浅谈汽车总装工艺规划设计

总装作为汽车制造过程中最后一个环节, 如何规划出提升生产能力, 实现绿色、高效、智能化的新工厂, 是当今工艺设计人员面临的一项重要课题。本文重点介绍通过哪几方面能够生产高水平产品、低污染环保型、功能完备、经济实用, 布置合理的标杆车间。

一、生产任务及生产纲领

了解总装车间生产车型及产能规划, 及主要线体规划, 以A车间为例, 承担4款车型, 双班25万辆整车生产, 负责完成车辆的部件装配、内饰装配、底盘装配、总装配、油液加注, 出厂安全性能检测、环保性能检测、密封性能检测及返修等项任务。本项目车身总成自制, 其余配套件, 发动机、悬架 (前后桥) 、制动器、方向盘、转向机、仪表板、空调器、座椅、玻璃、车轮、橡胶件、电气等全部外协。

   二、总装工艺规划设计

1.生产组织和生产方式

(1)总装车间属大批量生产性质, 考虑到生产负荷率、配件质量等因素, 生产节拍一般设计为 (52-80) s, 综合可动率为90%, 为此, 要求凡进入总装车间的零部件及外协件, 均应经检验合格, 均可进行完全互换, 本车间不另进行加工、修配工作。
   (2)为保证产品质量, 一般设计室内 (2-4) 套汽车检测线, 对汽车的前轮/四轮定位、灯光、制动、速度表、排放、噪音等安全环保性能及整车密封性能进行100%检测。

2.车间内工段的分工

按产品结构特点和工艺要求, 本生产系统划分为以下五个工段:
   (1)配套工段:负责外协件的暂存、配套、分发。
   (2)内饰工段:负责车身的内饰装配及相关件的分装, 如仪表板总成装配、车门分装、玻璃分装等。
   (3)底盘工段:负责整车底部管线、动力总成、前后桥总成与车身的合装和底盘部件分装。
   (4)总装工段:负责整车的最终装配、油液加注、装车门和钣金间隙面差调整等工作。
   (5)检测工段:负责整车出厂前的安全、环保性能检测及故障排除等工作。

3.设备选用

在满足生产使用要求和保证产品质量的前提下优先选用国产设备, 非标准设备的选型和设计尽量具有通用性或稍经修改就可适应新产品的生产, 以适应多变的市场。对国内暂不能提供或不成熟的设备为保证产品质量, 需要对以下设备和工具质量进行严格控制:

(1)抽真空加注机 (制动液、防冻液、制冷剂) 。
   (2)前后风挡玻璃机器人涂胶机, 玻璃自动上线设备。
   (3)电动组合拧紧机、电动拧紧工具。
   (4)整车检测线 (四轮定位仪、转鼓试验台、前大灯仪、汽车辅助系统检测试验台) 。
   (5)气动冲击扳手、定扭扳手、扭矩校正仪等。

4.物料搬运系统

物料搬运系统与产量、生产节拍相适应, 总装车间物流输送方式规划采用“空中输送、模块输送、自动化输送”三种形式, 优化车间物流路线、降低物流压力, 提高空中空间的利用率。
   (1)空中输送:总装车间规划车轮、座椅、前后保险杠、仪表板模块、前端模块、前后悬总成采用空中输送, 该形式由子公司分装完毕后通过物流车辆由卸货棚通过机动辊道输送到装配工位, 提高空中空间利用率, 降低地面物流压力;
   (2)自动配送:总装车间规划中小型零部件采用单台配送即SPS形式, 结合物流AGV牵引车等相关机构实现物料的自动配送, 降低人员投入;
   (3)模块化配送:对于可以通过总成形式进行装配的多种零部件, 可由零部件公司或物流中心先进行分装, 再以模块化总成形式按照生产计划进行供货, 降低车间料区的存储量及物料配送种类、压力。

5.油液供应系统和工具吊架系统

整车下线前加注的燃油 (汽油、柴油) 从总装供油站 (埋地油罐) 经地上管道 (便于维修更换) 输送至燃油加注工位;防冻液、洗涤液采用管道输送, 定量加注;制动液、制冷剂以原包装方式置于生产线旁定量加注, 其中为满足节拍要求, 制动液、制冷剂采用二合一随行一体加注方式, 防冻液、洗涤液采用二合一随行一体加注方式;润滑油以桶装方式置于生产线旁, 用润滑油加注设备送至加注工位。装配线上方3.2m设工具吊架系统, 兼做部分照明、动力管道、风扇的安装支架。

6.厂房的结构选型

总装车间主厂房采用网架结构, 生产面积结合车型需要进行规划, 立柱间距一般为8m, 中间柱距一般为24m;屋架下弦球中心标高一般为9.5m。总装车间交验工段采用钢架结构, 边柱柱距一般为7.5m, 边跨最低点标高一般为7.5m。

7.产品质量保证体系

汽车由产品设计到定型生产, 为使其达到产品设计及用户要求的使用性能和各项技术经济指标, 产品装配是生产的最后一个环节。根据国内外统计数据表明, 整车的质量问题有40%是装配问题, 由此可见确保产品装配质量是至关重要的。
   (1)建立公司质量保证部门和生产车间两级质量管理的质保体系, 以先进的产品和工艺装备为基础, 认真贯彻ISO9000系列标准。
   (2)外协件经检验合格方能进入车间。
   (3)根据工艺需要关键工位配备电动拧紧工具及扭矩追溯系统, 装配线上设中间检查工位, 对装配质量除通过设备和仪器检测外, 装配线操作工人实行自检和互检。填写质量卡片, 确保每道工序的装配质量;对装配过程中发现的所有质量缺陷在线上消除。
   (4)电动工具及定扭扳手本身定期检验校正, 从而有效保证检验设备的精度。
   (5)配置整车检测线和通过式淋雨室, 对整车的安全、环保及密封性能进行检测。
   (6)引进扭矩管理系统, 保证关键扭矩合格率为100%。

8.保护环境

总装车间设计中采用新工艺、新设备, 使生产过程中少产生或不产生有害物质, 并采取行之有效的治理措施, 达到国标规定的有关要求后再行排放。
   在车间平面布置设计时采用新工艺, 达到减少车辆的启动次数 (非必要的取消) 效果, 减低车间的尾气排放。
   车间平面布置及设备规划时保证车辆启动工位具备排烟设施及排烟室体, 确保车辆尾气进行回收, 降低车间尾气量, 改善员工作业环境。

9.职业安全卫生

贯彻“安全第一, 预防为主”的方针, 设计中对不安全的因素和有害于工作人员健康的因素, 采取措施予以治理。
   (1)对于质量较重或不宜搬运的零部件考虑配备助力装置, 原则上质量超过15kg时进行配置, 降低员工的劳动强度;
   (2)总装车间的车辆装配过程中存在较多的高难度作业工位, 如“下蹲、弯腰、仰头、倒退等”高难度作业现象, 车间规划设备选型上应重点考虑如何消除员工的高难度作业, 例如高度、角度可调;增加员工随行设备等方面进行设计, 改善员工作业环境;
   (3)噪音污染在一定程度上对员工的健康有一定影响, 因此设备及工具选型应着重考虑采用噪音低的设备, 如采用电动工具、物流车辆车轮材质等方面考虑降低车间噪音, 保证噪音低于75分贝;
   (4)总装车间的防火相关要求必须满足法规、国标、企标的相关规定。

10.其他

在车间平面布置时, 考虑到环保及投资因素, 总装车间交验工段与主厂房脱开;同时工艺布置时考虑了设备分期实施的可行性、便利性, 前期检测线先上3套, 后期根据生产情况决定是否再增加第4套检测线。

   三、总结

汽车获得良好的使用性能, 除在设计、零件制造精准方面改进外, 装配工艺也是很重要的因素之一, 如何提升总装工艺规划水平, 在不断引进、消化、吸收国外先进的、成熟的汽车装配的概念和工艺的同时, 还根据国内的实际情况, 不盲目追求全套引进, 在仔细分析引进技术的基础上, 在保证产品质量的前提下, 积极为公司节省投资, 根据不同的纲领, 制定不同的设计方案, 尽可能多采用国内配套的设备, 为国内配套工业的发展, 也为公司在后续维护的方便提供了可续性, 最大程度地提高经济效益。

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