【质量管理】防错（POKA-YOKE）的概念、特点和作用解析

什么是防错法？

        防错法（日语发音为PO-ka yo-KAY）是指运用某种机制或设备，帮助设备操作员（或任何人）避免犯错。在日语中，“poka-yoke” 意为 “防错” 或 “预防疏忽性错误”，最初被称为 “baka-yoke”，意思是 “傻瓜也不会犯错”。

        防错法的目的是从源头上防止产品缺陷的出现，在错误发生时及时纠正或引起人们对人为错误的关注。在制造业中，这意味着不接受、不制造也不允许缺陷产品进入下一道工序。

        自动驾驶汽车是现代消费领域中防错法的一个实例。它们通过多个传感器和警报装置（如自动刹车和各种摄像头）实时 “感知” 周围的一切。事实上，自动刹车系统已成为大多数新车的标配，有助于预防因人为失误而导致的事故。一位来自佛罗里达州的Model 3车主在高速公路上行驶时，特斯拉的自动驾驶功能突然进行了看似莫名其妙的制动。片刻之后，车主发现前方车辆突然变道，露出了一辆停着的汽车。原来是特斯拉的传感器自动检测到了危险，并在没有人为干预的情况下采取行动避免了碰撞。

  防错法在以下常见场景中效果显著：

• 当流程中的某个步骤容易出现人为失误，进而导致错误和缺陷时（特别是那些依赖操作员注意力、技能或经验的步骤）；

• 在服务相关流程中，客户的失误可能影响最终结果；

• 在涉及交接的流程步骤中，产品或服务从一个员工转移到另一个员工（或服务流程中的客户）；

• 当流程早期的一个小错误可能在后期引发重大问题时；

• 当错误的后果代价高昂或存在危险时。

        丰田生产系统（TPS）的新乡重夫将防错法应用于制造过程中任何可能出错的环节。例如，使用数字计数器记录产品上的点焊数量，确保焊工在将产品送入下一道工序之前完成正确数量的焊接。毕竟，制造有缺陷的零件往往成本高昂。许多客户一旦发现一个缺陷，就会出于谨慎退回整批零件。这正是防错法在人为错误和缺陷成因之间发挥关键作用的地方。

防错法与质量控制

        新乡重夫对错误和缺陷进行了重要区分。他认为，在大多数情况下，错误不可避免，但可以立即被发现并纠正。而缺陷则是那些在整个系统中未被发现，最终到达客户手中的错误。防错法旨在防止错误演变为缺陷。

        新乡重夫将质量控制视为一个由三个层次构成的有效性体系，防错法是其中之一：

1. 判定检验：检验人员对产品进行检验；

2. 信息检验：运用统计过程控制（SPC）监测流程中的各项条件；

3. 事先预防：采用防错法。

        在这个体系中，最无效的质量控制方式是检验，而最有效的则是采用自主程序和防错装置。这些方法无需任何判定检验，也不依赖操作员采取行动，就能预防或发现缺陷。

防错法的类型

        公认的防错法有三种类型，实施这些方法可以有效杜绝特定流程中的人为错误，从而大幅减少失误。

接触式方法：

        接触式防错法使用某种传感装置来识别零件在形状、尺寸、颜色或其他物理属性方面的缺陷。例如，使用带有匹配定位销的凹槽、干涉销、限位开关和接近开关等，确保在工作开始前零件的位置正确无误。 接触式方法适用于任何容易引发错误的环境。这些情况包括操作频繁重复、生产不规律，或者周围环境存在问题，如照明不足、温度极端、湿度过高、噪音、灰尘或其他可能分散操作员注意力的因素。

1. 检查产品在零件装配不正确时可能出现故障的所有部位；

2. 寻找对正确装配至关重要的小部件；

3. 注意不要仅凭细微差别来区分零件的上下或前后，尤其是当零件颜色较深时；

4. 避免设计过于复杂，以免给经验不足的操作员造成困扰

        保罗·德沃夏克在《机械设计》杂志上发表的文章《防错设计让装配万无一失》中，列举了四个可能出现问题的领域，这些问题需要通过接触式方法来解决：

• 检查产品在零件装配不正确时可能出现故障的所有部位；

• 寻找对正确装配至关重要的小部件；

• 注意不要仅凭细微差别来区分零件的上下或前后，尤其是当零件颜色较深时；

• 避免设计过于复杂，以免给经验不足的操作员造成困扰。

固定数量（定值）法：

        固定数量（定值）法适用于重复进行相同操作的流程。也就是说，当达到一定的操作次数时，该方法会提醒操作员。一个典型的例子是给操作员一个装有完成任务所需精确数量零件的料箱。如果有零件剩余，则产品被视为有缺陷，不允许进入下一阶段。例如，如果操作员需要安装四个螺栓，那么料箱中只会有四个螺栓。

        德沃夏克还给出了一个例子，操作员在拧紧四个螺栓时，使用蘸有稀释颜料的扳手。这样，操作员可以很容易地看出哪些螺栓没有拧紧（未拧紧的螺栓上没有颜料）。

顺序（动作步骤）法：

        顺序（动作步骤）法用于需要操作员按顺序完成多个不同操作的流程。为此设计的防错装置能够检测每个动作是否执行，并在跳过某个步骤时提醒操作员。一个常见的顺序防错装置示例是使用一个简单的接近开关，只有在所有组件按正确顺序装载后开关才会打开。同样，该装置可以检测每个组件何时从其分配器中取出（或使用）。如果有一个组件未被取出，系统会发出警报，提醒操作员不要继续操作。

        理想情况下，防错装置应确保流程设计能够在错误发生之前就予以预防。当无法做到这一点时，防错法就更多地扮演 “侦探” 的角色，尽早发现并消除流程中的缺陷。基于预防的防错系统会在缺陷发生之前采取行动；设备检测到异常即将发生时，会发出警报。基于检测的防错系统则会在错误发生后立即向操作员发出信号，然后停止流程，以便操作员迅速纠正错误。

   防错装置主要采用两种方式：控制方式和警告方式。

• 控制方式：采用控制方式的装置在检测到问题后会停止流程，以便立即采取措施纠正问题。

• 警告方式：采用警告方式的装置通过一系列升级的警告设备（如蜂鸣器、指示灯等）检测并提醒操作员出现偏差（或偏差趋势）。这种方式与控制方式的区别在于，警告方式在检测到错误时不会每次都停止流程。

防错法的好处

        在作业过程中，作业者不时会因疏漏或遗忘而发生作业失误，由此所致的质量缺陷所占的比例很大，如果能够用防差错防止此类失误的发生，则质量水平和作业效率必会大幅提高。

(1)防错意味着“第一次把事情做好

        因为防错采用一系列方法和工具防止失误的发生，某结果即为第一次即将事情做好。

(2)提升产品质量，减少由于检查而导致的浪费

        防差错意味着“第一次即把事情做好”，直接结果就是产品质量的提高，与靠检查来保证质量相比，防错是从预防角度出发所采取的预防措施。而检查不能防止缺陷的产生，检查发现的缺陷只能去纠正。这是一种浪费，防错消除了这种浪费。

(3)消除返工及其引起的浪费

        防错会提升产品质量，消除缺陷，这会导致返工次数的削减，由于返工所致的时间和资源浪费便得以消除。

        除了消除人为和机械错误、杜绝在制造过程中接受、允许或传递缺陷这些明显目标外，防错法还能带来一些不太明显的好处：

• 操作员所需的培训减少，因为包含防错装置的流程会自动纠正任何与要求不符的偏差。

• 安全性提高，这对于接触危险材料或操作危险机器的工人尤为重要，例如在操作高惯性机器或处理石化产品时。

• 由于防错法的防错特性，通过抽样和检验进行的质量检查可以减少。虽然检验仍然有其必要性，但有了防错法，通过预测或检测错误或缺陷，将消除错误的功能融入到流程中。

• 操作员的工作重复性降低，因为防错法有助于他们一次性无误地完成流程，避免返工。

• 流程质量得到提高，从而生产出更高质量的产品。改进的流程还能培养出高效的团队，这些团队能够协同工作，一次性生产出无缺陷的产品。