊等人[14]應(yīng)用模糊聚類(lèi)與零件相關(guān)性判斷方法得出最有的單元?jiǎng)澐謾C(jī)制提高整體裝配效率。Andres等人[15]通過(guò)分析裝配線上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的工作任務(wù)情況及操作問(wèn)題,為每個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)置時(shí)間考慮,從而提高產(chǎn)品單元環(huán)節(jié)裝配效率。?zcan等人[16]通過(guò)BLP模型與SA算法結(jié)合方法裝配線規(guī)劃為每個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)置節(jié)拍時(shí)間,并以此作為基礎(chǔ)提高裝配線效率。

Li等人[17]從控制成本的角度出發(fā),從應(yīng)用元?jiǎng)幼鞣治龇椒?引入成本失效的概念控制各個(gè)環(huán)節(jié)成本,從而找到更低成本裝配工藝。McKenna[18]和Wang[19]等人從組件的公差入手明確精度等級(jí)以新的公差分配方法分析工藝,實(shí)現(xiàn)裝配成本最小化。

徐建萍[20-21]和Ren等[22]站在企業(yè)角度,將企業(yè)資源納入裝配工藝分析范圍,優(yōu)化裝配工藝資源配置,最大程度保證裝配工藝的資源需求。

上述的研究取得了一定成果,但也存在以下問(wèn)題:

(1) 產(chǎn)品裝配工藝是多參數(shù)耦合的綜合系統(tǒng),單獨(dú)從效率、成本等角度去分析產(chǎn)品的裝配工藝缺乏全面性;因此,一種能夠反映裝配工藝多目標(biāo)參數(shù)要求的全面裝配工藝模型的研究是十分必要的;

(2) 目前的裝配分析和優(yōu)化方法多是事后分析,需要一種能夠在裝配工藝實(shí)施前有針對(duì)性進(jìn)行問(wèn)題預(yù)測(cè)和解決的專(zhuān)門(mén)方法。

針對(duì)以上問(wèn)題,論文從產(chǎn)品裝配工藝的全息分析模型研究入手,研究裝配工藝不同失效形式及特征,在產(chǎn)品裝配失效預(yù)測(cè)關(guān)鍵詞提取的基礎(chǔ)上,最終提出產(chǎn)品裝配失效的預(yù)測(cè)方法并建立其過(guò)程模型。實(shí)現(xiàn)裝配工藝的多目標(biāo)失效預(yù)測(cè),為產(chǎn)品裝配工藝失效解決提供理論和過(guò)程基礎(chǔ)。

1 裝配工藝全息模型構(gòu)建方法

1.1 裝配工藝模型研究

模型分析是分析產(chǎn)品裝配工藝常用的手段。常見(jiàn)的產(chǎn)品裝配工藝模型分析有裝配系統(tǒng)圖[23]、裝配工序信息結(jié)構(gòu)和工序分配網(wǎng)絡(luò)圖等方法[24-25]。

(1) 裝配系統(tǒng)圖:如圖1所示。主要用于分析待裝配產(chǎn)品的零部件組成,根據(jù)產(chǎn)品零部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將零部件串聯(lián)起來(lái),能夠清晰的表示產(chǎn)品的零件組成及其裝配順序。

圖1 裝配系統(tǒng)圖

(2) 裝配工序信息結(jié)構(gòu):如圖2所示。主要表示產(chǎn)品的邏輯結(jié)構(gòu)及裝配過(guò)程中各個(gè)元?jiǎng)幼鞯墓ば蛞?根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及企業(yè)現(xiàn)有條件將整個(gè)裝配過(guò)程分成若干個(gè)工序,而每一個(gè)工序又可以分為若干個(gè)工步,而每個(gè)工步中又包含該工步所涉及的零件,能夠?qū)⒄麄€(gè)產(chǎn)品裝配過(guò)程細(xì)致劃分,為后續(xù)的工作分配做好基礎(chǔ)。

圖2 裝配工序信息結(jié)構(gòu)

(3) 工序分配網(wǎng)絡(luò)圖:如圖3所示。主要表示產(chǎn)品裝配時(shí)各個(gè)裝配環(huán)節(jié)的串并聯(lián)關(guān)系、操作時(shí)間以及工位安排。其中圓圈內(nèi)部的數(shù)字表示節(jié)點(diǎn)編號(hào),其上方的數(shù)字表示該節(jié)點(diǎn)的節(jié)拍時(shí)間,根據(jù)圖中節(jié)點(diǎn)編號(hào)與節(jié)拍時(shí)間的安排,能夠讓每個(gè)工步與裝備線上的工作節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng),并根據(jù)每個(gè)工步所需的時(shí)間調(diào)整工作節(jié)點(diǎn)的位置,實(shí)現(xiàn)裝配時(shí)間合理分配以此提高產(chǎn)品裝配效率。

圖3 裝配工序網(wǎng)絡(luò)圖

上述裝配分析模型分別對(duì)準(zhǔn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和裝配順序、工序和工步劃分、工位分配和時(shí)間安排分別給出了模型化表示,但是裝配是一整個(gè)連續(xù)的過(guò)程,各個(gè)部分之間的銜接也是非常重要的。因此要完整的表達(dá)裝配工藝,需要建立新的模型將裝配中所要表達(dá)的關(guān)鍵信息整合表達(dá)出來(lái)。

1.2 裝配工藝全息模型及其構(gòu)建方法

通過(guò)前文的研究發(fā)現(xiàn),不管是對(duì)裝配工藝哪個(gè)方面的分析或改進(jìn)都離不開(kāi)以下這些關(guān)鍵信息:產(chǎn)品零件組成、基準(zhǔn)件選擇、裝配精度、產(chǎn)品裝配順序、產(chǎn)品裝配單元?jiǎng)澐?、裝配設(shè)備或工具、節(jié)拍時(shí)間等。劉檢華等人[26]也在近些年裝配研究綜述中指出上述關(guān)鍵信息與裝配工藝的優(yōu)化與改進(jìn)有重要關(guān)系。因此,論文結(jié)合上述三種分析方法提出了包含裝配工藝關(guān)鍵信息的裝配工藝全息模型及其符號(hào)表示,如圖4所示。

圖4 裝配工藝全息模型及其符號(hào)表示

其中,產(chǎn)品的零件表示為圖4中的系統(tǒng)內(nèi)單元,其中R表示零件的編號(hào),防止產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相似造成混淆;W表示零件名稱(chēng),在大多數(shù)情況下,設(shè)計(jì)者可以直接通過(guò)零件名稱(chēng)形象出零件的大致結(jié)構(gòu);N表示零件的數(shù)量,對(duì)于基準(zhǔn)零件用紅色邊框表示。零件間的裝配精度用圖例中的系統(tǒng)內(nèi)作用的箭頭表示,在標(biāo)識(shí)裝配精度前,設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)零件的待裝配產(chǎn)品具體精度情況劃分不同的精度等級(jí)并應(yīng)用不同顏色的箭頭標(biāo)識(shí)。裝配的順序則是以序號(hào)的形式寫(xiě)在O的位置,數(shù)字小的零件先進(jìn)行裝配。裝配時(shí)間包括該裝配動(dòng)作從開(kāi)始拿到兩個(gè)零件到整個(gè)裝配動(dòng)作完成,包括使用工具定位、夾緊等操作在內(nèi)的所有時(shí)間,企業(yè)先規(guī)劃出整個(gè)產(chǎn)品裝配中的最小時(shí)間單位,并將對(duì)應(yīng)裝配環(huán)節(jié)所需的時(shí)間單位標(biāo)在T的位置,其中時(shí)間單位一般為某個(gè)耗時(shí)最短的裝配環(huán)節(jié)的裝配時(shí)間。最后時(shí)裝配過(guò)程中所需的工具或設(shè)備,用系統(tǒng)間作用表示。系統(tǒng)間作用符號(hào)的指向表示系統(tǒng)內(nèi)作用箭頭的連線上,表示該模塊所表示的設(shè)備工具使用用于所指系統(tǒng)內(nèi)作用這個(gè)裝配環(huán)節(jié)的,其中B表示作用于被動(dòng)裝配部件的工具,A表示作用于主動(dòng)裝配部件的工具,其中系統(tǒng)內(nèi)作用的箭頭所指向的部件為被動(dòng)裝配部件,反之則為主動(dòng)裝配部件。

裝配工藝全息模型的構(gòu)建包括3個(gè)步驟:

(1) 檢查待裝配產(chǎn)品的零件圖和裝配圖,熟悉產(chǎn)品的零件組成及各個(gè)零件的結(jié)構(gòu),區(qū)分出已有工藝中的裝配單元,并按照劃分好的裝配單元,將每個(gè)單元中所需的零件繪制成系統(tǒng)內(nèi)單元模塊的形式;

(2) 分析每一個(gè)零件裝配時(shí)所需的工具、設(shè)備等條件,按照每個(gè)裝配過(guò)程的作用繪制出系統(tǒng)間作用模塊。

(3) 根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將產(chǎn)品零部件用系統(tǒng)內(nèi)作用連接起來(lái),再根據(jù)每個(gè)裝配動(dòng)作連接對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)間作用模塊,并標(biāo)注系統(tǒng)間作用模塊中的信息,按照裝配單元?jiǎng)澐?在模型圖中畫(huà)出裝配單元將裝配單元中的所有零件用虛線框標(biāo)識(shí),并將裝配基準(zhǔn)用紅色線條標(biāo)識(shí)。繪制完成如圖4所示的裝配工藝全息模型。

2 裝配工藝失效預(yù)測(cè)的引導(dǎo)

圖4所示的裝配工藝全息模型是產(chǎn)品裝配工藝失效預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。產(chǎn)品裝配工藝的失效預(yù)測(cè)將針對(duì)該全息模型進(jìn)行逆向提問(wèn),用分析者能夠得到的讓目標(biāo)系統(tǒng)失效的所有方式審視整個(gè)系統(tǒng),判斷該系統(tǒng)在預(yù)期情境下是否會(huì)失效[27]。在裝配工藝全息模型中包含了目標(biāo)產(chǎn)品在裝配階段的關(guān)鍵信息,設(shè)計(jì)者可基于關(guān)鍵信息對(duì)原有的裝配工藝進(jìn)行逆向提問(wèn),預(yù)測(cè)所有可能的失效模式。

2.1 裝配工藝失效

失效的定義是宏觀層面對(duì)整個(gè)裝配過(guò)程及其結(jié)果的要求。Zia等人[28]指出裝配是一個(gè)多目標(biāo)的任務(wù),而且HHM模型[29]從安全、質(zhì)量、環(huán)境、成本、效率、資源等6個(gè)角度給出相應(yīng)的要求。為了確保失效預(yù)測(cè)的全面性,相對(duì)的裝配工藝失效從這6個(gè)角度給出不同的定義:安全失效、質(zhì)量失效、環(huán)境失效、成本失效、效率失效、資源失效。如表1所示。

表1 不同角度下的裝配失效定義

2.2 失效特征關(guān)鍵詞

將裝配工藝失效落實(shí)到微觀層面,必須針對(duì)系統(tǒng)中劃分的具體裝配工藝步驟進(jìn)行逆向提問(wèn)。逆向提問(wèn)的核心是失效關(guān)鍵詞,為了保證所有可能發(fā)生失效都被關(guān)注到,必須將失效特征以失效關(guān)鍵詞的形式表達(dá)并與表1失效類(lèi)型建立聯(lián)系,論文統(tǒng)計(jì)了現(xiàn)有裝配工藝中的失效模式并按照表1中的失效類(lèi)型分類(lèi),對(duì)每一類(lèi)失效類(lèi)型中失效模式進(jìn)行特征提取,將所獲取的失效特征凝練得到不同類(lèi)型裝配工藝失效的失效關(guān)鍵詞,如表2所示。

表2 裝配工藝設(shè)計(jì)各階段失效關(guān)鍵詞及解釋

裝配工藝的失效預(yù)測(cè)將在裝配工藝全息模型每個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)用具體失效關(guān)鍵詞進(jìn)行逐級(jí)逆向提問(wèn),通過(guò)多次迭代提問(wèn)預(yù)測(cè)裝配工藝所有可能存在的失效。并按照表1中提出的6種失效類(lèi)別進(jìn)行分類(lèi)。

由于機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件數(shù)量繁多、存在多種耦合作用的影響等特點(diǎn)[30],在使用逆向提問(wèn)方法進(jìn)行預(yù)測(cè)后,受逆向提問(wèn)“放大化、絕對(duì)化”的特點(diǎn)的影響,導(dǎo)致所預(yù)測(cè)出來(lái)的失效并不一定會(huì)真的發(fā)生,因此需要基于TRIZ中的資源分析對(duì)逆向提問(wèn)預(yù)測(cè)出的失效進(jìn)行篩選,剔除不可能發(fā)生的失效,從而得到確定發(fā)生的失效模式;然后利用TRIZ中的問(wèn)題解決工具,如物質(zhì)-場(chǎng)分析等,對(duì)失效進(jìn)行解決。

3 裝配工藝的失效預(yù)測(cè)過(guò)程模型

基于以上研究,論文提出的產(chǎn)品裝配工藝失效預(yù)測(cè)方法的可應(yīng)用過(guò)程模型如圖5所示。

圖5 裝配工藝失效預(yù)測(cè)過(guò)程模型

使用步驟分為:

(1) 了解目標(biāo)產(chǎn)品,明確產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)組成及該產(chǎn)品的原有工藝;

(2) 整理企業(yè)現(xiàn)有資源,結(jié)合目標(biāo)產(chǎn)品原有工藝,繪制裝配工藝全息模型,再?gòu)脑醒b配工藝中獲取相關(guān)信息將裝配工藝全息模型補(bǔ)充完整;

(3) 應(yīng)用不同類(lèi)型的失效關(guān)鍵詞對(duì)構(gòu)建出的裝配工藝全息模型進(jìn)行逆向提問(wèn),將存在失效特征的裝配環(huán)節(jié)匯總出來(lái),以待后續(xù)篩選與解決。其中逆向提問(wèn)的順序默認(rèn)與圖5中的順序一致,也可根據(jù)具體產(chǎn)品及企業(yè)要求做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整;

(4) 將所有預(yù)測(cè)出的失效環(huán)節(jié)匯總并應(yīng)用TRIZ中的資源分析與企業(yè)失效環(huán)節(jié)試裝評(píng)定的方式判斷失效是否真的會(huì)發(fā)生,對(duì)于確定發(fā)生的失效應(yīng)用構(gòu)建物質(zhì)-場(chǎng)模型,并應(yīng)用物質(zhì)-場(chǎng)模型變換的方法依次進(jìn)行失效解決,最終得到最終工藝。

4 工程案例

隨著電器在生活中的普及,插座是家庭中必備的物件,為了保障家庭用電安全防觸電保護(hù)門(mén)這項(xiàng)安全性能顯得尤為重要。插座保護(hù)門(mén)是應(yīng)用尤為廣泛的一項(xiàng)保護(hù)措施,GB/T 2099.1也對(duì)其做了明確的規(guī)定。其中家用五孔插座彈簧保護(hù)門(mén)在其中的應(yīng)用最為廣泛。但是在五孔插座的裝配過(guò)程中,主要還是應(yīng)用流水線裝配的方式,由單人完成整個(gè)五孔插座的裝配,但是在目前的裝配工藝下,五孔插座的裝配不能達(dá)到企業(yè)預(yù)期的要求,存在裝配工藝失效,論文采用面向裝配工藝的失效預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)五孔插座裝配工藝失效形式,為后續(xù)企業(yè)的工藝改進(jìn)提供必要基礎(chǔ)。

步驟1:明確產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工作原理。

針對(duì)五孔插座的結(jié)構(gòu)圖、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等資料進(jìn)行分析,明確其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6所示,其結(jié)構(gòu)名稱(chēng)從左到右依次為內(nèi)框、邊框、面板、蓋板、保護(hù)門(mén)彈簧、三孔保護(hù)門(mén)、二孔保護(hù)門(mén)、保護(hù)門(mén)彈簧、零線插槽、火線插槽、地線插槽、基座、安裝架、接線柱(三個(gè))、接線螺栓(三個(gè))。

圖6 五孔插座結(jié)構(gòu)圖

主要原理是:正常情況下插座的插孔是由保護(hù)門(mén)擋住保護(hù)用戶(hù)安全,當(dāng)插頭插入時(shí),插頭擠壓保護(hù)門(mén)斜角,因?yàn)楸Ｗo(hù)門(mén)在插入方向自由度受限制,保護(hù)門(mén)會(huì)向垂直方向運(yùn)動(dòng)擠壓彈簧,此時(shí)插頭可以順利插入,與后方基座連通順利接通電源。驗(yàn)收時(shí)在安全要求層面,插座的各項(xiàng)安全指標(biāo)應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),在功能層面,當(dāng)插頭插入使保護(hù)門(mén)效應(yīng)順利打開(kāi),并且插頭應(yīng)與插套充分接觸,當(dāng)插頭拔出時(shí),保護(hù)門(mén)受彈簧彈力自動(dòng)閉合。

步驟2:構(gòu)建裝配工藝全息模型。

閱讀企業(yè)中已有的五孔插座裝配工藝。在企業(yè)原有的裝配工藝中主要采用的是固定裝配,整個(gè)插座的組裝是由一個(gè)人在固定點(diǎn)完成。在原有的裝配工藝中將蓋板、三孔保護(hù)門(mén)、三孔保護(hù)門(mén)彈簧、二孔保護(hù)門(mén)、二孔保護(hù)門(mén)彈簧作為一個(gè)裝配單元,將火線插槽、零線插槽、地線插槽、基座作為一個(gè)裝配單元,這兩個(gè)單元的裝配屬于并列關(guān)系并沒(méi)有先后順序要求,在兩個(gè)裝配單元裝配完成后將這兩個(gè)單元先裝配起來(lái),之后按照接線柱、接線螺栓、安裝架、面板、邊框、內(nèi)框,這個(gè)順序進(jìn)行裝配。在此基礎(chǔ)上,首先,根據(jù)步驟1中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),繪制每一個(gè)零件的系統(tǒng)內(nèi)單元模型,并標(biāo)注裝配基準(zhǔn)件與裝配單元組合,再將存在裝配關(guān)系的單元應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)作用連接起來(lái);其次,按照原有裝配工藝要求統(tǒng)計(jì)每一個(gè)裝配元?jiǎng)幼魉韫ぞ?并將繪制為系統(tǒng)間作用模型,連接到對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)內(nèi)作用模塊上;最終,檢查補(bǔ)充模型中裝配順序、裝配時(shí)間單位等信息。得到五孔插座的裝配工藝全息模型,如圖7所示。

圖7 五孔插座原有裝配工藝全息模型

步驟3:基于關(guān)鍵詞的裝配工藝失效預(yù)測(cè)。

應(yīng)用表2中的關(guān)鍵詞對(duì)該裝配工藝全息模型進(jìn)行提問(wèn),為了驗(yàn)證失效預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性,避免逆向提問(wèn)“放大化”、“絕對(duì)化”的影響需要對(duì)初步預(yù)測(cè)出的8中失效模式應(yīng)用TRIZ方法進(jìn)行篩選最終得到可能發(fā)生的失效模式如表3所示。

表3 可能發(fā)生的失效

(1) 由于火線插槽與零線插槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在彎折處容易劃傷工人的手,造成安全失效,但應(yīng)企業(yè)要求,工人在工作時(shí)需要佩戴乳膠手套,其物質(zhì)-場(chǎng)模型如圖8所示,因此是失效不會(huì)發(fā)生;

圖8 物質(zhì)-場(chǎng)模型

(2) 工人在裝配二孔保護(hù)門(mén)時(shí)彈簧受力不均彎折無(wú)法繼續(xù)使用造成成本失效,試裝后專(zhuān)家評(píng)分結(jié)果的均值在區(qū)間[0.6, 0.8]之內(nèi),該失效可能發(fā)生;

(3) 受基座與接線柱結(jié)構(gòu)的影響,工人在裝配接線柱時(shí)只用手在不借助其他工具的情況下很難講接線柱裝配到指定位置造成資源失效,且經(jīng)過(guò)資源檢索,企業(yè)內(nèi)缺少這樣的工具,因此該失效可能發(fā)生;

(4) 接線柱在裝配后與對(duì)應(yīng)的插槽接觸不足導(dǎo)致斷路,不符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)造成質(zhì)量失效,試裝后專(zhuān)家評(píng)分結(jié)果的均值在區(qū)間[0.4, 0.6]之內(nèi),該失效可能發(fā)生;

(5) 在裝配單元①與裝配單元②裝配時(shí),三孔保護(hù)門(mén)門(mén)發(fā)生錯(cuò)位造成質(zhì)量失效,試裝后專(zhuān)家評(píng)分結(jié)果的均值在區(qū)間[0, 0.2)之內(nèi),該失效不會(huì)發(fā)生;

(6) 三孔保護(hù)門(mén)裝配時(shí)存在多次定位,造成效率失效,試裝后專(zhuān)家評(píng)分結(jié)果的均值在區(qū)間[0, 0.2)之內(nèi),該失效不會(huì)發(fā)生;

(7) 三孔保護(hù)門(mén)裝配時(shí)三孔保護(hù)門(mén)彈簧存在多次定位,造成效率失效,試裝后專(zhuān)家評(píng)分結(jié)果的均值在區(qū)間(0.8,1]之內(nèi),該失效可能發(fā)生;

(8) 火線插槽與零線插槽結(jié)構(gòu)相似,裝配時(shí)出現(xiàn)混淆造成效率失效,試裝后專(zhuān)家評(píng)分結(jié)果的均值在區(qū)間[0.2, 0.4)之內(nèi),該失效可能發(fā)生。

針對(duì)上述預(yù)測(cè)出的失效問(wèn)題,企業(yè)應(yīng)用TRZ中的物質(zhì)-場(chǎng)變換方法對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。不同失模式的改進(jìn)方案如表4所示。企業(yè)針對(duì)不同的失效模式分別選擇了解決方案1.1、2.1、3.2、4.2、5.2,對(duì)原有工藝進(jìn)行改進(jìn),經(jīng)驗(yàn)證企業(yè)通多上述方法的工藝改進(jìn)后降低了廢次品率。

表4 失效模式的物質(zhì)-場(chǎng)模型及對(duì)應(yīng)的解決方案

5 結(jié)論

為解決裝配工藝分析的滯后性和單一性問(wèn)題,論文提出了面向裝配工藝的失效預(yù)測(cè)方法。通過(guò)建立了裝配工全息模型用來(lái)全面表示產(chǎn)品裝配中所設(shè)計(jì)的信息,重新定義了裝配工藝的失效形式,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合產(chǎn)品裝配特點(diǎn)及裝配失效關(guān)鍵特征,確定產(chǎn)品裝配工藝失效的失效關(guān)鍵詞,在裝配工藝全息模型的基礎(chǔ)上應(yīng)用不同失效形式關(guān)鍵詞進(jìn)行逆向提問(wèn),發(fā)現(xiàn)裝配工藝的失效模式,實(shí)現(xiàn)了裝配工藝的失效預(yù)測(cè)。面向裝配工藝的失效預(yù)測(cè)方法針對(duì)裝配工藝多目標(biāo)要求,解決了裝配工藝的分析滯后性問(wèn)題,為后續(xù)的工藝優(yōu)化明確目標(biāo)、指明方向。最后,應(yīng)用該方法對(duì)現(xiàn)有五孔插座裝配工藝進(jìn)行了失效預(yù)測(cè),并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用TRIZ的相關(guān)工具完成了五孔插座裝配工藝的優(yōu)化。