TnPM活动在机器人管理中的推广成效

1、背景

2015年就11月23日世界机器人大会在北京召开，国家主席习近平指出"机器人是'制造业皇冠顶端的明珠',其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的标志。"2014年中国已经超越日本成为世界上机器人安装数量最多的国家。

在北京现代机器人被应用于汽车零部件搬运、焊接、涂胶等领域，其中焊接工艺100%由机器人来完成。在车身工厂，安装有机器人397台，这些机器人已经白夜班连续运转超过了10年，机器人在北京现代应用最主要的问题就是老化问题。

汽车生产工艺属于流水线生产，一旦任何一台机器人出现故障停台，就会导致整个车间的生产停滞，因此必须保证机器人的稳定运转。随着多年经验的积累及探索，在北京现代机器人已经达到自主管理、维护、维修、调试、改造的能力，已经脱离机器人制造厂家的技术束缚。TnPM活动在机器人管理中持续推进后，使已经达到使用寿命的机器人持续稳定的运转。

北京现代车身工厂机器人现况如下：

由统计表可以看出，役龄超过10年的有293台机器人，占机器人总数量的73.8%，而且这些机器人属于第一代机器人，是工业自动化阶段初期设计的一批机器人，存在诸多的设计缺陷问题，随着使用年限的逐渐提高，这些问题逐步显现出来。

2、TnPM活动在机器人管理中的应用

车身工厂于2002年建成后，每年进行生产能力扩增，增设了不同年代机器人，老中新三代机器人在车间有条不紊的运转着，为了保证这些机器人都能够得到应有的维护，需要针对每台机器人建立管理台账，制定针对性的维修、点检计划。由于机器人批量应用的早，机器人老化管理经验在中国尚无借鉴之处，这种管理方式在目前机器人管理行业也是无先例的。

1.机器人的履历卡

首先对每台机器人的基础信息进行汇总分析，制定管理台账，具体包括机器人的工位、型号、安装日期、工作负荷量、零部件更换记录、周期性保养记录、故障履历卡等内容。这样可以根据数据的积累，算出机器人各个部品的使用寿命，还可以查询单台机器人曾经的"病例"，针对性的故障解决。

机器人发生零部件更换、故障维修、预防性点检问题点，这些内容都需要详细记录在履历管理台账中，统一进行管理。通过履历卡的管理，将每一台机器人都纳入管控之中，不至于出现出了故障不知所措的情况，对症下药，快速进行故障修复。

2.机器人6S管理

由于机器人数量多、使用寿命长，运转稳定性要求高，加之车身工厂空气中铁屑粉尘的存在，因此持续对机器人进行专项的6S管理，从而降低机器人的故障率。

①清扫、清洁

对故障的机器人电路板损坏原因进行分析发现，主要问题就是空气中粉尘在电路板长期堆积，导致电路板端子短路，从而电路板烧损。为了降低故障隐患，制定了周期性的清扫计划，每3个月对全部397台机器人进行一次深度清扫，利用压缩空气清除电路板及电气元件的粉尘。为了确保清扫质量，制作了机器人控制柜清扫的标准化作业流程来推进实施。

②整理、整顿

由于大量使用了第一代的机器人，产品设计老化，存在诸多设计问题点，为了避免因为设计问题导致的机器人故障，设备维修团队推进了一次全面的机器人改善活动。

上图为机器人外部电缆护套的改善，改善前由于电缆护套属于缠绕型，焊渣易飞入护套内部，电缆长期曲折导致内部焊渣与电缆磨损，从而导致电缆损坏，而且护套不美观，影响机器人整体6S管理。

上图为机器人伺服电机抱闸控制电路设计的改善内容。改善前，机器人设计中使用整流桥和滤波电容来实现交流380V向直流24V电压的转换。在机器人断电后，电容存储的电量释放，会导致整个电路元器件发生故障。经过机器人工作室反复实验、测试，最终使用合适的稳压直流电源来替代原抱闸电路，改善后三百多台机器人没有发生一次抱闸控制电路板烧损的故障。

③素养

机器人的正常运转离不开合理、规范的点检，因而将老化机器人的维护重点放在了点检作业上。针对现场全部老化的机器人，制定了每日/每周/每月/每年的点检内容，并将点检表放置在每台机器人旁边，并附上点检负责担当及担当相片，从而让提高点检者的责任感。为了确保点检效果，还引进了先进的PDA点检系统，每台机器人都会设置一个二维码，点检者每天点检后，要进行扫码确认，并将点检发现的问题录入到点检系统中，系统会根据点检结果自动制定周末的作业计划，从而利用停产时间进行预防性维修作业。

④安全

为了避免机器人操作或维修存在安全隐患，制定了机器人安全操作规程及标准的操作流程，培训每位维修工。机器人操作上推行资格证管理，经过严格的操作及维修培训，经过理论与实操培训考试，考试合格后才能进行机器人维修作业，从根源上加强了机器人维修作业的安全因素。

3.创新机器人维修方法

为了提高机器人故障的维修速度，提高全体维修人员的技能水平，结合目前手机APP的快速发展，北京现代机器人创新工作室综合了多名维修工程师十余年的维修经验，研发了一款协助机器人故障维修的APP手机软件，当机器人发生故障时，维修人员打开手机软件，输入故障机器人类型和机器人故障代码，软件会提示该故障的处理思路及故障的可能性分析，协助作业人员进行故障处理。

在手机应用于机器人维修的同时，维修及故障检测的标准化作业方法也是机器人管理中的重要项目，针对频繁发生的机器人故障，制定了故障的标准化检测及维修流程。用标准化来指导维修工进行维修作业，不仅使维修作业过程有条理，而且规范的作业能够提高维修效率。为了避免拿工具、备件浪费维修时间，设计制作了机器人专用维修小车，将维修机器人所需的工具和零部件安放在小车上，发生机器人故障时，只需将维修小车推至故障现场就可以满足机器人维修所需的部品。

为了对全部机器人有一个实时的检测，检测每台机器人的运动状态，在机器人的管理中引进了机器人负荷实时电脑检测软件（HRMS系统）。利用这套软件，工程师可以在办公室里检测每一台机器人机械运转情况，及时发现机器人可能存在的故障隐患，从而提前进行预防性维修。

HRMS机器人检测软件，还可以实时备份机器人程序，一旦机器人程序发生问题，可以快速进行备份程序导入，而且可以查询机器人的操作历史，查到导致机器人程序发生问题的根本原因，这样就可以针对性的制定防止再发生对策，使机器人的管理更加信息化。

4.创新维修工具

机器人也是工业自动化设备的一种，也无法完全的避免故障的发生。一旦发生了机器人故障，如何快速及时的进行维修，也是我们对老化机器人重点管理的一项内容。

对近5年机器人的故障进行了汇总分析，发现机器人伺服电机故障和本体电缆故障占据了最大的比重，针对这两类故障创新工作室进行了反复实验，最终制作了针对性的维修工具。通过维修工具的使用，可以对故障机器人进行临时的修复，快速恢复生产线运转。

该工具为机器人伺服电机维修盒，2015年完成发明并应用、推广。原理：通过维修盒内部电路，给伺服电机增加一个RESET功能（恢复出厂化设置），利用这个维修盒可以修复编码器数据错误的伺服电机。当发生伺服电机故障时，无需去更换伺服电机，而仅需要维修盒插入到不良伺服电机上，进行RESET操作。维修时间由原来的120分钟降低至20分钟以内。该发明案例获得北京现代2015年度优秀提案第一名，2015年3月获得国家发明专利证书，并于2015年8月获得北京市科技创新"铜奖"。

该工具为机器人本体电缆维修盒，2014年发明并应用于机器人维修，原理类似于人体血管疾病处理中的"搭桥"技术，当电缆发生故障时，维修盒整体接入到机器人电缆系统中，将不良电缆的插头拔开，外接一根电缆进行临时修复。机器人本体电缆故障的维修时间由原来的180分钟降低至30分钟，该工具已经在现代汽车各个工厂推广应用。

5.人员技能提高

机器人属于工业设备中比较依赖技术的一项设备，机器人维修工需要持续不断的培训和经验积累，不断学习、不断在实践中成长为一名合格的机器人维修工程师。

为了培养一批专业的机器人维修工程师，北京现代针对性的成立了机器人创新工作室，用以人才培养。每2个月进行一次脱产7天的全天候技能培训，培训人员经过考核后才会发放合格证书。经过持续两年的培训，累计培训150多人次，人员技能普遍得到提高，机器人维修技能提高的同时也带动了其他设备维修技能的提升。

3、TnPM活动应用成效

2014年起TnPM活动逐步在车身工厂机器人管理上推进应用，使机器人在管理上更加标准化，系统化，老化的机器人被密切的监视着，一旦有一点异样，就会针对性的进行预防性检修作业，机器人故障发生频率及停线时间逐年降低。

根据机器人制造厂家提供的资料，机器人使用寿命为10年，寿命超过10年后机器人各零部件均到达使用寿命。在北京现代汽车生产线，由于产能不足，机器人多年以来一直处于超负荷运转，机器人老化情况更为严重。

但是经过TnPM活动推进后，机器人总故障时间反而逐年下降，已经达到使用寿命的机器人经过合理的维护和检修，继续稳定的运转着。用维修工程师的一句话来说，"设备老化不可怕，可怕的是没有管理，一旦没有科学的管理，新设备也会马上老龄化。"

北京现代机器人维修管理团队是一支富有朝气的团队，虽然年轻但是技能功底扎实，传承着"坚韧、执着、专注、极致"的北汽工匠精神，在技能比拼的氛围下不断进取、提高，科学管理，TnPM活动也会在北京现代各项设备管理活动中不断深入开展，为公司生产运营开源节流。

本文信息节选自《第27期设备管理大视野》杂志，由北京现代现场经营革新推进小组编著，转载请注明出处。

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