防呆法介绍

防呆法介绍(Fool-Proof)

一、目的

认识“防呆法”的意义，及学习如何应用“防呆法”的原理于我们的工作上，以避免工作错误的发生，进而达到“第一次就把工作做对”之境界。

在我们的日常生活中，有时匆忙起床赶着上学或上班时，才发觉忘了带车票、钥匙、钞票、证件等等，这种忘记带东西的事，大家多少都经验过。为了防止再次发生，有些人就养成一个良好的生活习惯，就是每晚睡前，将东西集中预放在床边或事先预放在隔天要穿的衣服或公事袋内。所以一早起来只要顺手一拿或穿上衣服后，东西绝不会忘了带。这个做法也是“防呆法“观念的延伸使用。

防呆法的意思简单地说就是如何去防止错误发生的方法。通常人性的弱点总是在怪罪一件错误的发生，而较少去动脑筋想想如何去设计一些方法来避免错误的发生。这也难怪，因为我们背负了历史的包袱那就是“人非圣贤，孰能无过”。而事实上，许多人误解了这句话的意思，把它当做“做错事是正常应该有的现象”的负面意义。事实上，这句话的积极意义是在鼓励吾人“不要怕改过，有了错误应该彻底检讨，努力改过向善”。

二、意义

防呆法，其义即是防止呆笨的人做错事。亦即，连愚笨的人也不会做错事的设计方法，故又称为愚巧法。

狭义：如何设计一个东西，使错误绝不会发生。

广义：如何设计一个东西，而使错误发生的机会减至最低的程度。

因此，更具体的说“防呆法”是：

1.具有即使有人为疏忽也不会发生错误的构造──不需要注意力。

2.具有外行人来做也不会错的构造──不需要经验与直觉

3.具有不管是谁或在何时工作都不会出差错的构造──不需要专门知识与高度的技能。

三、功用

1.积极：使任何的错误，绝不会发生。

2.消极：使错误发生的机会减至最低程度。

四、应用范围

任何工作无论是在机械操作，产品使用上，以及文书处理上皆可应用到。

五、基本原则

在进行“防呆法”时，有以下４原则可供参考：

1.使作业的动作轻松

难于观察、难拿、难动等作业即变得难做，变得易疲劳而发生失误。区分颜色使得容易看，或放大标示，或加上把手使得容易拿，或使用搬运器具使动作轻松。

2．使作业不要技能与直觉

需要高度技能与直觉的作业，容易发生失误。考虑治具及工具，进行机械化，使新进人员或支持人员也能做不出错的作业。

3.使作业不会有危险

因不安全或不安定而会给人或产品带来危险时，加以改善使之不会有危险。又，马虎行之或勉强行之而发生危险时，设法装设无法马虎或无法勉强的装置。

4.使作业不依赖感官

依赖像眼睛、耳朵、感触等感官进行作业时，容易发生误。制作治具或使之机械化，减少用人的感官来判断的作业。又，一定要依赖感官的作业，譬如，当信号一红即同时有声音出现，设法使之能做二重三重的判断。

六、进行步骤

防呆法进行方法的基本步骤如下：

【步骤1】发现人为疏忽

发生何种之人为疏忽，搜集数据进行调查，重估自己的工作找出疏忽所在。

平常即搜集像异材混入、表示失误、数量不足、零件遣忘、记入错误等之数据，加以整理即可发现问题点。

调查抱怨情报、工程检查结果、产品检查结果之数据，掌握发生了何种之问题。

【步骤２】设定目标，制定实施计划书

目标具体言之尽可能以数字表示。计划书是明示「什么」「什么时候」「谁」「如何」进行。

【步骤３】调查人为疏忽的原因

尽可能广泛的收集情报呈数据，设法找出真正的原因。

【步骤４】提出防错法的改善案

若掌握了原因，则出创意将其消除。提出创意的技法有脑力激荡法、查核表法、5WIH 法、KJ法等。

【步骤５】实施改善案

有只在自己的战场中进行者，有与其它部门协力进行者，有依赖其它部门进行者。

【步骤６】确认活动成果

活动后必须查核能否按照目标获得成果。

【步骤７】维持管制状态

防呆法是任何人都能使作业不出差错之一种构造。不断的注意改善状况，若发生新问题时要能马上处理，贯彻日常的管理乃是非常重要的事情。

八、基本原理

排除化：剔除会造成错误的要因。

替代化：利用更确实的方法来代替。

容易化：使作业变得更容易、更合适、更独特，或共同性以减低失败。适合化、共同化、集中化、特殊化、个别化。

异常检出：虽然已经有不良或错误现象，但在下一制程中，能将之检出，以减少或剔除其危害性。

缓和影响：作业失败的影响在其波及的过程中，用方法使其缓和或吸收。

九、应用原理

以下所举“防呆法”应用原理，系依居吾人在生活上所常见到的实例，举出来，希望能触类旁通应用于自己的工作上。

1.断根原理

将会造成错误的原因从根本上排除掉，使绝不发生错误。

(1)藉“排除”的方法来达成

例：录音带上若录有重要的资料想永久保存时，则可将侧边防再录孔之一小块塑料片剥下，便能防止再录音。

2.保险原理

藉用二个以上的动作必需共同或依序执行才能完成工作

(1)藉“共同”动作必须同时执行来完成

例：开银行保险箱时，须以顾客之钥匙与银行之钥匙，同时插入钥匙孔，才能将保险箱打开。

例：操作冲床之工作，为预防操作人员不小心被手夹伤，所以设计一双手必须同时按操

作钮下去，才能执行工作。

3.自动原理

以各种光学、电学、力学、机构学、化学等原理来限制某些动作的执行或不执行，以避免错误之发生。

目前这些自动开关非常普遍，也是非常简易的“自动化”之应用。

(1)以“浮力”的方式来控制

例：抽水马桶之水箱内设有浮球，水升至某一高度时，浮球推动拉杆，切断水源。

(2)以“重量”控制的方式来完成

例：电梯超载时，门关不上，电梯不能上下，警告钟也鸣起。

(3)以“光线”控制的方式来完成

例：自动照相机，光线若不足时，则快门按不下去。

(4)以“时间”控制的方式来完成

例：洗手间内的“烘手机”，按一次只有“一分钟”，时间一到自动停止。

(5)以“方向”控制的方式来完成

例：超级市场内进口及出口之单向栏栅，只能进不能出。或只能出不能进。

(6)以“电流”用量的方式来完成

例：家庭的电源开关皆装置保险丝，用电过量时，保险丝就熔断，造成断电。

(7)以“温度”控制的方式来完成

例：家庭内冷气机之温度控制，冷度够时，自动停止，温度上升时，自动开启。

(8)以“压力”控制的方式来完成

例：厨房内之快锅内压力过大时，则“溢压阀”就开启，使锅内之压力外溢以免造成爆炸之危机。

(9)以“计数”控制的方式来完成

例：防止忘记换基片

改良前：因基片磨损而必须换基片，但因忘记换基片而使基片尖端发生不合标准情形，此时即成为不合于块金（NUGGET）直径之标准。

改良后：使控制盘记忆常数达到基片换装之常数时即停止机械。

4.相符原理

藉用检核是否相符合的动作，来防止错误的发生。

(1)依“形状”的不同来达成

例：个人计算机与监视器(monitor)或打印机之连结线用不同之形状设计,使其能正确连接起来。

(2)依“数学公式”检核方式来完成

例：“１０００２９６０８”这一组数字中，最后一字为检查号“８”。

检查号“８”系将每一位数字加起来得为１８（１＋０＋０＋０＋２＋９＋６＋０＝１８），取个位数“８”做为检查号码。

假如有人将此数字写错为“１０００２９５０８”则“１＋０＋０＋０＋２＋９＋５＝１７”个位数为“７”与原先之检查号码“８”不符合，所以显然“７”与原先之检查号码“８”不符合，所以显然“１０００２９５０８”这一组数字不对。

此种应用情形在计算机中常见到。此为一简单之例子。

(3）以”发音”方式来检核

(4)以“数量”方式来检核

例：开刀手术前后必须点核数量有否符合，以免有工具遗留在人体内，忘了拿出来。

5. 顺序原理

避免工作之顺序或流程前后倒置，可依编号顺序排列，可以减少或避免错误的发生。

(1)以“编号”方式来完成

例：流程单上所记载之工作顺序，依数目字之顺序编列下去。

例：儿童之劳作教材，加以编号依序工作，终能完成模型玩具。

(2)以“斜线”方式来完成

例：许多档案归档在资料柜内，每次拿出来看之后，再放回去时，放错了地方，可用斜线标志的方式来改善这个问题。

6.隔离原理

藉分隔不同区域的方式，来达到保获某些地区，使其不能造成危险或错误的现象发生。隔离原理亦称保获原理。

例：家庭中危险的物品放入专门之柜子中加锁并置于高处，预防无知的小孩取用而造成危险。

例：家庭中之锅鼎把手煮菜时太熟，加上电木隔热不够时，仍需戴手套或取湿布来拿锅鼎以达保获之作用。

例：电动圆锯有一保获锯片套，以防止锯到手。

7.复制原理

同一件工作，如需做二次以上，最好采用“复制”方式来达成，省时又不错误。

(1)以“复写”方式来完成

例：紧常见到的例子就是“统一发票”。

(2)以“拓印”方式来完成

例：信用卡上的号码都是浮凸起来的，购物时只须将信用卡放在拓印机上底下放上非碳复写纸，将滚轴辗过即可将号码拓印在纸上，又快又不会发生错误。

(3)以“复诵”方式来完成

例：军队作战时，上级长官下达命令之后，必须由属下人员，将命令复诵一次，以确保大家完全明了命令之内容避免错误的发生。

8.层别原理

为避免将不同之工作做错，而设法加以区别出来。

（１）以线条之粗细或形状加以区别

例：所得税之申报单

将申报人必需填与之数据范围记载在粗线框内。

例：回函条请沿虚线之位置撕下。

（２）以不同之颜色来代表不同之意义或工作之内容

例：公文卷宗红色：代表紧急文件

白色：代表正常文件

黄色：代表机密文件

例：在生产在线将不良品挂上“红色”之标贴

将重修品挂上“黄色”之标贴

将良品挂上“绿色”之标贴

9.警告原理

如有不正常的现象发生，能以声光或其它方式显示出各种“警告”的讯号，以避免错误的发生。

例：车子速度过高时，警告灯就亮了。

例：安全带没系好，警告灯就亮了，或车速开不快了。

例：操作计算机时，按错键时，发出警告声音。

10.缓和原理

以藉各种方法来减少错误发生后所造成的损害，虽然不能完全排除错误的发生，但是可以降低其损害的程度。

例：鸡蛋之隔层装运盒减少搬运途中的损伤。

例：汽车之安全带，骑机车戴安全帽。

例：加保利龙或纸板以减少产品在搬运中之碰伤。

例：原子笔放在桌上老是被别人不经意中拿走，怎么办呢？贴上姓名条或加条绳子固定在桌上。

防错的五类方法和五大原则--教你防错技术

一、有5种类型的错误防止方法：

失效-安全装置（Fail-safe devices）、传感器放大（Magnification of senses）、冗余（Redundancy）、倒计数（Countdown）和特殊检验、控制装置（Special checking and control devices）。介绍如下：

1. 失效-安全装置（Fail-safe devices）

互锁顺序（Interlooking sequences）：保证在前一个操作顺利完成前，下一个操作不能开始；

预警与中断（Alarm and cutoff）：将在过程中出现法场情况时被激活；

全部完成信号（All-clear signals）：将在全部补救措施完成后被激活；

防傻型工件夹紧装置（Foolproof）：保证工作的一部分只能被固定在一个位置；

限位机械装置（Limiting mechanisms）：用来保证工具不能超过某一位置或数量。

2. 传感器放大（Magnification of senses）

用来增强人的视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉和肌肉力量，如：光学放大、多重视觉和听觉信号、监控危险过程的遥控以及用图片代替文字等等。

3. 冗余（Redundancy）：用作保证质量的附加措施。

多重确认码（Multiple-identify codes）：例如防止产品混淆的条码和彩色码；

冗余措施和批准（Redundant actions and approvals）：需要两个人独立工作；

审核评审和检查程序（Audit review and checking procedure）：保证计划被跟踪；

验证设计（Design for verification）：利用特殊设计如：观察孔，来确定产品或过程是否在令人满意的执行；

复合测试台（Multiple test stations）：可检查很多特征，如出现在高速生产线上的特征。

4. 倒计数（Countdown）

组织读出数据和信息过程来让错做程序保持并行，以便检查每一个步骤，如航天器发射，它还在手术操作和焊接中被有效应用。

5. 特殊检验、控制装置（Special checking and control devices）

如计算机检查信用帐号，无效帐号被拒绝，及时的反馈被提供。

二、有5个错误防止原则：

消除（Elimination）：将可能错误消除在过程和产品被重新设计的过程中；

替代（Replacement）：是进入更可靠的过程的一个变更；

简单化（Facilitation）：将过程运行变的更简单化，也更可靠；

检测（Detection）：使错误在下一步操作前被发现；

缓和（Mitigation）：是将错误的影响降低到最低。

电子产品制造防错原理及应用案例

摘要：电子产品的组装过程隐藏着大量的人为出错机会。在印制板组装、电缆加工和系统制造的过程中，人们常常因疏忽大意而出现错误。本文将通过一些案例的分析说明在新产品导入(NPI-new product introduction)过程中人为错误的防范和纠正方法，过些都是EMS (Electronics Manufacturing Services,电子制造服务)厂商日常工作中的重要内容。

出错的防范

在工作中，我们总是不断地告诫组装操作人员要细心和勤奋，并通过培训和惩罚来避免错误的发生。但实践证明，这些防范措施并不能长期有效。在传统的方法中，为了保证操作员的正确操作，我们总是对操作员进行培训。而一旦出现差错，为了让犯错误的人记取教训，不再重犯，我们总是他们进行纪律惩罚。但专门从事制造过程错误防范问题研究的人员相信，只要人就难免出现差错。尽管每次差错的出现都会涉及到人，但造成错误的原因往往是人所不能控制的。因此，我们需要建立一套系统的防范“制造”差错的方法。日本丰田汽车公司的一位名叫Shigeo Shingo的工程师，利用一种被称作Poka-yoke(Pronounced POH-kah YOH-kay)的设备创立了一套质量管理方法（Poka-kah 的日文意思是防范差错）。

所谓Poka-yoke，它可以是任何一种机械装置，它能够防止人为错误的发生或者是让人一眼就能够找到出现错误的位置。也就是说，Poka-yoke装置的用途包括两个方面，一个是杜绝产生特定产品缺陷的原因，另一个是通过廉价的手段对生产产品进行逐一的检查，以确定其是否合格。这种检查的操作员在执行组装的过程中完成的，它们对操作员应该是透明的。也就是说，只要Poka-yoke的条件不满足，则操作就不能继续下去。Poka-yoke设备与其它过程控制（SPC）的主要区别在于：

●可以对全部的产品实行检查；

●对生产过程的透明性，不会增加操作员的额外负担；

●要求所有产品都必须通过这种错误防范的设备，否则工序操作就无法完成；

●实施成本很低（有时可以没有成本）；

●检查结果可以马上反馈给操作员。

什么是人为差错？

出于不同的目的和看问题的角度，关于人为差错的定义也不尽相同。以下是对电子产品制造过程中人为差错的定义：“人为差错：人们在特定目标和特定环境下实施的不当行为或企图。”

人为技能差错

技能是指人们执行某项任务的能力。人们一旦获得这种技能，他们的感知和动作过程就变成一种简单的下意识行为。这种行为过程的发生速度通常都很快，很少需要进行为人的刻意努力。就像我们每天早上的起床、穿T恤衫或出门等动作，它们都是下意识的，我们不需要对这些动作做专门的思考，所有的决策都是自动完成的（如穿T恤衫哪只手系哪个扣子等）。

我们的大多数操作培训考虑都是这种技能的开发，也就是要建立人们的一种习惯性行为过程。组装操作员所需知道的只是如何去完成一系列的规定动作，而不需要去理解这些动作背后的原理。我们的培训就是要使操作员对这些动作非常熟练，熟练到不需要任何说明就可以操作。如果这种技能操作不能解决问题，就需要依靠各种规则或知识的方法来完成任务。

人为规则差错

基于规则的操作过程一般需要操作员按照一定的规则对问题的因果关系做出判断。典型的规则形式就是“如果X，则Y”，它们主要基于人们过去的经验或专门操作说明等。例如，当你准备要离开房间时，你一般会去推门（这是一个下意识动作）。但如果此时门没有推开，为了继续完成你原定的离开房间和任务，你就会从各种因素中去分析门打不开的原因。它可能应该向里拉，或是可能上了锁等。

正如前面提到的，当一般操作技能不解决问题时，操作员就需要考虑用一定的规则来进行处理。此时他需要对眼前的情况进行分析和解释，并从一套明确的指导说明或规则中选择适当的处理方法。例如，一个实验室技术员在调整监视系统时，他可以按照一套规则来指导操作：如果屏幕太亮了，将这个旋钮向左旋；如果太暗了，将这个旋钮向右旋等。

人为知识差错

如果我们按照规则仍然无法解决部问题，这时就需调动我们的知识了，这通常都是一些新的，我们不熟悉的或是低级规则不适用的情况（例如，制定战略决策、实施医疗诊断或求解代数方程等）。一般来讲，此类处理都会涉及符号信息的处理（如牌桌上的不同花色或代数公式中的图形符号等）。在用户系统中适当引入标记符号可以方便用户的识别。

基于知识的处理，与基于规则的处理过程一样，也是一种理性过程，它涉及个人主观意识的分析和处理。如果说技能是我们执行任务的能力，那么，知识就是我们所拥有的关于任务的“信息、事实和理解”。人们在这种认识机理中所常犯错误就是失手和疏忽。

失手：动作的差错

失手是一种非本人意志的行为，它的计划可能不错，但执行的结果很糟。就像足球比赛的漏球。失手都是一种潜意识行为，只是在行为的过程中出现了差错。失手的机理包括：失控：一般是指人们不自觉地去做某种自已原本没有打算去做的动作，而且造成这种失控的原因常常是因为这种动作模式太熟悉了。例如，当某人经常拨打某一电话时，他的手指就会不自觉地习惯这种特定的按键顺序。

描述错误：一般的指行为人对于自已要想做的事情不明确，也就是这个行为是在一种“不完整或模糊的行为意识”下完成的。这种差错多发生在计划的动作与自已习惯的动作相类似的情况，从而将正确的动作施加在了错误的对象上。例如，将沙拉放进了烤炉，而将蛋糕放进了冰箱。

反应失误：主要是指大脑对两种事物产生了错误的联想或关联，特别是发生在某个外部刺激需要触发某项特定动作的情况下。例如，当听到门铃声后却去接听电话。生产现场的操作员在通过音响等方式取得信号的情况下也潜在着类似的问题。例如，SMT生产线上多台设备都存在着音响报警信号。如果操作员将A设备的报警错当成是B设备的报警，就会产生这种反应失误问题。这里要注意的一点是，这种反应失误的发生不与每台设备的报警声响是否相似有关，即使是不同的报警声响仍会发生类似的错误。

记忆丧失：是指行为人对于正在做的或准备做的事情的原因（过程的“激励”）暂时失去记忆，产生这种现象的原因通常是由于行为过程被外部事情突然打断，如有人递给你某件东西或问你某个问题。

过失：意识的差错

过失是一种有计划的差错，它的行为是计划的，只是这个计划是错的。这种失误一般会涉及到判断或推理过程，并且由此产生错误的意图、错误的判定尺度或错误的价值认定。在人类错误的分析中，失误是一种真正的挑战。对于人们的疏忽，我们常常可以在设备和工具中加入某些监测点来加以避免，例如，一个O2/N2O气体比率限制器就可以防止麻醉师因管理不当而造成两种气体的危险混合。但对于人们的过失来说，它们多源于人们感知能力的紊乱，并且很容易受到多种外部因素的影响。因此，非常难于预测和防范。

规则的过失

规则的过失主要是由于对情况的错误认识而选择了错误的规则或错误地应用规则。例如，在制造过程中选用了错误的焊膏。该焊膏的订购和管理可能都没问题（也就是说，流程是正常），但对于这个特定的工艺过程，它就是用错了。造成这种错误的原因很多，包括设备的文字说明不清、图例含糊或试验结果不明等外部原因。事实上，越是最常用的规则就越容易被错用，因为操作太熟悉了，并且看起来似乎也适用。

知识的过失

知识的过失是我们目前最为复杂的一类错误。可以想象，此类错误的产生主要是由于知识的不足或知识的误用。而行为者的企图往往就是错误的根源。

航空业对过错防范的健康态度

航空业一般认为人的错误总是难免的，即使是最好的飞行员也会有判断或操作失误的时候，因此，这种错误应该是飞行风险的一个组成部分。为此，飞行系统在设计上总是希望通过缓冲器、自动和备份等手段来吸收这些错误。另外他们制定严格的标准化操作流程，通过专门的规程和操作检查表最大限度地减少发生错误的机会。制造业可以从航空业的这种对待错误的健康态度上学到很多有益的东西。

在航空业，人们一直在努力对飞行中的错误和事故进行跟踪，并希望从中取得经验和教训。另外，由于承认错误是难免的，于是就有了交叉检查和验证系统，以便在错误尚未造成太大的损害时尽快地发现它们。但对于制造业来说，错误的跟踪和分析是一件困难的事情，因它没有相应的“黑盒子”来记录各种动作和决策，最好也就是有一台记录仪（记录产量和Pareto曲线）。此外，在航空业有许多协会专门从事有关飞行错误防范这一领域的研究，如美国联邦航空管理局（FFA）和美国国家交通安全委员会（NTSB）等。这些组织负责对所有的商业飞行事故进行调查，确定造成事故的原因，并制定改进措施，以避免类似事故的再次发生。航空业的这些方法很值得制造业的借鉴，我们要消除一切发生错误的可能，从被动的缺陷检查和统计过程控制（SPC）向主动的错误防范方面转移。

错误防范的设计原理

我们知道，改善生产过程和生产线设计为目的错误与分析与事故灾难的事后分析是不同的。我们的系统设计应建立在人类错误研究的基础上，让所设计的系统不仅易于使用，而且让使用者不容易犯错误。另外既然我们承认不能预测和防范所有的错误，我们的设计就必须具有容错能力。在有关人类错误的研究方面已有大量的论文发表，它们都可以作为我们的设计指导。这些研究成果再配合有关错误分析的基础理论，一定可以帮助我们的设计者设计出更好的系统。

失控意味着需要更好的反馈

如果设备所提供的错误通知都是相似的，不对错误的性质加以区分，那么，人们很容易对它们做出相同的处理，尽管这种做法可能并不总是合适的。

描述错误需要采用更好的系统配置

描述错误的发生主要是没有对行为做出足够准确的说明，从而导致一个完全不同但十分类似的动作发生（像将蛋糕放进了冰箱，而将沙拉放进烤箱的例子）。当操作涉及开关切换或按钮操作时，如果这些操作十分类似，就很容易产生此类错误。例如，如果将FedEx准备发运的箱子与UPS准备发运的箱子放在一起，就难免出现装错车情况。

不可避免的错误需要提供可逆的操作

既然我们承认，即使用户是专家也会出现错误，那么，系统就应该宽容用户错误。特别是应该提供用户操作的可逆性，就像我们熟悉的台式机系统，它们都支持“取消”命令。但在用户自主开发的制造软件中似乎很少具备这一特点，即使是许多通用的制造软件包，特别是那些采用非Windows操作系统的软件也同样不具备这一切功能。

记忆丧失问题可以通过视觉提示系统的设计加发解决，该系统可以为用户提供一个与系

统交互和反蚀的机会。譬如，在您去取东西的途中，由于受到外界打扰而想不起去取什么了。如果此时您手中有一份所需物品的清单，您就能很快明白您来这里的目的了。通过联机系统将工作流程以可视的方式提供用户也可以起到类似的作用，它可以帮助引导用户去进行与完成任务有关的每一个步骤的操作。

制造系统的集成

Poka-yoke设备一般是通过NPI过程集成在生产过程中的，特别是在NPI过程需要考虑错误防范手段以确保过程质量发及NPI过程涉及多种功能的时候，Poka-yoke设备常常成为制造过程控制的第一个响应。

QS-9000是三大汽车厂商（通用汽车、福特汽车和克莱斯勒）为其供应商的选择而开发的一种质量管理系统标准，它提供了将错误防范措施集成到生产过程的方法。尽管QS-9000是以ISO-9000系列标准为基础的，但它同时又有许多额外的要求，诸如考虑采用Poka-yoke 作为全过程控制的工具等。QS-9000的开发者以客户的最大介入为先决条件，以通过质量工具确保产品尽快完成从概念到生产的转变过程为目的，编写了一份NPI流程。该流程不仅让各个专业团队尽早地介入NPI过程，最大限度地减少各种不可预见的质量和安全问题，还要求在过程的控制中有效地采用诸如故障模式和影响分析、过程控制计划、SPC和Poka-yoke等手段。QS-9000模型的NPI流程中所要求的与Poka-yoke有关的项目包括：特殊特性：对于这些变量或产品属性，如果我们在组装的过程中不对其进行适当的控制，将会影响到用户的安全或必要的功能。因此，我们的生产过程必须对这些特性采取特殊的控制手段，特别是采用SPC或Poka-yoke方法。在NPI的整个流程中，每一项计划的制定，包括工艺计划、设施计划、设备和工具计划等，都需要考虑Poka-yoke。

安全性：Poka-yoke需要考虑的安全问题包括产品安全、工作场地新化工材料的引入以及生产操作人员的安全等。

故障模式和影响分析（FMEA）：过程的FMEA可以对与特殊性有关的过程以及可能导致产品不安全或重要产品功能丧失的各处故障模式起到改善作用。FMEA的重点是缺陷的防范和减少，而不是缺陷的检测。这种防范的努力主要是通过SPC和Poka-yoke。

控制计划：为了确保产品满足所有技术规范的要求，必须制定一项详细的质量控制计划，对过程控制的要求、工具、建立验证过程以及其他处理步骤进行明确的规定。该控制计划涉及系统、子系统、部件和材料等各个层次。对于Poka-yoke，需要在控制计划中确定它的工装、过程标识以及使用方法。

QS-9000要求所有关键产品特性的处理，包括工艺、设计、设备和工具等都要通过SPC 或Poka-yoke进行控制，以确保产品的安全性。与SPC相比，Poka-yoke对工艺修改的敏感程度要大得多，因为所有的产品组装流程都要通过Poka-yoke。因此，上面提到的有关产品安全的关键特性应尽可能采用Poka-yoke方法。

从系统的角度对制造过程进行观察是质量系统防范缺陷的基石。当我们设计制造系统的时候，我们总会遇到用户差错的问题。这些差错很少是一种单一的孤立事件，而是系列差错的一部分。因此，在发现问题时，我们一定要从直接的问题原因中去寻找重新设计和组织工艺的方法，以防止未来同类问题的发生，而不是简单地在工艺过程增加质量检查环节。另外，通过对操作员的任务、工作流程和信息需求的分析也可以帮助找出操作过程中的方法问题。记住，一定要通过系统的设计来避免问题的发生（例如，对用户动作的宽裕、数据存储的冗余等），而不是在问题发生后再来补救。只有通过分析才能将错误的防范措施融入到重新设计的工艺中，避免传统的检查或者SPC方法。航空工业经常通过飞行模拟器对新型驾驶仓设计进行试验。与此相类似，制造厂商也可以通过模拟方式对操作员进行培训，并通过模拟及时发现潜在的人为错误，以便在制造生产线建立之前加以解决。

EMS设施中的Poka-yoke范例

在工厂环境中电子产品组装过程存着许多出错的机会。下面是四个利用Poka-yoke原理实现错误防范的实例，它们分别介绍了问题产生的原因以及解决的办法。

实例研究1——电缆组装

问题：在焊接过程中，焊工需要在华氏700度的焊接温度下确保所有焊接部件的性能不受影响。但许多部件承受不了这样高的焊接温度。如图1中所示的电缆，它的端部需要焊接一个滤波器，但如果烙铁的温度超出滤波器的允许温度的话，则可能造成滤波器的损坏。为了达到散热的目的，焊接工艺在滤波器上附加了了一个散热夹。只要使用散热夹，这种焊接工艺还是没有问题的。但由于滤波器的外型是圆的，所以在焊接过程中滤波器的固定就是一个非常麻烦的事情，这也影响了焊工使用散热夹的积极性。不久焊工们的操作就开始偏离工艺要求，他们按照自已的方法来固定滤波器，有些时候，他们甚至连散热夹都不用了。

解决方案：工厂组织了有关工艺、质量、控制和生产等各方面的人士一起研究和解决这一问题。他们按照Poka-yoke的错误防范原理，设计了一种两用支架，它一方面将电缆和滤波器固定在一起，另一方面又起到散热的作用。

随后，他们对新支架下滤波器的焊接温度进行了测试。他们分别测量了滤波器六边型的引线经及散热点之间的温度结果证明温度没有超过技术规范的要求。

现在，按照工艺要求，如果滤波器引线没有散热手段，焊工就无法进行焊接。而且，焊工对这种支架的接受程度远远高于散热夹，因为它不仅为焊工的操作提供了方便，而且没有增加焊工的任何负担。在采用这种支架之后，客户的故障率也降为了零。

实例研究2——系统组装的实施

问题：软件、安全说明和用户手册等是被装在一个介质包（Media Kit）中提供给客户的，但它们在到达客户手中时不是多项，就是缺项。这种现象一直没有得到解决，即使是对组装操作员提出了更加细心的要求也还是如此。于是，作为一个防范缺陷的一个措施，工厂又组建了介质包生产线，但效果仍然不佳。

解决方案：他们为每一种介质套件准备了一个介质套件托板。在该板上他们以一比一的比例画出了套件中每个物料的码放位置，包括物料的外型、物料编号以及托板的工具编号等。在使用的时候，操作员首先将所需的物料按照填空的方式依次码放在托板上，然后再将托板上的物料一次装入介质包中封口。只要托板上的所有空间都占满了，物料短缺的问题就不会再发生了。

实例研究3——工厂设施的Poka-yoke

问题：在生产现场有一个门是双向开闭的，人们常常由于同时的进出而造成成品的损坏。另外，在洗手间中，洗手池的龙头总是忘关，造成水资源的浪费。而便池在使用后又常常忘记放水冲刷。

解决方案：综合小组决定对生产制造区的门进行重新布置，让人们分别从两个门进出，并且，每个门都是单向开闭的。但门上没有任何特殊标记，因为在这种情况下，标记并不能起到防范错误的作用。另外，他们在洗手间的洗手池和便池上安装了自动开关。

实例研究4——电缆绑扎的错误防范

问题：在电缆绑扎生产线上，操作员需要将长20foot、直径为2inch的电缆绑扎在一起是一项非常耗时的工作。操作员不仅容易疲劳，而且走线的形状很难把握，造成组装过程中的错误。

解决方案：在这种情况下，他们设计了一种电缆绑扎板。这种绑扎板实际就是Poka-yoke 工具，它的大小完全按照质量部认定的电缆尺寸确定，并通过一些定位的钉子确定电缆的走向，通过画线确定电路的接线位置。当然板上还有一些说明的信息。

一旦绑扎的尺寸得到确认，绑扎的电缆就再也不需要检验了。另外如果在绑扎板上增加

一些电路连接，绑扎的电缆可以在绑扎板上直接进行连接测试，板上的标签准确地标明了电缆的标签位置，从而使电缆标签的绑扎非常简单。

结伦：

在EMS的新产品引入过程中采用Poka-yoke方法可以带来很多积极的因素。首先，它可以让各个层次和专业的人员改变对待差错的态度，从“事后检测”模式向“防范模式”的转移；其次，像客户服务这样一些过去并不包含在产品制造过程的业务，现在也有机会成为客户需求的输入和生产过程的改善手段；最后是产品缺陷率的下降，因为这种工艺过程是不允许未经确认的缺陷产品进入下一道工艺的。不断严格质量管理系统的趋势（如QS-9000和最新版的ISO-9000）为EMS提供了进一步实现错误防范的模式。

参考文献

Shigeo Shingo的以下文章对于从事错误防范的研究人员可能会有帮助：

Shigeo, Shingo. Sdudy of Toyota Production System from Industrial

Engineering Viewpoint. Tokyo; Japan Management Association, 1981.

Shigeo, Shingo. Zero Quality Control; Source Inspection and the

Poka-yoke

System, Massachusetts; Productivity Press, 1986.

Shigeo, S. The Sayings of Shigeo Shingo: Key Strategies for Plant

Improvement. Cambridge, Massachusetts; Productivity Press,1987.

Shigeo, Shingo. Non - stock Production; The Shingo System for

Continuous

Improvement. Cambridge Massachusetts; Productivity Press, 1988.

防错技术

防错技术在发动机制造中的应用

不同的发动机产品实施共线生产，这是未来轿车制造工业的发展趋势。在发动机制造中，防错技术有着非常重要的意义，如果没有防错控制技术的应用，那么产品的制造过程就会导致较低的产品合格率和较高的制造成本。但防错技术的应用需根据实际的生产状况而定，如使用不当，则可能掩盖加工中出现的缺陷，造成更大的浪费。

近年来，我国的汽车工业，尤其是轿车工业驶上了快速发展轨道。轿车品种日益繁多，使得发动机行业也逐渐加快新产品的开发力度，利用单线多品种生产技术来满足消费者的不同需求，实施不同排量、不同型号发动机的共线生产。然而，在单线多品种的制造过程中，因产品的不同，共线制造中存在混装、漏装、漏加工、加工错误等潜在风险，因而造成发动机零件返修、报废等情况，从而增加了发动机的制造成本。面对这一状况，发动机制造过程中防错技术的应用对降低生产制造中出现的产品质量问题的风险发挥了重要作用。

防错控制的目的

防错控制是指对不利于客户并且造成浪费的错误进行预测、防止的过程。发动机制造过程中，如果没有防错控制技术的应用，那么产品的制造过程就会导致较低的产品合格率和较高的制造成本。实施防错技术、增加防错装置，最终目的就是要“消灭把缺陷传递给客户”、减少

加工废品、提高产品质量、降低制造成本。要达到这一目标，必须有合理的加工工艺和高精度的专用设备，并且在制造过程中，合理使用防错设备或检测技术来发现错误、减少浪费。防错技术的实施过程，必须要建立设计防错装置、维护防错装置、验证防错装置等一系列规范步骤。此外还必须考虑尽可能采用最简单有效的防错、多层次防错以及帮助操作工更好完成本职工作的防错。

防错控制技术的简单化要求达到如下几点：

* 机床有更高的开动率；

* 设备趋向更低的维修率；

* 操作工对防错系统的认识与了解得到提高。

防错控制技术的多层次控制表现为：

* 有效的防错系统采用的是多重的检查手段或"分层"检查；

* 防错中的多层检查极大地提高了检查到缺陷的可能性，同时也帮助我们形成利用简单、便宜的方法和系统的观念。

防错控制技术是对操作工工作的支持，因此：

* 应用的前提是操作工愿意好好工作；

* 防错不是防止愚蠢错误或是防止破坏；

* 须知人是会因为疏忽而犯错，机器也不会总是按规范工作；

* 防错要能够帮助操作工减少或预防犯这种因疏忽而产生的错误和机床失误，以保证不生产缺陷产品；

* 防错系统是被设计用来帮助操作工更容易更轻松地完成工作。

防错措施的类别

目前，在发动机的机加工线及装配线上，采用设备防错和人工防错相结合的防错形式应用较广，既有简单实用的防错手段，又有技术含量较高的高科技控制。防错应用于发动机制造过程的型号识别、装配验证、尺寸检测、泄漏测试、输送过程、工件定位、零件盛放等过程，从而避免众多的失效模式，保证发动机的制造质量。

一、设备上的防错装置技术应用

在汽车配件的制造过程中，设备上的防错装置技术应用主要有以下几类：

（1）定性的防错

通过图像识别技术，光电、限位、接近开关的逻辑控制技术等来完成防错，比如：即时摄片比较：区分装配零件的方向是否正确；

传感器感应检测：机加工自动线根据不同产品型号的外形变化，传感器将感应到的信息反馈给后面的加工工序，使后面的工序调用对应的加工程序，实施相应的加工内容；

加工孔探测：在机加工线中的钻孔或攻丝后的工位，对加工孔的断刀检测及切屑冲洗；

硬靠山：认准工件的前后流向，如在缸体加工自动线的进料口，利用缸体前后端面的宽度差异，设定硬靠山，保证缸体进入机加工线时前端面流向在前

硬探头：检测零件的不同型号，实施不同的装配或加工工艺，如用探头探测零件的外形，实施不同的装配，如硬探头探测缸孔，区分3.0L或3.4L缸体；

导向挡块：区分零件的输送导向；

光栅防错：通过光栅的检测控制，达到工件是否摆放到位

夹具防错：控制装配零件在夹具上的摆放是否到位来防错。

（2）定量的防错

通过测量探头感应或经过气电转换的测量技术（气体流量转换成电量）来达到防错的目的，如：

红宝石探头探测数据反馈：通过红宝石探头探测已压装气门座圈的内径来区别零件是3.0L还是3.1L汽车配件的缸盖；

BTS刀具长度检测：CNC加工中心刀具检测可防止错误长度的刀具安装在刀库中，防止加工过程中的断刀现象，减少加工首件或加工过程中的废品出现；

定位面气孔压力检测：确认工件正确到位的防错措施；

泄漏测试：汽车配件如缸盖、缸体的油道以及水道的在线测试等，控制泄漏件流入下道工序；

随线检具直径测量：这在机加工自动线中镗孔及铰孔后的工位应用较广，达到100%控制不合格产品的出现；

扭矩控制：汽车配件如很多螺栓固定的拧紧程度均通过扭矩枪来控制。

（3）颤动功能的防错

通过颤动机的颤动，使零件随着不断的颤动并输送至判别零件的方向正确与否处，只有零件处于正确的位置方向时，才能进入送料轨道；位置方向错误的零件则掉入零件颤动料箱里，从而达到预防零件的进给方向错误，避免工件报废的目的，如：

缸体凸轮轴衬套的方向验证，防止衬套压反；

缸体水道闷盖的压装方向防错等。

二、物料防错

工件盛放器具的防错：加工完成的产品盛放实施防错技术，有方向性地定置摆放，预防工件相互碰撞，保证加工零件的表面质量；

色标防错：装配区域零件的盛放料架，使用色标防错。

三、人工防错

（1）建立标准的操作SOS：如加工过程中的成品、待制品、待处理品、料废、工废等下线零件必须马上按照各类零件的处理规范挂上不同颜色的识别标签，刀具设定正常使用耐用度，防错装置建立TPM、PM维护保养制度等；

（2）刀具安装防错：操作工按照刀具换刀规范进行调刀，如核对刀具号、长度类刀具进行长短比较等，预防出现由调刀中的差错造成的不合格零件；

（3）工件目检、测量防错：操作工按照检验频次目检、测量工件加工中及毛坯本身存在的缺陷，把不合格工件剔除出来，在本工位上使其离线。

防错技术的等级

根据防错的效果，防错技术可分为如下三个等级：

（1）不制造缺陷的防错，即不可能制造出坏零件，可能损坏的零件数为零；

（2）不传递缺陷的防错，即不可能将坏零件传递到下一工位;

（3）不接受缺陷的防错，即后续工位不接受坏零件.

防错技术的理想状态是不制造缺陷的防错，这是最主动、最经济、可预见并防止错误的控制技术。如加工前的探头探测、导向限位、传感器感应等的防错就能达到不制造缺陷的目标。但是由于可能出现的缺陷或造成的原因不同及机床功能布局等原因，因此避免不了采用其他两种不传递缺陷的防错和不接受缺陷的防错的防错技术，这也是最被动、最昂贵的防错措施。CNC加工中心及机加工自动线钻孔工位在本工位对刀具加工后的断刀检测，能达到不传递缺陷的目标；自动线中的钻孔、攻丝加工后面的探测工位的探测防错就只能达到不接

受缺陷的目标。

防错装置的验证

使用新的防错装置时，必须进行功能准确率的验证，预防差错率。只有通过PPAP（生产件批准程序）方式的验证，方可使用。

防错系统的验证

防错系统的正常运作是实施、验证、维护的过程，在其应用中必须保证：

（1）确认防错系统运转正常

实际生产中，对防错装置必须进行定期的维护与验证。如：缸体、缸盖的泄漏量检测，对泄漏测试机每天必须进行工件的泄漏量核定与验证；同样，生产线的各种防错装置均需进行定期的维护验证，确认防错功能正确运作。

（2）确认人为因素处于受控状态

对防错系统的验证过程，验证检查记录必须存档，如有差错必须采取必要的措施进行规范的修正；实施防错验证的操作工必须确保操作工经过培训并且培训内容记录已存档；保证防错系统达到预期的检验能力，验证流程有效地按照计划处于受控状态。

结束语

不同的发动机产品实施共线生产，这是未来轿车制造工业的发展趋势。利用原生产线设备稍加改造，实施多品种的共线生产，应用更多的防错技术，达到降低制造成本的目的。但防错技术的应用，需根据实际的生产状况而定，使用得当，可以减少浪费、保证产品质量、提高机床的开动率；使用不当，则可能掩盖加工中出现的缺陷，造成更大的浪费。人因疏忽会犯错误，机器也不会总是按规范工作，因此在使用过程中必须进行定期的维护与认证，这样才能保证防错装置的正常运转，真正起到防错的作用，保证产品的加工质量。