導(dǎo)讀：對于制造業(yè)企業(yè)而言，避免產(chǎn)品缺陷，降低安全生產(chǎn)事故的幾率，最好的辦法就是預(yù)防。而“防呆防錯(cuò)”就是從預(yù)防的角度出發(fā)，采取有效措施盡可能避免生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的差錯(cuò)，并避免由于差錯(cuò)而產(chǎn)生的質(zhì)量問題以及安全生產(chǎn)問題。

在生產(chǎn)制造過程中，容易出現(xiàn)各種各樣的錯(cuò)誤，不僅可能會(huì)造成物料浪費(fèi)、生產(chǎn)返工、產(chǎn)品缺陷、經(jīng)濟(jì)損失等，導(dǎo)致與制造業(yè)所追求的質(zhì)量管理“零缺陷”的目標(biāo)背道而馳；嚴(yán)重的甚至還可能會(huì)造成安全事故、人員傷亡等。

比如，2022年4月17日，浙江某公司內(nèi)一外包車間發(fā)生因操作工誤操作而導(dǎo)致的中毒事故，且施救人員因未穿戴安全防護(hù)用品盲目施救，導(dǎo)致中毒事故擴(kuò)大，事故共造成3死3傷。2022年4月9日,東莞某精密壓鑄公司發(fā)生因員工違規(guī)操作壓鑄機(jī)而導(dǎo)致的機(jī)械傷害事故，事故造成該員工頭部被機(jī)器模具擠壓，當(dāng)場身亡。

對于制造業(yè)企業(yè)而言，避免產(chǎn)品缺陷，降低安全生產(chǎn)事故的幾率，最好的辦法就是預(yù)防。而“防呆防錯(cuò)”就是從預(yù)防的角度出發(fā)，采取有效措施盡可能避免生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的差錯(cuò)，并避免由于差錯(cuò)而產(chǎn)生的質(zhì)量問題以及安全生產(chǎn)問題。如今，各類防呆防錯(cuò)解決方案已被逐漸發(fā)明出來，用于分工日益精細(xì)、質(zhì)量與安全要求越來越高的現(xiàn)代制造業(yè)中。本文主要對工廠生產(chǎn)制造過程中的防呆防錯(cuò)解決方案進(jìn)行盤點(diǎn)和介紹。

一、工廠防呆防錯(cuò)助力質(zhì)量管理“零缺陷”

1949年，美國工程師愛德華?墨菲（Edward A. Murphy）提出了著名的“墨菲定律”，也稱“墨菲法則”、“墨菲定理”，原文為“如果有兩種或兩種以上的方式去做某件事情，而其中一種選擇方式將導(dǎo)致災(zāi)難，則必定有人會(huì)做出這種選擇”；其根本內(nèi)容是“如果事情有變壞的可能，不管這種可能性有多小，它總會(huì)發(fā)生”。

它所帶來的啟發(fā)，一是不能忽視小概率事件，即使是小錯(cuò)誤的發(fā)生，也可能引起大的禍患；二是面對極有可能發(fā)生的錯(cuò)誤，預(yù)防得當(dāng)可以減少錯(cuò)誤發(fā)生的幾率。作為一種心理學(xué)效應(yīng)，“墨菲定律”適用于所有受概率影響的事件和心理，同樣也包括工廠的生產(chǎn)制造與質(zhì)量管理過程。

“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測”，簡稱“5M1E”，是生產(chǎn)管理的六大要素，也是全面質(zhì)量管理（Total Quality Management，TQM）理論中的六個(gè)影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素。對制造業(yè)而言，最擔(dān)心的就是出現(xiàn)產(chǎn)品缺陷，而“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測”各個(gè)環(huán)節(jié)都有可能導(dǎo)致缺陷的發(fā)生。

這其中，“人”是最重要的因素，也是最不穩(wěn)定和最不可控的因素，是最大的風(fēng)險(xiǎn)源。無論是設(shè)備的操作、檢修、保養(yǎng)，還是材料的驗(yàn)收把關(guān)，以及作業(yè)方法的遵守和改進(jìn)，都依靠工人的智慧和積極性。但是，“人”犯錯(cuò)是自然事件，所有的人都會(huì)犯錯(cuò)，無意識(shí)的錯(cuò)誤不僅是可能的，而且是難以完全避免的。

比如，長時(shí)間重復(fù)性的工作，不僅會(huì)使操作者產(chǎn)生疲倦、遲鈍，對于一些外形、顏色、觸感相似的物料敏感度下降，也會(huì)對一些零件判別產(chǎn)生遲鈍，容易造成錯(cuò)裝、漏裝。在生產(chǎn)制造過程中，這些人為錯(cuò)誤不僅存在，而且還會(huì)影響“機(jī)、料、法、環(huán)、測”等因素。

有人曾總結(jié)了錯(cuò)誤發(fā)生的十大原因，包括遺忘、誤解、對過程/作業(yè)不熟悉、識(shí)別錯(cuò)誤、缺乏經(jīng)驗(yàn)、疏忽、行動(dòng)遲緩、缺乏適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)指導(dǎo)、突發(fā)事件、故意失誤等，這其中“人”的因素占據(jù)了絕大部分；而對應(yīng)到生產(chǎn)制造過程中，可能造成的后果則是漏掉某個(gè)工序、作業(yè)失誤、工件設(shè)置失誤、缺件、漏掉零件、工件加工錯(cuò)誤、誤操作、調(diào)整失誤、設(shè)備參數(shù)不當(dāng)、工裝夾具不當(dāng)?shù)取?/p>

為了采取措施來預(yù)防產(chǎn)品缺陷以及錯(cuò)誤發(fā)生的誘因，豐田生產(chǎn)體系創(chuàng)建人、工業(yè)工程領(lǐng)域著名的品質(zhì)管理專家新鄉(xiāng)重夫（Shigeo Shingo），根據(jù)其長期從事現(xiàn)場質(zhì)量改進(jìn)的豐富經(jīng)驗(yàn)，首創(chuàng)了POKE-YOKE的概念，并將其發(fā)展成用獲得零缺陷，最終免除質(zhì)量檢驗(yàn)的工具。

POKE-YOKE（Error Proofing或Fool Proofing），意為防錯(cuò)誤/防呆技術(shù)，也即讓呆笨的人來做事也不會(huì)做錯(cuò)。其主要目的是預(yù)防生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的差錯(cuò)，并避免由于差錯(cuò)而產(chǎn)生的質(zhì)量問題與安全生產(chǎn)問題。其基本原理為“用一套設(shè)備或方法使作業(yè)者在作業(yè)時(shí)直接可以明顯發(fā)現(xiàn)缺陷或使操作失誤后不產(chǎn)生缺陷”。

長期以來，被各大企業(yè)所沿用的防止人為錯(cuò)誤的主要措施是“培訓(xùn)與懲罰”，也就是對操作人員進(jìn)行大量培訓(xùn)，管理者也一直勸誡操作人員在工作上要更加認(rèn)真努力，要有質(zhì)量意識(shí)；而當(dāng)錯(cuò)誤發(fā)生的時(shí)候，管理者則往往采取扣工資、扣獎(jiǎng)金等方式，對出現(xiàn)差錯(cuò)的操作人員進(jìn)行懲罰。

然而，大量實(shí)踐與研究證明，“培訓(xùn)與懲罰”的防錯(cuò)糾錯(cuò)方式并不太成功。

這是因?yàn)椋m然通過培訓(xùn)確實(shí)可以避免相當(dāng)一部分的人為失誤，比如，對過程/作業(yè)不熟悉，缺乏工作經(jīng)驗(yàn)、缺乏適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)指導(dǎo)所導(dǎo)致的失誤。但由于人為疏忽、忘記等所造成的失誤卻很難防止。

而且，出錯(cuò)后采取懲罰的方式，雖然出發(fā)點(diǎn)在于警示操作人員，讓其吸取教訓(xùn)，但是也可能使其長期處于消極狀態(tài)中，產(chǎn)生負(fù)面情緒反應(yīng)和行為，反而還可能埋下新的隱患。

防呆防錯(cuò)是從預(yù)防角度出發(fā)所采取的預(yù)防措施。其特點(diǎn)在于，一是全檢產(chǎn)品但不增加作業(yè)者負(fù)擔(dān)；二是必須滿足防錯(cuò)防呆規(guī)定的操作要求，作業(yè)方可完成；三是盡可能低成本；四是實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，實(shí)時(shí)反饋。

因此，對制造業(yè)的工廠而言，防錯(cuò)防呆意味著“第一次就把事情做好”，以及“有人疏忽或者外行人來做也不會(huì)出錯(cuò)”，其優(yōu)勢在于將對質(zhì)量的把控環(huán)節(jié)直接融入生產(chǎn)過程，帶來的直接結(jié)果就是提升產(chǎn)品質(zhì)量，減少由于檢查而導(dǎo)致的浪費(fèi)，并消除返工及其引起的浪費(fèi)。

而且，通過采取防錯(cuò)防呆措施，也能提高生產(chǎn)效率，并防止操作人員因失誤或其它原因而引起的安全隱患，降低安全事故的發(fā)生幾率，保障生產(chǎn)流程正常運(yùn)行。

二、防呆防錯(cuò)的五大思路與十大原理

防呆防錯(cuò)是一門技術(shù)，它采用一系列方法和工具，旨在最大限度地防止各類錯(cuò)誤的發(fā)生。而且，即使錯(cuò)誤發(fā)生后，也能第一時(shí)間知曉并停止，將損害降至最低，并避免不再繼續(xù)發(fā)生同樣的錯(cuò)誤。

一般而言，防呆防錯(cuò)可從三個(gè)維度來考慮：消滅錯(cuò)誤發(fā)生的原因；即使犯錯(cuò)也不會(huì)產(chǎn)生不良；防止不良品流出。而基于以上三個(gè)維度，防呆防錯(cuò)有五大基本思路：消除失誤、替代、簡化作業(yè)、檢測和減少失誤。

??其中，消除失誤，也即通過對產(chǎn)品及制造過程的重新設(shè)計(jì)，加入防錯(cuò)方法，以達(dá)到消除可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤的目的。

??替代是對硬件設(shè)施進(jìn)行更新和改善，使過程不過多依賴于作業(yè)人員，從而降低由于人為原因造成的失誤(占失誤的部分)。這種防錯(cuò)方法可以大大降低失誤率，但其缺點(diǎn)是投入過大，而且，由于設(shè)備問題導(dǎo)致的失誤也無法防止。

??簡化作業(yè)是通過合并、削減等方法對作業(yè)流程進(jìn)行簡化。削減、簡化和合并操作流程，相當(dāng)于為減少失誤創(chuàng)造了條件。在新產(chǎn)品開發(fā)階段、生產(chǎn)過程設(shè)計(jì)階段遵循該原則和思路，可大大降低后續(xù)生產(chǎn)中的不良現(xiàn)象發(fā)生；對現(xiàn)有過程的分析和改善時(shí)，遵循該思路和原則，同樣也會(huì)降低失誤概率。但是，其缺點(diǎn)在于流程簡化并不能完全防止人為缺陷的產(chǎn)生。

??檢測是在作業(yè)失誤時(shí)自動(dòng)提示的防錯(cuò)方法, 大多是通過計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)，是目前廣泛使用的防錯(cuò)方法。

??減少也即從減少由于失誤所造成的損失的角度出發(fā),發(fā)生失誤之后將損失降至最低或可接受范圍。比如，當(dāng)操作者的手部或身體其它部位誤入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí),區(qū)域內(nèi)的設(shè)備自動(dòng)制動(dòng)或停止運(yùn)行。

從目標(biāo)和采用的方法來看，消除失誤是最好的防呆防錯(cuò)思路與方法。

這是因?yàn)椋?strong>最好的系統(tǒng)是預(yù)防，最好的品質(zhì)是不用檢查和測試。如果將出錯(cuò)的機(jī)會(huì)完全消除掉，失誤和缺陷自然也就會(huì)消失。消除失誤這一思路和原則，從設(shè)計(jì)角度即考慮到了可能出現(xiàn)的作業(yè)等失誤，并用防錯(cuò)方法進(jìn)行預(yù)防，是從源頭防止失誤和缺陷的方法，不僅符合質(zhì)量的經(jīng)濟(jì)性原則，也是防錯(cuò)法的發(fā)展方向。

另外，從原理和執(zhí)行層面來看，由于錯(cuò)誤發(fā)生的原因多種多樣，在識(shí)別和糾正錯(cuò)誤方面，最常用的主要有十大防呆防錯(cuò)原理，包括斷根原理、保險(xiǎn)原理、自動(dòng)原理、相符原理、順序原理、隔離原理、復(fù)制原理、層別原理、警告原理和緩和原理等。

三、工廠防呆防錯(cuò)解決方案巡禮

1、光柵防錯(cuò)

光柵是由大量平行、等寬、等距狹縫排列起來形成的光學(xué)元件，它是利用光的衍射和干涉原理進(jìn)行分光的一種色散元件，因其形如柵欄，故名為“光柵”。常見的光柵有安全光柵和測量光柵，在工廠防呆防錯(cuò)中都有廣泛應(yīng)用。

現(xiàn)代工廠中，人與機(jī)器一起工作，而具有潛在危險(xiǎn)性的機(jī)械設(shè)備有很多，如沖壓機(jī)、龍門式裝載機(jī)、切割機(jī)、卷繞機(jī)、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)裝配線、自動(dòng)焊接線等，安全光柵通過一組紅外線光束，形成保護(hù)光柵，當(dāng)光柵被遮擋時(shí)，光電保護(hù)裝置就會(huì)發(fā)出信號(hào)，控制具有潛在危險(xiǎn)的機(jī)械設(shè)備停止工作，從而降低作業(yè)人員在工作環(huán)境中受到傷害的可能性，有效保護(hù)作業(yè)人員人身安全。

2、行程開關(guān)

行程開關(guān)是一種利用生產(chǎn)機(jī)械的某些運(yùn)動(dòng)部件的碰撞來發(fā)出控制指令的主令電器，用于控制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向、行程大小和位置保護(hù)等。

比如，在機(jī)床上有很多行程開關(guān)，用于控制工件運(yùn)動(dòng)或自動(dòng)進(jìn)刀的行程，避免發(fā)生碰撞事故。在汽車車體焊接過程中，通過增加限位行程開關(guān)，焊鉗移動(dòng)焊接完規(guī)定數(shù)量的焊點(diǎn)后，才會(huì)與限位行程開關(guān)接觸，程序進(jìn)入車體搬運(yùn)，從而避免批量漏焊的產(chǎn)生。

3、防呆防錯(cuò)工裝

對于通過工裝或夾具來裝配的零部件，可以在工裝上設(shè)置防錯(cuò)機(jī)構(gòu)，使工裝或夾具不通用，從而起到防錯(cuò)作用。

設(shè)備上的防錯(cuò)裝置技術(shù)的應(yīng)用，一般都是不制造缺陷的防錯(cuò)，可消除返工、降低檢驗(yàn)成本，是比較經(jīng)濟(jì)的防錯(cuò)措施。目前，已有一些廠商推出了自動(dòng)化的防呆防錯(cuò)工裝設(shè)備。

4、視覺防呆防錯(cuò)檢測系統(tǒng)

視覺防呆防錯(cuò)檢測系統(tǒng)就是使用機(jī)器視覺來代替人眼對產(chǎn)品進(jìn)行測量與判斷以及報(bào)錯(cuò)，減少對人員技能及感官的依賴，避免因工人疏忽、疲勞等因素，導(dǎo)致出現(xiàn)產(chǎn)品漏裝、錯(cuò)裝、混裝、多加工以及缺陷品未檢出等問題，從而達(dá)到減少錯(cuò)誤發(fā)生幾率，保證產(chǎn)品品質(zhì)的目的。

此外，康耐視、中元通科技、林陽智能、晟拓智能、菲爍易維、盈泰德科技、深眸科技等也都推出了視覺防呆防錯(cuò)檢測系統(tǒng)，可用于防漏裝檢測、裝配防錯(cuò)檢測以及產(chǎn)品缺陷檢測等。

5、條碼掃描防錯(cuò)系統(tǒng)

條碼掃描是工廠防呆防錯(cuò)的重要手段之一。比如，將條碼應(yīng)用于生產(chǎn)過程的信息識(shí)別、采集、分類、傳遞、匯總，以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)流動(dòng)過程的控制。

條碼掃碼防錯(cuò)系統(tǒng)則適用于各種需要對條碼進(jìn)行檢查的場合，如標(biāo)簽打印檢查、裝箱前對箱型檢查等，主要用于生產(chǎn)線、包裝線以及進(jìn)出庫環(huán)節(jié)，對產(chǎn)品進(jìn)行防呆控制，即防止產(chǎn)線員工對產(chǎn)品條碼進(jìn)行重復(fù)掃描、錯(cuò)誤掃描、缺漏掃描，并對以上情況進(jìn)行報(bào)警提示，及時(shí)防止錯(cuò)誤的發(fā)生，減少產(chǎn)品的退貨返工，提高工作效率。該系統(tǒng)一般配合智能數(shù)據(jù)采集終端和固定式掃描器（或條碼掃描槍）等使用。

6、安燈（Andon）系統(tǒng)

Andon系統(tǒng)，也稱“安燈系統(tǒng)”、“暗燈系統(tǒng)”，起源于日本豐田汽車公司，指企業(yè)用分布于車間各處的燈光和聲音報(bào)警系統(tǒng)收集生產(chǎn)線上有關(guān)設(shè)備和質(zhì)量等信息的信息管理工具。

Andon系統(tǒng)的主要功能包括異常上報(bào)、協(xié)同通知、問題處理、聲光提醒、接收確認(rèn)、看板提示和異常分析等，主要用于解決品質(zhì)異常、物料缺料、設(shè)備故障、生產(chǎn)安全等問題，當(dāng)出現(xiàn)以上異常時(shí)可手動(dòng)或自動(dòng)激活安燈系統(tǒng)，以此來發(fā)出報(bào)警信號(hào)通知相關(guān)人員到現(xiàn)場解決問題。

7、基于AR技術(shù)的防呆防錯(cuò)解決方案

AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種將虛擬信息與真實(shí)世界巧妙融合的技術(shù)，可以全方位展示工業(yè)產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、運(yùn)作模式、合成部件等各項(xiàng)信息，同樣也可以用于工廠防呆防錯(cuò)之中。

此外，生產(chǎn)制造過程的防呆防錯(cuò)解決方案還有很多，比如機(jī)械防錯(cuò)（如利用導(dǎo)向擋塊區(qū)分零件的輸送導(dǎo)向）、氣動(dòng)防錯(cuò)（如通過控制氣動(dòng)回路的通/斷進(jìn)行零件的防錯(cuò)）、計(jì)數(shù)器防錯(cuò)（用于防止生產(chǎn)過多或過少，或用于控制設(shè)備的工作周期等）、標(biāo)簽/標(biāo)記防錯(cuò)（如在易發(fā)生錯(cuò)裝、漏裝的零部件上做容易識(shí)別且醒目的標(biāo)簽/標(biāo)記），以及采用作業(yè)指導(dǎo)書（SOP）或電子作業(yè)指導(dǎo)書（E-SOP）來指導(dǎo)現(xiàn)場人員操作，降低人為出錯(cuò)幾率；通過統(tǒng)計(jì)過程控制SPC，實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)制造過程的特殊變異，從而達(dá)到盡快實(shí)施改善，將損失降至最低程度的目的等。