不銹鋼地鐵車輛裝配工藝優(yōu)化研究

張寶紅

摘? 要：不銹鋼地鐵車輛具有耐腐蝕、免涂裝、維護(hù)成本低等特點(diǎn)，隨著設(shè)計(jì)和制造工藝水平的不斷發(fā)展，不銹鋼地鐵車輛的性能得到了極大提高，其價(jià)值也日漸凸顯[1]。文章結(jié)合不銹鋼地鐵車輛裝配工藝特性，從預(yù)組裝配作業(yè)、總組裝配作業(yè)和裝配試驗(yàn)作業(yè)三個(gè)階段入手，對(duì)現(xiàn)有裝配工藝過程進(jìn)行描述，分析其中不足之處并提出相應(yīng)的優(yōu)化措施，旨在促進(jìn)裝配作業(yè)過程更加優(yōu)質(zhì)高效。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛;不銹鋼;裝配工藝;優(yōu)化

中圖分類號(hào)：U270.6? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）23-0119-02

Abstract： Stainless steel subway vehicle has the characteristics of corrosion resistance， no painting， low maintenance cost and so on. With the continuous development of design and manufacturing technology， the performance of stainless steel subway vehicle has been greatly improved， and its value has become increasingly prominent. Combined with the assembly process characteristics of stainless steel subway vehicle， this paper describes the existing assembly process from three stages： pre-assembly operation， general assembly operation and assembly test operation. The shortcomings are analyzed and the corresponding optimization measures are put forward in order to promote the assembly process to be more high quality and efficient.

Keywords： subway vehicle; stainless steel; assembly process; optimization

前言

隨著鐵路運(yùn)輸高速跨越式發(fā)展，近年來我國軌道交通裝備制造業(yè)發(fā)展迅猛，國內(nèi)外對(duì)于城鐵車輛的需求數(shù)量不斷增加[2]。國內(nèi)企業(yè)與西門子、阿爾斯通和龐巴迪三家公司建立合作，通過引進(jìn)國外先進(jìn)的制造工藝技術(shù)，國內(nèi)工藝技術(shù)水平得到很大提升。不過總體來說，國內(nèi)地鐵車輛裝配工藝技術(shù)的發(fā)展尚不能滿足車輛制造水平提升的需求。因此需要持續(xù)進(jìn)行裝配工藝技術(shù)的優(yōu)化和提升，推動(dòng)國內(nèi)車輛制造水平的發(fā)展。

1 不銹鋼地鐵車輛裝配工藝概述

結(jié)合不銹鋼地鐵車輛裝配工藝應(yīng)用現(xiàn)狀，可發(fā)現(xiàn)在車輛生產(chǎn)制造中主要采用固定臺(tái)位和流水線兩種作業(yè)模式[3]。固定臺(tái)位模式：車輛裝配作業(yè)過程停留在固定臺(tái)位上，臺(tái)位作業(yè)人員和生產(chǎn)物料每天都是不同的，此類作業(yè)模式臺(tái)位資源占用少、人員配置多、物流系統(tǒng)壓力大。流水線模式：車輛裝配作業(yè)過程在不同臺(tái)位上進(jìn)行流水，臺(tái)位作業(yè)人員和生產(chǎn)物料每天都是固定的，此類作業(yè)模式臺(tái)位職能固定、人力資源利用率高、物流系統(tǒng)壓力小。

對(duì)比兩種作業(yè)模式發(fā)現(xiàn)，不管是固定臺(tái)位作業(yè)模式還是流水線作業(yè)模式，不銹鋼地鐵車輛裝配作業(yè)工藝流程基本是一致的。從車輛生產(chǎn)制造流程上大致可以概括為：車體制造～車體涂裝～整車裝配～整車調(diào)試～用戶驗(yàn)收。整車裝配作業(yè)分解為預(yù)組裝配作業(yè)、總組裝配作業(yè)、稱重淋雨限界試驗(yàn)三大部分。

地鐵車輛裝配工藝設(shè)計(jì)流程一般遵循車內(nèi)～車頂～車底順序，裝配作業(yè)工藝流程設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)部件裝配、電氣組裝、涂裝及膠粘各個(gè)業(yè)務(wù)內(nèi)容進(jìn)行合理布置。車輛裝配工藝設(shè)計(jì)不僅可以有效提升裝配作業(yè)的工作效率，同時(shí)在保證軌道交通裝備產(chǎn)品的可靠性方面也發(fā)揮著積極的作用。

2 不銹鋼地鐵車輛裝配工藝設(shè)計(jì)思路

2.1 預(yù)組裝配作業(yè)

預(yù)組裝配作業(yè)采用軌道式流水作業(yè)模式，通過人工推動(dòng)方式來完成車輛的臺(tái)位轉(zhuǎn)換。

預(yù)組裝配作業(yè)車體處于高位，通過在假臺(tái)上加裝過渡梁實(shí)現(xiàn)車體工作高度的提升。在起落車臺(tái)位完成此作業(yè)過程，臺(tái)位需要配置架車機(jī)、天車、液壓升降車等設(shè)備。借助架車機(jī)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)車體提升至合適高度，利用天車、液壓升降車等設(shè)備將過渡梁安裝到假臺(tái)上。

預(yù)組裝配作業(yè)主要完成防寒材安裝、前端模塊安裝、制動(dòng)設(shè)備管路安裝、二次骨架安裝、風(fēng)道安裝、地骨安裝調(diào)整、地板安裝、地板布安裝、車窗安裝、車窗密封膠、貫通道安裝、車頂絕緣漆涂裝等工序的作業(yè)任務(wù)[4]。

預(yù)組裝配場(chǎng)地部件多組裝于車下部位，為了確保部件可以被順利運(yùn)送至安裝位置，可以通過氣墊運(yùn)輸車進(jìn)行物料運(yùn)送。對(duì)比分析來看，使用氣墊技術(shù)具有以下突出特征：在搬運(yùn)過程幾乎不會(huì)產(chǎn)生摩擦，支持各個(gè)方向自由移動(dòng);能夠在狹窄的區(qū)域準(zhǔn)確定位和移動(dòng)，具備較強(qiáng)的高效運(yùn)動(dòng)能力;組合高度很小，磨損很小，有利于控制運(yùn)營以及維護(hù)費(fèi)用。

2.2 總組裝配作業(yè)

不銹鋼地鐵車輛預(yù)組裝配作業(yè)完成以后車輛通過遷車臺(tái)牽引至總組裝場(chǎng)地開始進(jìn)行總組裝配作業(yè)。

總組裝配作業(yè)主要完成枕內(nèi)電氣設(shè)備、枕外電氣設(shè)備、側(cè)墻版、間壁、側(cè)頂板、中頂板、立罩板、車門系統(tǒng)、座椅、扶手桿、空調(diào)系統(tǒng)、受電弓（受流器）、落車調(diào)整等部件的裝配作業(yè)和電氣設(shè)備的配線組裝、耐壓試驗(yàn)等工作。

總組裝配作業(yè)場(chǎng)地規(guī)劃為起落車臺(tái)位（有軌）和總組裝配臺(tái)位（無軌）布局，天車配置噸位為40t（可用于物料起吊和調(diào)運(yùn)，可以進(jìn)行車體整車吊裝），裝配作業(yè)過程在總組裝配臺(tái)位上進(jìn)行，地鐵車輛總組裝配采用固定臺(tái)位施工工序流動(dòng)模式。

以某不銹鋼地鐵車輛總裝任務(wù)為例說明現(xiàn)有總組裝配工藝布局。項(xiàng)目要求每年地鐵車輛裝配數(shù)量控制在150輛，并且要求每臺(tái)地鐵車輛裝配周期需要嚴(yán)格控制在15天以內(nèi)。依據(jù)項(xiàng)目進(jìn)度及車間資源，采取12個(gè)組裝臺(tái)位設(shè)計(jì)方式，每側(cè)布置6個(gè)臺(tái)位，中間區(qū)域?yàn)槲锪线\(yùn)輸車運(yùn)行移動(dòng)通道。依據(jù)地鐵車輛自身的特性以及相關(guān)產(chǎn)品批量生產(chǎn)等基礎(chǔ)信息，最大程度上保證臺(tái)位利用率，同時(shí)嚴(yán)格控制倒車次數(shù)。

2.3 裝配試驗(yàn)作業(yè)

裝配試驗(yàn)作業(yè)場(chǎng)地主要由一條試驗(yàn)軌道構(gòu)成，軌道上布置整車稱重試驗(yàn)臺(tái)、編組連掛區(qū)域、淋雨試驗(yàn)裝置、整車限界試驗(yàn)裝置等設(shè)施。在裝配試驗(yàn)作業(yè)主要完成整車稱重、車輛連掛、淋雨限界等工作，裝配試驗(yàn)作業(yè)內(nèi)容作為整車裝配的最后階段，作為驗(yàn)證檢驗(yàn)裝配作業(yè)質(zhì)量最重要的工序，也是評(píng)價(jià)車輛性能指標(biāo)的重要途徑，是車輛裝配轉(zhuǎn)移至車輛調(diào)試工作的最終環(huán)節(jié)。

調(diào)試裝配場(chǎng)地的重點(diǎn)關(guān)鍵工序?yàn)檎嚪Q重試驗(yàn)，一般需要用到城軌車輛稱重調(diào)載試驗(yàn)系統(tǒng)等相關(guān)設(shè)備與技術(shù)。城軌車輛稱重調(diào)載試驗(yàn)系統(tǒng)主要包括車體調(diào)簧和轉(zhuǎn)向架調(diào)簧兩個(gè)部分，其中車體調(diào)簧可以經(jīng)由車體水平性試驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)，而轉(zhuǎn)向架調(diào)簧則主要經(jīng)由調(diào)整一系彈簧來實(shí)現(xiàn)。這種工藝技術(shù)應(yīng)用有利于車輛二系支承載荷分布得到一定程度的優(yōu)化。其優(yōu)勢(shì)不僅體現(xiàn)在可以促進(jìn)調(diào)簧操作的效率和精準(zhǔn)性，同時(shí)在保證整車重量在輪載上均勻分布、提升車體和轉(zhuǎn)向架的互換性等方面，均發(fā)揮著不可忽視的重要作用。

3 不銹鋼地鐵車輛裝配工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化

3.1 現(xiàn)有裝配工藝設(shè)計(jì)問題

（1）總組裝配場(chǎng)地采用固定臺(tái)位組裝，車輛裝配作業(yè)過程停留在固定臺(tái)位上，臺(tái)位作業(yè)人員和生產(chǎn)物料每天都是不同的，臺(tái)位利用率低，人員需求數(shù)量較多，工藝資源配置需求量大，物流物料配送壓力大，生產(chǎn)組織壓力大。（2）總組臺(tái)位遷移采用天車吊裝作業(yè)，車輛吊裝過程中需要占用廠房空中作業(yè)空間，容易造成安全隱患，天車作業(yè)過程中吊裝通道上所有裝配操作均需要停止工作，妨礙裝配作業(yè)的正常開展進(jìn)行。（3）車輛裝配作業(yè)在高位，過渡梁安裝拆卸在預(yù)組場(chǎng)地進(jìn)行，大大降低了生產(chǎn)效率，占用了生產(chǎn)場(chǎng)地資源，增加設(shè)備投入，增加人工成本，不便于安全生產(chǎn)和精益生產(chǎn)等。同時(shí)在總組裝配場(chǎng)地起落車臺(tái)位更換架車支撐，將假臺(tái)返回車體車間，整車在預(yù)組總組裝配場(chǎng)地內(nèi)需要進(jìn)行三次起落車作業(yè)，過渡梁需要在預(yù)組場(chǎng)地內(nèi)來回遷移，對(duì)生產(chǎn)過程造成很大安全隱患，同時(shí)增加車間內(nèi)部的物料周轉(zhuǎn)成本。（4）組裝臺(tái)位之間設(shè)物料存儲(chǔ)區(qū)，車輛裝配過程中可能遇到臺(tái)位移動(dòng)受阻問題，并且在裝配過程中存在一定的安全隱患。

3.2 裝配工藝問題優(yōu)化建議

（1）總組裝配作業(yè)模式選用流水線作業(yè)模式，車輛裝配作業(yè)過程在不同臺(tái)位上進(jìn)行流水，臺(tái)位職能固定，臺(tái)位人員配置、生產(chǎn)物料、工具設(shè)備等資源都是相對(duì)固定的，便于生產(chǎn)車間進(jìn)行組織管理。流水線模式提升了臺(tái)位及人員的利用率，提升了車間的生產(chǎn)制造能力，更好的實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)。（2）選用輪式運(yùn)輸車進(jìn)行整車臺(tái)位遷移，由于輪式運(yùn)輸車作業(yè)過程中可以實(shí)現(xiàn)前后左右各個(gè)方向的無差別移動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)多方位多角度的位置調(diào)整，可以在最大限度上保證在最小空間內(nèi)完成車體的臺(tái)位遷移工作。大大減少了車體遷移空間利用，可以實(shí)現(xiàn)車體的平穩(wěn)移動(dòng)，減少了車體晃動(dòng)量，保證了裝車零部件的安全可靠。保證在不影響相鄰臺(tái)位作業(yè)的情況下完成遷車作業(yè)，最大限度的保證生產(chǎn)任務(wù)的正常進(jìn)行。（3）過渡梁安裝布置在車體車間交車臺(tái)位，車體車間可實(shí)現(xiàn)車體整體吊裝，可以減少設(shè)備采購維護(hù)等費(fèi)用支出。同時(shí)，鋼車體涂裝的主要工作在車體底架部位，車體在高位便于操作員工進(jìn)行涂裝作業(yè)，提升工作效率，減輕員工工作強(qiáng)度，提升涂裝工作質(zhì)量。預(yù)組裝配場(chǎng)地釋放出空間可實(shí)現(xiàn)更合理的場(chǎng)地規(guī)劃布局。過渡梁在總組裝配場(chǎng)地起落車臺(tái)位進(jìn)行拆解，在更換架車支撐同時(shí)連同假臺(tái)車一并返回車體車間。這樣在裝配作業(yè)流程中起落車縮減為1次。過渡梁和假臺(tái)車一起在廠內(nèi)進(jìn)行流轉(zhuǎn)，便于物料循環(huán)配送管理，減少了裝配場(chǎng)地周轉(zhuǎn)運(yùn)輸，保障了裝配場(chǎng)地的生產(chǎn)安全。（4）物料存儲(chǔ)區(qū)優(yōu)化建議：第

一，撤掉物料通道使各個(gè)臺(tái)位實(shí)現(xiàn)有效連接。物料存放區(qū)域規(guī)劃在臺(tái)位車側(cè)位置，大長(zhǎng)物料定制規(guī)劃專用存放區(qū)域。第二，合理利用雙層走臺(tái)，上層走臺(tái)存放車頂物料，下層走臺(tái)存放車內(nèi)物料。采用這一布局模式，不僅可以充分利用資源增加物料存儲(chǔ)，而且物料更接近安裝位置，有效地提升車輛裝配的工作效率。

4 結(jié)束語

綜上所述，不銹鋼地鐵車輛裝配工藝設(shè)計(jì)是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的過程，不同車輛類型、不同場(chǎng)地資源可以選用不同的工藝方案。上文提出的優(yōu)化方案是針對(duì)現(xiàn)有車輛裝配作業(yè)過程的幾點(diǎn)優(yōu)化建議，在后續(xù)生產(chǎn)過程中需要持續(xù)進(jìn)行驗(yàn)證分析。通過探索更高效的工藝技術(shù)、探尋更優(yōu)質(zhì)的工藝資源，不斷對(duì)裝配工藝設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，持續(xù)推動(dòng)地鐵車輛工藝技術(shù)水平的提升。

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