在这份第一手资料中，一位通用汽车土星工厂的前装配工描述了他和一位同事如何为一个复杂的问题设计了一个优雅的解决方案。

计算机控制的直流电扣常被视为防错紧固的最佳工具。然而，即使有这些最先进的工具，紧固件有时也会被遗漏。

当我到达土星，我被安置在底盘组装区。流水线上有许多带有电子监控器的工具。一些人手持;有些被安装在铰接臂上。

然而，防错系统通常不会在漏掉紧固件时停止生产线，或错误地停止生产线，造成不必要的停机和不信任。此外，监控系统并不总是正确记录遗漏的紧固件，在某些情况下，它根本不会记录。

该问题困扰着质量控制、管理和工程部门。没有人能弄清楚是什么原因导致这些重复的质量泄漏和停机。不同部门提出了许多想法、理论和方法。很多时间都花在互相指责上。成本在不断增加。这让所有参与其中的人都感到沮丧。

在此期间，我和我的朋友兼同事罗伯特·海金巴顿(Robert Heginbottom)正在研究我们自己的方法。鲍勃也是一名装配工，他在我之前就在土星工厂工作了。在我们的大多数同事看来，我们的方法有些激进。后来，我们的原则成为通用汽车所有北美装配厂的强制规定。

在表面上，它应该是相当直接的建立一个移动的装配线与电子，防错紧固工具。首先，为输送机挑选一个预定的固定位置停止(FPS)。接下来，安装工具及其监视器，并将所有监视器连接到电子防错系统中。然后，设置好零件箱，控制好生产线，开始生产。

实际上，事情并没有这么简单。工程师在设计装配工位时必须仔细考虑FPS、产品和工具。每个部件都必须正确地放置在移动的装配线上，以便系统能够按预期工作。

当鲍勃和我在生产线上工作时，我们讨论了工具。我们关注输送带、工具、监视器和电子防错系统的预期运行方式和实际运行方式。当系统按预期使用时，它确实起了作用。有时效果很好。有时它几乎不起作用。

作为装配工，我们是“工具背后”的人。我们没有投入设置传送带，工具或防止错误。我们俩都没有工程学学位。我们都是高中毕业生。但是，由于我们是使用这些设置的人，我们有一个完全不同的视角的优势。我们有数小时、数天甚至数年的时间来研究组装设置，并将其与工程师的想法进行比较。

鲍勃和我就如何改进装配程序、解决缺少紧固件和停机的问题互相交流意见。从本质上说，通过多年对移动输送机和电子防错工具的研究和经验，我们成为了“实用的工程师”。我们一起研究了传送带是如何以及为什么会这样工作的，以及防止错误是如何工作的。

理论和现实

如果操作人员错过了分配给他的装配工位的紧固件，电子防错系统应该在FPS停止输送带。输送机将不会重新启动，直到丢失的紧固件耗尽，或手动释放组件，并由电子防错系统记录保持和修复。为了进一步帮助装配人员，大量的听觉和视觉提示与防错系统相关联。

需要注意的是，防错系统收集的所有数据都是与每辆车相连的。这样，如果出现缺陷或召回，工程师理论上可以调出车辆的记录，找出问题所在。然而，只要发生一次意外，不管是有意的还是无意的，就可能导致数据不同步。这通常发生在任何人都不知道的情况下。

遗失的紧固件如何躲过防错系统的检测?防错数据如何不同步?我们发现，无论是在装配工位的上游还是下游，工具的移动都过于频繁，这使得装配工会钻下本不应该接触到的紧固件。我们还发现，工具没有放置在装配的最佳位置。

Bob和我注意到FPS、工具和产品的定位没有相互参考。我们想出了一个数学方法来正确地对齐这三件事。我们为每个装配站取了一个传送带的FPS，并参考了进入产品的工具的第一个使用点。然后，我们可以准确地确定该工具在其指定的生产上游和下游的组装范围内需要移动多远。

我们发明了“3D滚屏”。它使电子防错系统保持同步，确保系统每次都跟踪正确的车辆。我们的方法适用于任何电子防错输送机。它大大减少了缺失的紧固件，减少了生产停机时间。

刀具行程过大如何影响防错系统?考虑一下这个例子:

如果装配工必须在他的工位上执行一次分解，而该分解没有执行，则传送带将在FPS参考点处停止。作业人员需要下到下游，执行此操作以满足控制器的要求，然后重新启动输送机。然而，如果操作人员逆流而上，沿着车辆的紧固件，传送带也会重新启动。下游车辆现在少了一个紧固件，但电子防错系统说没有问题!

使问题更加复杂的是，当上游车辆进入下一个装配工位时，传送带会第二次停止。防错系统正在寻找下一个纲要，但它已经完成了。因为操作人员在错误的时间、错误的地点在错误的车辆上安装了一个紧固件，输送带就会看似无缘无故地再次停止。在这一点上，装配工人必须收回紧固件并重新紧固它，以回到同步，否则输送带将继续随着每一个后续车辆停止。

下面是另一个例子:假设一个装配工在他的工位上有一个纲要，并且在车辆停在指定的FPS之前，这个纲要没有得到保护。如果操作人员走到上游，将紧固件安装在来袭车辆上，电子系统就会被骗到正确的车辆上。线路不会停止或记录“错过”的车辆，因为防错系统在分配的周期内获得了它的报废。如果这个操作员继续在他的车站外安装紧固件，整个电子系统将无法同步跟踪车辆，从那一刻起的所有数据都将不可靠。操作员现在跳过了电子足迹。

这两种情况都可能发生，即使需要操作人员执行不止一次的检查。

还有其他例子可以说明昂贵的电子系统和工具是如何被愚弄的。电子防错系统本身无法跟踪单个车辆，因为它们不知道输入的数据来自哪里。他们只关心他们是否收到了。但是，工厂的工作人员依赖于这些系统为车辆专用。

我们亲自调查了经销商打电话说丢失了一个紧固件的事件。所有车辆在装配的每一步都会产生单独的电子造票。在车辆从工厂装船后，这些票会被储存一段时间。当质量问题出现时，我们可以提取该车辆的制造票，并根据记录的数据参照该问题。通常情况下，这张票不会显示有问题的紧固件有任何问题。

然而，我们学会了在有问题的车票之前和之后检查车票。很多次，我们发现这些票上有质量问题。为什么?因为系统不同步了。为什么?因为一个装配工能在他的工位外拧紧一个紧固件。为什么?因为他的“防错”工具并不局限于特定的足迹。与电子防错系统一起使用的视觉和听觉辅助确实有助于操作人员做出正确的选择，但它们并不能限制对预期程序的违反。

解决这个问题

考虑到这些问题，你可能会认为任何组装工厂都会严格控制其工具以适应指定的电子足迹。但是，当时的情况并非如此。

从1999年底开始，鲍勃和我开始绘制麻烦的组装站的地图。我们的地图展示了三个主要的项目——FPS、工具和产品——它们的现状以及它们应该如何发展。我们联系了工厂管理，但没有结果。很长一段时间里，我们给工程部写信，寄地图，也没有结果。我们很早就开始工作，绘制整个工厂的地图，并留到很晚跟进。

到2002年，通过研究土星的汽车传送带和观察新的VUE生产线，我们大大提高了我们的工程知识。我们重新绘制了整个传送线的地图，展示了什么是存在的，什么应该存在。

我开发了一种装置，我们可以把它连接到任何电子控制器上，以限制工具的移动长度，而不会损坏或切断昂贵的电线。我们称它为脐带钳，效果非常好。我开始给我们工厂的质量人员和上层管理人员写信，包括Annette K. Clayton，她当时是Saturn的总统。一些人，包括工程人员，说我们的方法行不通，高层管理人员想知道我们是谁。尽管如此，我还是坚持竞选。

最后，我们被允许绘制并布置了一项非常重要的工作——一辆土星汽车的转向轴夹紧螺栓的装配站。我们的设置非常完美。2002年底，我们接到通知，从2003年1月1日起，我们将有一份全职工作，负责监督土星工厂的电子防错工具。这包括所有的汽车和卡车生产线。

我们被从生产部门调到工业工程部门。我们再也没有做过装配工。我们对汽车和卡车生产线上的每一个传送带和电子防错工具进行了测绘和编目。一个接一个，我们开始控制装配工具。

2003年初，通用汽车在密歇根州兰辛格兰德河(Lansing Grand River)工厂组装的汽车因转向轴螺栓问题被召回。我们的修复也被整合到了那里。我们飞到密歇根，向当时的通用汽车总装工程集团推广我们的项目。该组织为所有通用汽车北美工厂制定装配要求。我做了一个报告，回答了许多装配厂的问题。我还展示了我们的脐带钳和它的各种用途。

在这次访问之后，所有北美装配厂都必须将电子工具限制在指定的范围内。通用汽车的扭矩审计师被要求核实合规情况。我们工厂从2003年开始到停业为止，在这方面一直处于全国领先地位。”

2003年5月，我们获得了Annette Clayton颁发的总统奖。我们参观了不同的美国组装工厂，在那里开始或评估我们的项目，许多来自其他工厂的工程师也参观了我们，看看我们是如何做到的。

我们在项目中控制的工具越多，质量越好，停机时间越短。我们还开发了一个详细的可视化审计系统，以确保我们的设置保持完整。我们为每个工具开发了一个数字数据库，在需要或工具被移动到另一个位置时重置操作。最终，我们在2005年获得了我们的方法、硬件和合规项目的专利(编号7073241)。

从2003年到我2006年8月退休，我们控制了数百种工具，我们的职责和责任不断增加。与全职装配工的工作相比，这是一次非常值得学习的经历。

组装线上

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