防呆设计在现代生产制造中应用

周 健 艾尼克斯电子有限公司 100023

防呆Poka-yoke 是一种预防矫正的行为约束手段，运用避免产生错误的限制方法，让操作者不需要花费注意力、也不需要经验与专业知识即可直觉无误完成正确的操作。在工业设计上，为了避免生产者的操作失误造成机器或人身伤害，（包括无意识的动作或下意识的误动作或不小心的肢体动作），会有针对这些可能发生的情况来做预防措施，称为防呆。

1 防呆Poka-yoke 的起源

防呆是一个源自于日本围棋与将棋的术语，后来运用在工业管理上，基本概念应用在日本丰田汽车的生产方式，由新乡重夫提出，之后随着工业品质管理的推展传播至全世界。

防呆法

（1）使用工具来控制生产工艺，即使人为失误也能预防发生错误──员工额外的关注。

（2）使用工具来控制生产工艺，即使没有太多的工作经验也可以操作和也不会犯错──没有太高的经验要求Shigeo Shingo 博士是丰田汽车的工业工程师之一，因为建立了一套很大程度上依靠poka-yoke 使用的品质管理方法而享有盛誉。poka-yoke( 发音POH-kah YOH-kay - 防止错误的日语) 设备是或者在装配中防止错误或者使它一眼明显的任何一种机构。这些设备也防止造成缺陷的特殊原因，或者允许对每一项可接受性的代价不高的检查。装配者通过使用poka-yoke 完成自我检查，任何错误马上对该操作员变得明显。Poka-yoke 也保证直到满足poka-yoke 条件，操作才可以完成。

Poka-yoke 设备不同于工艺控制的其他方法，例如统计过程控制(SPC)，因为他们能够用于100% 的产品；对该工艺是“透明的”，允许100% 检查而不增加操作员的负担；要求通过该设备来处理产品，否则该步骤不能完成。poka-yoke 设备的其他特征包括低(y有时零) 实施成本和即时反馈。

2 防呆是品质系统的基础

QS-9000 要求所有关键的产品特征 -工艺、设施、设备和工具 - 都是由SPC 或者poka-yoke 支配的，以避免危及产品的安全性。Poka-yoke 对于工艺变化比SPC 更加敏感，因为它100% 用于产品装配流水线。因此，对于安全非常关键的产品特征，在任何可能的时候使用poka-yoke 是有意义的。制造工艺的一个系统观点有助于使得错误防止成为品质系统的基础。当设计制造系统时。通常会发现用户错误。( 记住，这些几乎不是单一的、独立的事件，而是一个较大的系列事件的一部分)。然后应该从直接原因“推理回去”，看工艺是否可以重新设计或重新组织，以避免这些问题，而不是在过程中“检查”品质。

对操作员任务、工作流程和信息需求的分析可以在工作的完成过程中指出问题。目标是要防止错误，通过设计这个系统来在错误发生的时候处理它们，例如，用户行动的“宽恕”、数据储存的多余，等。分析可能导致工艺的重新设计，以包括超越传统检查和甚至SPC 的预防错误。( 例如，航空业已经从飞行模拟器的使用受益，它测试新的驾驶员座窗设计的弱点，这个弱点导致飞行员出错)。同样，制造商可以使用模拟作为操作员培训的工具，以及在制造线使用之前找出人为错误的潜在原因的一个机会。

3 防错基本原则

通过使用工装和夹具, 使操作人员更加容易操作, 容易检查, 通过不同的颜色来区分产品. 通过警示标志, 来时刻提醒员工防止犯错.通过使用制具, 使工艺自动化, 减低对操作员工工艺技能的要求, 使工艺更加可执行。提前预测出生产作业的安全性，远离危险性，消除危险对于操作员工的影响。使工艺更加标准化，不依靠操作员工的直觉来工作，使每一个步骤，都是标准和可控的。达到了产品质量的稳定。

4 防呆Poka-yoke 在生产中设计范例

下面是使用poka-yoke 原理防止错误的例子，是作者在十多年生产工作经验中使用过的设计，可以作为同行业人员参考

4.1 散热器装配

CPU 在工作中散热，因此设计人员 CPU上面装配了一个散热片。在生产过程中，操作人员应当按照操作文件要求方向来安装散热片。长时间操作中，要保证装配方向正确是不容易的。因此作者设计了一个散热片防错夹具。在装配散热片中，总是用一个自动返还的定位片来验证散热片装配方向。（如图1）

4.2 粘贴标签

在电子产品生产装配后，需要粘贴标签，有时候需要粘贴几个标签，如何能够保证粘贴标签是正确的，是非常重要的。

5 结论

防呆工艺在现代电子制造企业，发挥了积极作用，提高生产工艺水平，防止操作人员发生错误，提高了生产质量和生产效率，降低生产成本，得到了生产线员工和工艺人员的重视。

【参考文献】

[1] 关于半导体设备的防呆设计—百度文献

[2] 预防过失的制造 = 品质制造--Edwin B. Smith III

[3] 防错方法的应用—百度文献

【作者简介】