汽車總裝線柔性化的探討

黃海濤

中國(guó)汽車工業(yè)工程有限公司 天津市 300113

1 引言

生產(chǎn)企業(yè)尤其是汽車企業(yè)為滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求，在物流配送上采用了總裝線，不僅提高了汽車企業(yè)物料配送的效率，也促進(jìn)了企業(yè)的發(fā)展，提高了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。但是，隨著我國(guó)汽車總裝線的發(fā)展，企業(yè)也從中發(fā)現(xiàn)了許多的問題，因此為促進(jìn)汽車企業(yè)的發(fā)展，加強(qiáng)對(duì)汽車總裝線柔性化的改造是當(dāng)前汽車企業(yè)發(fā)展的首要任務(wù)。

2 汽車總裝生產(chǎn)的工藝流程

通過對(duì)汽車總裝生產(chǎn)工藝的研究分析后發(fā)現(xiàn)，汽車總裝生產(chǎn)的工藝流程可分為總公司、總公司物料倉(cāng)、工位地址、流水線傳動(dòng)裝置、中轉(zhuǎn)站等。首先，由汽車總公司接收客戶的貨單，總公司接收完成后要將貨單放到物料倉(cāng)中并對(duì)貨單進(jìn)行詳細(xì)的檢查分析，根據(jù)客戶的要求制定出科學(xué)合理的生產(chǎn)計(jì)劃后將指令傳輸給各個(gè)工位進(jìn)行生產(chǎn)，這一部分也被稱之為裝配線。其中，裝配線的工位是整個(gè)總裝線中最為基礎(chǔ)的部分，汽車企業(yè)需要將配送的物料傳輸給各個(gè)工位地址后配置相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)人員進(jìn)行汽車零件分類生產(chǎn)，將相應(yīng)的物料配送至相應(yīng)的流水生產(chǎn)線上。但是，在傳送物料的過程中需要設(shè)置JIT輸送系統(tǒng)，保證傳送裝置的速度與工位能夠進(jìn)行有效的匹配。其次，生產(chǎn)好的各個(gè)物料需要送至檢測(cè)區(qū)進(jìn)行相關(guān)的質(zhì)量檢測(cè)，即對(duì)物料的大小、重量等進(jìn)行檢測(cè)，如果物料的相關(guān)參數(shù)沒有達(dá)到出庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)則需要銷毀或重回生產(chǎn)線進(jìn)行二次生產(chǎn)，務(wù)必要確保每個(gè)物料的質(zhì)量都達(dá)到相關(guān)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。最后，將質(zhì)量檢測(cè)合格的汽車各個(gè)物料轉(zhuǎn)投給中轉(zhuǎn)站進(jìn)行集中配送，在物料運(yùn)送到中轉(zhuǎn)站的過程中，每個(gè)工位分配到的作業(yè)量必須與工位作業(yè)的效率相匹配，以免出現(xiàn)物料直流堆積的現(xiàn)象。這樣，汽車總裝生產(chǎn)的工藝流程真正的高效、高質(zhì)，汽車物料按照一定的運(yùn)輸速度被傳送到各個(gè)工位進(jìn)行裝配，做到了線上、線下之間的相互配合、共同作業(yè)。

3 汽車總裝線柔性化內(nèi)涵與意義

汽車總裝線柔性化是一種柔性集成制造技術(shù)，主要是改變傳統(tǒng)汽車總裝生產(chǎn)的獨(dú)立性，利用信息科學(xué)技術(shù)將每個(gè)獨(dú)立的流程進(jìn)行科學(xué)的結(jié)合，從而使得整個(gè)汽車總裝生產(chǎn)線形成一個(gè)有機(jī)的整體。而汽車總裝線柔性化由于其具備靈活性、高效性以及低成本的特點(diǎn)，對(duì)汽車企業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。在汽車企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)或生產(chǎn)時(shí)不需要對(duì)原有的工藝流程進(jìn)行較大的改造就能夠進(jìn)行總裝生產(chǎn)，極大地提高了企業(yè)的汽車總裝線效率和質(zhì)量。

4 汽車總裝生產(chǎn)線的柔性化改造

4.1 整體產(chǎn)能節(jié)拍

汽車總裝生產(chǎn)線的柔性化改造最終的目的就是要提高整個(gè)汽車企業(yè)的產(chǎn)能，在設(shè)計(jì)整體產(chǎn)能節(jié)拍時(shí)，總裝線的生產(chǎn)綱領(lǐng)（M）為年設(shè)計(jì)產(chǎn)量，年時(shí)基數(shù)（t）則根據(jù)總裝線的生產(chǎn)班制和工作小時(shí)決定，整體產(chǎn)能節(jié)拍（T）的計(jì)算公式為：

T＝（kt×60）÷M（min/臺(tái)）

整體產(chǎn)能節(jié)拍是汽車總裝生產(chǎn)線進(jìn)行工位布局以及設(shè)備選型的重要參數(shù)，在設(shè)計(jì)時(shí)必須要對(duì)每一個(gè)工位和設(shè)備進(jìn)行研究和分析，了解它們的性能，使得它們的布局滿足多品共線的汽車總裝生產(chǎn)線的柔性化改造中整體產(chǎn)能節(jié)拍的要求，設(shè)計(jì)完成后可利用MPCLSP模型進(jìn)行相關(guān)的驗(yàn)算。

4.2 工藝流程與生產(chǎn)布局的設(shè)計(jì)

在汽車總裝生產(chǎn)線的柔性化改造中工藝流程的設(shè)計(jì)必須要進(jìn)行詳細(xì)的細(xì)化分解并制定與其相符的工序目標(biāo)，再在整體產(chǎn)能節(jié)拍的基礎(chǔ)上對(duì)工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而選擇最為經(jīng)濟(jì)有效的流程，通過列表或圖序的方式理清各個(gè)流程之間的邏輯關(guān)系，在所有的程序中有一個(gè)較為特殊的工藝就是焊接工藝。在進(jìn)行生產(chǎn)布局時(shí)，可將屬于并聯(lián)邏輯關(guān)系的平行移動(dòng)工序作為優(yōu)先工位，將屬于串聯(lián)邏輯關(guān)系的順序移動(dòng)工序作為靠后的工序。最后，再根據(jù)汽車總裝生產(chǎn)線的工藝特點(diǎn)以及它在汽車生產(chǎn)過程中的作用，對(duì)工序和工位進(jìn)行相關(guān)的界定，從而對(duì)工藝流程以及生產(chǎn)布局進(jìn)行柔性化設(shè)計(jì)。

4.3 工位設(shè)計(jì)和裝備選型

在對(duì)汽車總裝線工位進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須要遵循以下策略：①要盡可能地縮短單條生產(chǎn)線的長(zhǎng)度，短線有利于物料便捷運(yùn)輸并進(jìn)行可視化管理；②要對(duì)以后可能會(huì)出現(xiàn)的基本操作內(nèi)容進(jìn)行預(yù)設(shè)，并將其增加到工位中；③在設(shè)計(jì)操作時(shí)間時(shí)，每小時(shí)有效的裝配時(shí)間要達(dá)到58分鐘；④要設(shè)置合適的工位操作工密度；⑤在設(shè)計(jì)工位時(shí)要考慮到無效工位，檢查工位以及閑置工位的需求；⑥在設(shè)計(jì)工位時(shí)要考慮到一些新型車輛可能需要用到的特殊工藝；⑦在設(shè)計(jì)工位時(shí)可通過SPS的方式將工位的有效操作提高7%，從而達(dá)到總裝生產(chǎn)線柔性化改造的目的。

汽車總裝生產(chǎn)線柔性化改造的過程中最為重要的內(nèi)容之一就是裝備選型，但由于不同生產(chǎn)線所使用的裝備有所區(qū)別，所以裝備選型需從以下方面出發(fā)：①內(nèi)飾線。它主要是對(duì)汽車內(nèi)飾的裝配，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)滑板輸送線被大量應(yīng)用，而電動(dòng)升降滑板卻可以有效提升內(nèi)飾線的裝配效率。②底盤線。底盤線裝備選型必須要具有高度柔滑性，充分考慮人機(jī)工程，最大限度地實(shí)現(xiàn)個(gè)性化需求，可使用EMS升降旋轉(zhuǎn)吊具。③最終線。它主要完成座椅、車門模塊安裝，油液加注、下線前檢查等任務(wù)，在此過程中可選用電動(dòng)升降滑板裝備。④發(fā)動(dòng)機(jī)和合裝線。在選擇合裝線裝備時(shí)可選用升降滑板、感應(yīng)供電AGV、整體托盤。而選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)裝線常用設(shè)備型式可分為地面線以及空中線。⑤車身報(bào)交線。在選擇車身報(bào)交線裝備時(shí)要選擇塑料板鏈，設(shè)備要美觀。⑥車門線。車門線最常使用的設(shè)備有EMS、FDS和積放鏈。⑦儀表板分裝線。在選擇儀表板分裝線裝備時(shí)常選擇空中FDS/EMS，低節(jié)拍手推車；回轉(zhuǎn)夾具。

4.4 物流布局和輸送的自動(dòng)化設(shè)計(jì)

在汽車總裝生產(chǎn)線物流布局和輸送的自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，可建立起透明的生產(chǎn)系統(tǒng)，利用RFID使得每個(gè)產(chǎn)品在每個(gè)工位的輸送變得更加的透明，在輸送的過程中自動(dòng)與企業(yè)的核心設(shè)備進(jìn)行通訊，將互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用其中，對(duì)物料輸送過程進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和協(xié)同處理，從而了解總裝生產(chǎn)線物料輸送的特征，對(duì)物流進(jìn)行科學(xué)的布局，實(shí)現(xiàn)物流輸送自動(dòng)化目的。

4.5 工藝布局的柔性化設(shè)計(jì)

在對(duì)工藝布局進(jìn)行柔性化設(shè)計(jì)的過程中，需要從以下方面進(jìn)行：

（1）空間設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)立體分區(qū)、多層布局。汽車生產(chǎn)的工藝布局主要是以立體型的空間設(shè)計(jì)為主，在設(shè)計(jì)的過程中必須要打破傳統(tǒng)的平面化布局方式，實(shí)行以立體分區(qū)、多層布局的方式，通過設(shè)計(jì)平面位置圖以及立體的斷面圖來將各個(gè)工位以及設(shè)備等進(jìn)行科學(xué)的結(jié)合，進(jìn)行空間的布局設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)空間利用的最大化和人性化。此外，在進(jìn)行空間設(shè)計(jì)時(shí)必須要以產(chǎn)品制造工藝為主，針對(duì)不同層面的布局來實(shí)現(xiàn)不同的工藝流程作用和性能，不同的層面需要配置不同數(shù)量的工位和操作人員，并且各個(gè)層面的布局之間相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。

（2）組線方式以主線加支線為主。在傳統(tǒng)的汽車生產(chǎn)工藝布局中主要以一條較長(zhǎng)的生產(chǎn)線為主，通過連續(xù)平行的移動(dòng)來進(jìn)行生產(chǎn)和運(yùn)輸，過程冗雜且易出錯(cuò)。所以，為改變這一現(xiàn)狀，需對(duì)其進(jìn)行柔性化改造，改變傳統(tǒng)單一的生產(chǎn)線，形成以主線加支線的組線方式，其中主線主要以組焊、合攏、蒙皮為主，支線則以骨架分片制作為主，從而縮短整體的產(chǎn)能節(jié)拍，使得整個(gè)汽車總裝生產(chǎn)線更加的快捷、靈活。

（3）柔性化設(shè)計(jì)需以工序重構(gòu)再造為主。改變傳統(tǒng)冗長(zhǎng)的工序，對(duì)工序進(jìn)行重構(gòu)再造，采用相同的工藝方式實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)品的生產(chǎn)，通過屏蔽、激活、短路、循環(huán)等工序的重構(gòu)和再造來滿足不同產(chǎn)品共線生產(chǎn)的要求，實(shí)現(xiàn)工藝的柔性化。

5 汽車總裝線柔性制造的發(fā)展前景

隨著我國(guó)汽車總裝線的不斷創(chuàng)新，柔性制造在汽車總裝線的發(fā)展過程中發(fā)揮了重要的作用。汽車總裝線的柔性化系統(tǒng)作為一個(gè)維持生產(chǎn)系統(tǒng)間平衡以及調(diào)序的系統(tǒng)，能夠幫助汽車總裝線朝著更加個(gè)性化生產(chǎn)的方向前進(jìn)。此外，隨著汽車總裝線柔性制造的發(fā)展，將使得更多全系統(tǒng)自動(dòng)升降功能被應(yīng)用于汽車總裝線中，可有效增加產(chǎn)品的尺寸，不斷地提高各個(gè)工位的生產(chǎn)效率和利用率，從而打破傳統(tǒng)汽車總裝線生產(chǎn)分界線，加強(qiáng)人機(jī)之間的互動(dòng)，進(jìn)而不斷地提升產(chǎn)品的質(zhì)量。另外，在柔性化制造的過程中，自動(dòng)生產(chǎn)裝備的應(yīng)用將極大地減小噪音對(duì)于生產(chǎn)者的惡劣影響，對(duì)于汽車總裝線核心工序質(zhì)量的提高也有著重要的意義，讓操作者擁有更加舒適的工作環(huán)境，汽車生產(chǎn)企業(yè)也朝著更加低能耗、高效率的方向發(fā)展，發(fā)展前景良好。

6 結(jié)論

通過對(duì)汽車總裝生產(chǎn)線進(jìn)行柔性化改造后發(fā)現(xiàn)，汽車總裝生產(chǎn)線的工作效率和質(zhì)量都得到了極大的提高，而隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車總裝生產(chǎn)線柔性化將邁入新的發(fā)展階段。