柔性發(fā)動機裝配線的探討

（上海日野發(fā)動機有限公司，上海201401）

柔性發(fā)動機裝配線的探討

陳健飛

（上海日野發(fā)動機有限公司，上海201401）

發(fā)動機總成裝配技術(shù)是整機生產(chǎn)最重要的組成部分，也是最復(fù)雜的一個部分。以前，大型發(fā)動機制造企業(yè)的總成裝配線結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，維護不方便，一般都是對應(yīng)一種機型進(jìn)行生產(chǎn)，柔性較差。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，越來越多的廠家投入自動化程度很高的裝配線，投資成本較高，但不太適合中小發(fā)動機制造企業(yè)的發(fā)展。所以需要一種結(jié)構(gòu)簡單、投入不大，但又有一定柔性的生產(chǎn)線，滿足廣大中小企業(yè)的期望。

裝配線柔性簡易

1 前言

隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，人們對發(fā)動機質(zhì)量要求越來越高，發(fā)動機的裝配也變得越來越重要。發(fā)動機加工企業(yè)在引進(jìn)先進(jìn)裝配線的同時，更加大了輔助設(shè)備的引進(jìn)，如何恰如其分地定位發(fā)動機總成的性能和各項主要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以保證產(chǎn)品的性能指標(biāo)。在達(dá)到上述目標(biāo)的同時，也要努力將投資和產(chǎn)品成本降到最低。

2 裝配線的定位

新建裝配線的技術(shù)方案的定位方向是至關(guān)重要的。要避免兩個誤區(qū)：一是有的技術(shù)方案過分注重所謂形象，采用了一些不是很必要的、華而不實甚至是不太成熟的新技術(shù)或高配置，多花很多甚至幾倍的資金，但沒有達(dá)到應(yīng)有的效果，投資回報率低，最終客觀的評價是很不理想的；二是有的技術(shù)方案一味只追求節(jié)省投資，裝配線削減了許多必要的設(shè)備和功能，從而不具備裝配出高品質(zhì)產(chǎn)品的最基本條件，結(jié)果花了錢也達(dá)不到應(yīng)有的效果，反而造成浪費。對同一條裝配線技術(shù)方案的要求，不同人群從不同角度往往得出差異很大的結(jié)論。所以主張在確定技術(shù)方案時要多看，多思考，多討論，實事求是地對具體情況作具體分析，將技術(shù)方案的方向定得更科學(xué)[1]。

一條典型的裝配線應(yīng)具備以下7個方面的基本功能：（1）質(zhì)量保證功能；（2）滿足多品種產(chǎn)品的柔性生產(chǎn)功能；（3）設(shè)備的監(jiān)控功能；（4）信息采集功能；（5）安全與人機工程合理化功能；（6）物流與零件供應(yīng)功能；（7）完成總成裝配后的整機測試功能（歸納為試車）。

3 J系列發(fā)動機裝配線分析

上海日野發(fā)動機有限公司J系列發(fā)動機裝配線就是比較典型的結(jié)構(gòu)簡單、投入不大，但又能滿足上面7個基本功能的裝配線，圖1是該裝配線的平面俯視圖。

3.1質(zhì)量保證功能

此項功能是裝配線的核心，是一條裝配線最基本的功能，也是耗資最大的部分。

保證產(chǎn)品的裝配質(zhì)量，除了需要投入大量的人工，同時也需要投入大量的設(shè)備。上海日野J系列裝配線也包含了很多的設(shè)備：擰緊機（主軸承蓋擰緊機、連桿擰緊機和缸蓋擰緊機）、涂膠機（水泵和蓋板涂膠機、飛輪殼涂膠機和機油冷卻器涂膠機）、清洗機、打刻機、重要部位擰緊防錯站等。

J系列發(fā)動機裝配線的兩側(cè)留有足夠?qū)挾鹊倪\輸通道，保證物流通暢和運輸中設(shè)備和料架、料箱不相互碰撞。有零件存放的工位都配有專用料架和轉(zhuǎn)運器具，不會造成零件磕碰。零部件都是遵循先進(jìn)先出的原則，控制零件的在線投放量，長時間放置的部品都配有防塵罩。

圖1 J系列發(fā)動機裝配線簡易平面示意圖

裝配線上方安裝兩排三管的照明燈，光照度合理，可以防止視覺不清和人的疲勞。

3.2滿足通過多品種產(chǎn)品的柔性功能

為了適應(yīng)市場競爭和有效利用資金，生產(chǎn)企業(yè)一般都要求一條線有通過多種產(chǎn)品功能和新產(chǎn)品的適應(yīng)功能，有的要求多品種混流生產(chǎn)，并且能夠快速地清線和布線。

上海日野J系列發(fā)動機裝配線能滿足J05系列4缸機和J08系列6缸機2種不同尺寸發(fā)動機的裝配，并且生產(chǎn)線不需要作任何調(diào)整。內(nèi)裝線通過滾道輸送進(jìn)行裝配，外裝線是適合兩種機型的裝配小車，通過調(diào)整后支撐的位置來實現(xiàn)4缸機和6缸機的共線生產(chǎn)，如圖2所示。裝配小車通過前面牽引機構(gòu)的牽引實現(xiàn)自動化和節(jié)拍化，而且清線和布線也很方便。內(nèi)裝線通過翻身機構(gòu)把機體頂面朝上，吊到裝配小車上進(jìn)行外裝線裝配[2]。

3.3設(shè)備的監(jiān)控功能

一條大型的裝配線需要一個自動監(jiān)視系統(tǒng)，如“安東”系統(tǒng)。一旦發(fā)生故障，立即反饋到現(xiàn)場管理和設(shè)備維修管理部門，不但顯示故障種類，而且還要顯示故障的部位，以便及時排除。但是這又牽涉到成本問題，整條裝配線都由“安東”系統(tǒng)控制，成本會大大增加，不太適合中小型生產(chǎn)線和中小型企業(yè)。上海日野有一個簡易的半自動監(jiān)視系統(tǒng)，通過作業(yè)人員，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，可以拉動工位上方的拉線來反饋現(xiàn)場故障工位，顯示在LED大屏上，并通過信號（和現(xiàn)場拉線相連的蜂鳴器等）通知設(shè)備維修管理部門，大屏還記錄了故障的持續(xù)時間。

圖2 裝配小車

3.4信息管理功能

主要是信息的采集、傳送、儲存與分析管理。信息主要分兩部分：生產(chǎn)管理信息和裝配工序內(nèi)信息。生產(chǎn)管理信息包括每條生產(chǎn)線的生產(chǎn)臺份數(shù)、節(jié)拍、當(dāng)前月產(chǎn)量、年產(chǎn)量和停線信息；裝配工序內(nèi)信息包括設(shè)備信息（如擰緊機擰緊時間、擰緊數(shù)據(jù)等）、輔料使用情況（如涂膠機一桶硅膠的使用周期）、工位器具的點檢周期等[3]。

一條完整的裝配線不是說需要所有的信息，信息的采集、傳送、存儲與分析管理是一個很復(fù)雜的過程。信息管理主要是對一些重要數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，如擰緊機的擰緊參數(shù)，打刻機的機型號記錄、日常點檢周期等。有電腦的可以在電腦中保存，沒有電腦的可以通過文本的形式進(jìn)行保存，方便后續(xù)的分析。這個應(yīng)視各個企業(yè)的信息管理要求和投資能力而定，在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，可以盡量減少投資成本。生產(chǎn)管理信息主要通過LED大屏來顯示，可以在辦公室安裝一臺與大屏相連的顯示器，便于管理人員的觀察和了解。

3.5安全與人機工程合理化功能

人是最寶貴的，國家對安全保護立法越來越嚴(yán)格。在歐美國家，安全放在極其重要的位置。一條裝配線應(yīng)該有完善的安全防護措施，本公司J系列裝配線也是由專業(yè)廠家設(shè)計制作的，基本符合了日系企業(yè)的安全標(biāo)準(zhǔn)。

3.6物流與零件供應(yīng)功能

物流合理化有兩方面含義：一是通過裝配線的平面布置，把物流優(yōu)化到最佳狀況；二是合理組織物流并合理配置工位器具，以保證零部件在轉(zhuǎn)運過程中暢通并且不發(fā)生磕碰[4]。

裝配線上工序間輸送通常采用機動滾道和托盤。這種方式工作可靠，且輸送和定位精度均較高，特別是在半自動、自動工位，可保證裝配設(shè)備的工作性能。本公司J系列裝配采用小車方式，適合批量不大的中大型發(fā)動機的生產(chǎn)。

線間輸送如缸蓋線到裝配線、內(nèi)裝線到外裝線以及外裝線到測試線，距離近則采用全自動轉(zhuǎn)運機械手或單梁吊，距離遠(yuǎn)采用自行葫蘆。也有采用AGⅤ小車輸送，但價格昂貴，建議一般情況下不采用。一般較合理的方法是把線與線之間的距離盡量拉近，通過葫蘆吊進(jìn)行線與線的轉(zhuǎn)換，既節(jié)約成本，又方便可靠。

3.7整機測試功能

完成總成裝配后的整機測試功能主要分為2個部分：冷試和熱試。有些企業(yè)在線內(nèi)設(shè)置冷試機。冷試不能測量出發(fā)動機工作時的各項參數(shù)，屬間接檢測。但冷試機檢測效率高，沒有注油、注水、燃燒等程序，更沒有噪音排放等問題，從某個角度講是發(fā)展方向。冷試后再進(jìn)行熱試，全面測試發(fā)動機工作時的各項參數(shù)。

J系列整機的試車都是在裝配線外的，每一臺都需要通過冷試和熱試。通過冷試與熱試能發(fā)現(xiàn)發(fā)動機在裝配完成后可能存在的問題。輔助一些必要的工具與設(shè)備可以檢測出發(fā)動機是否有滲漏、異響、功率不達(dá)標(biāo)等發(fā)動機制造中出現(xiàn)的常見故障。發(fā)現(xiàn)問題后故障發(fā)動機下線進(jìn)入返修區(qū)進(jìn)行問題處理，然后再進(jìn)入整機測試流程，保證了發(fā)動機出廠的質(zhì)量，整機出廠不良率為零，減少廠外維修成本，提升產(chǎn)品在市場上的口碑，有助于公司的發(fā)展。

以上7項功能的有效合理結(jié)合就構(gòu)成了一個質(zhì)量控制體系。質(zhì)量控制體系是指致力于滿足質(zhì)量要求的管理系統(tǒng)。質(zhì)量控制就是在生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量環(huán)中的各個環(huán)節(jié)采用質(zhì)量測量、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等方法分析產(chǎn)品的質(zhì)量原因，從而控制產(chǎn)品質(zhì)量，使之符合質(zhì)量技術(shù)要求。

4 總語

通過上面7個方面全面介紹了一條完整的生產(chǎn)線所具有的功能，也簡單介紹了上海日野發(fā)動機有限公司J系列裝配的大體情況。J系列裝配線比較適合中小型企業(yè)的中大型發(fā)動機的小批量生產(chǎn)，產(chǎn)能10 000臺/年，基本沒有維護費用，也能滿足不同品種的共線生產(chǎn)，給廣大企業(yè)提供了一種符合自身發(fā)展的裝配線的設(shè)計理念和思路。

1發(fā)動機總成裝配線技術(shù)方案的探討[J].汽車與配件.2007（48）：32-37.

2何善平，奚立峰.發(fā)動機裝配線平衡方法研究[J].工業(yè)工程，2005（3）：83-88.

3陳如，王德權(quán)，楊繼新.發(fā)動機裝配線質(zhì)量信息管理系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用[J].自動化與儀表，2012（9）：52-55.

4董西峰.淺談發(fā)動機裝配線的合理規(guī)劃[J].汽車工藝與材料，2011（11）：58-60.

Discussion on Flexible Engine Assembly Line

Chen Jianfei
（Shanghai Hino Engine Co.,Ltd.,Shanghai 201401,China）

Engine assembly technology is the most important and complex part of engine production. Before,engine assembly lines in large manufactures were of complex structure and poor maintenance,and were generally for one type of engine.With the development of technology,more and more manufacturers adopt assembly lines of high degree of automation with high investment cost.This is not suitable for the development of small and medium-sized engine manufacturing enterprises.So there is a need for a simple and low cost production line with a certain level of flexibility to meet the expectations of majority of small and medium-sized enterprises.

assembly line,flexibility,simplicity

10.3969/j.issn.1671-0614.2014.04.012

來稿日期：2014-06-03

陳健飛（1984-），男，助理工程師，主要研究方向為發(fā)動機裝配工藝。