基于IE理論的城鐵車總裝配工藝優(yōu)化

徐博雅，孫 麗，權亞莉，朱 帥

(1.大連交通大學 機械工程學院，遼寧 大連 116028;2.中國北車集團 長春軌道客車股份有限公司，吉林長春130062)*

0 引言

隨著鐵路運輸高速重載的跨越式發(fā)展，近年來我國軌道交通裝備制造業(yè)發(fā)展迅猛，國內外對于城鐵車的需求不斷增加［1］.某公司由于各裝配車間資源配置不一致、承攬項目繁多、生產節(jié)拍不統(tǒng)一等因素，導致了車間出現工藝準備工作量大、生產組織難度大、制造資源不能得到有效利用的現狀.本文將工藝程序分析應用于城鐵車總裝配中，從而可以有效的解決以上問題.

工藝程序分析［2］是在著手對某一工作系統(tǒng)進行詳細調查研究和改進之前，對生產系統(tǒng)全過程所進行的概略分析.通常以生產或工作的全過程為研究對象，把工藝劃分為加工和檢查兩種狀態(tài)加以分析記錄，并運用5W1H提問技術和ECRS四大原則對現行的城鐵車總裝配工藝進行改進.

1 城鐵車總裝配工藝現狀

某公司城鐵車裝配車間整體是由固定裝配臺位、出車線、調試間組成.出車線上布置進車臺位、編組臺位、落車臺位及稱重臺位，調試間內有淋雨臺位.主要生產的城鐵車按材料分為不銹鋼車和鋁合金車，按車型主要分為A型車和B型車.不同材料以及車型的城鐵車從工藝角度分析，在車間布局、工裝設備、工藝流程、工具及檢驗標準等方面均無太大差異.但隨著城鐵車項目的增多，在生產方面公司正面臨著如何有效利用現有資源條件、合理安排搬運路線、提高生產效率等任務.

在對城鐵車裝配現場進行仔細調研觀察基礎上，運用工藝程序分析的記錄符號繪制城鐵車總裝配的現行工藝流程，如圖1所示.

圖1 城鐵車輛總裝配工藝程序圖

2 城鐵車總裝配工藝存在的問題

根據城鐵車總裝配的生產現狀，運用5W1H［3］提問技術分別從操作、檢查等方面逐步進行分析，發(fā)現存在以下問題:

2.1 工序名稱不規(guī)范

將18個城鐵車項目工藝流程圖上的工序名稱按照車頂、車端、車內、車下、司機室、整車這6個區(qū)域進行劃分整理，最后得到502個工序稱號.從設計角度分析，通常存在多個工序名稱表示同一個工序內容的情況.如地板布舒展、地板布粘接、地板布焊接均表示的是地板布鋪裝，門口立罩板安裝、側門立罩板、側墻立罩板均表示的是立罩板安裝.從工藝角度分析，同一個工序名稱所包含的工序內容較多.如車內客室安裝包含了立罩板安裝、擋風板安裝及側頂板安裝三個工序內容.工序名稱叫法的多樣性導致了個數上的不必要增多，同時也令工藝人員的管理工作復雜化，對工藝設計以及生產過程中的物料配送等方面也都產生了很大影響.

2.2 部分工裝設備不符合生產要求

(1)部分工裝設備數量不夠 例如上體稱重，目前所有裝配車間只有一臺四點稱重設備.當某個裝配車間的車輛需要進行上體稱重時，需要將設備從別處搬運過來，很不利于各車間生產組織及設備的管理.而且稱重設備的重量較沉，在各車間移動過程中搬運方式的不恰當或人為因素極易使其產生損壞，從而減小設備的使用壽命，并在操作過程中產生測量誤差;

(2)部分工裝設備結構設計不合理 例如車窗安裝，裝配時需要的工裝有電動升降車、玻璃存放車.首先用玻璃存放車將車窗推至所需裝配臺位后，工人將玻璃搬到電動升降車上，然后進行前期的安裝準備工作，最后開始進行車窗的安裝.在利用電動升降車進行安裝的過程中，由于此工裝的前部有圍欄，雖然保證了工人的安全，但在操作上卻造成了一定障礙.同樣在作業(yè)走臺一側進行車窗安裝時，走臺圍欄高于窗口下平面35 mm，造成工人將窗放置到窗框過程時安裝非常不方便.

2.3 裝配現場布局不合理

裝配車間為了便于各工序作業(yè)的順利進行而安裝了作業(yè)走臺.但在車頂空調安裝時，由于中間的低作業(yè)走臺(見圖2)高度有限，工人在車頂作業(yè)過程中車的四周沒有相關防護措施如圖3所示，給工人的安全問題帶來很大隱患.原車間設計的想法是當在車間中部裝配臺位上的工人要進行車頂作業(yè)時，將待裝配的車廂吊至到兩側裝配臺位安裝，這樣工人可以借助高走臺來上到車頂進行作業(yè).但在實際操作過程中這樣做很浪費時間，而且不能保證高走臺區(qū)域的裝配臺位是空閑的.同時車廂在吊運過程中很危險，操作起來需要很精準.因此，工人在進行車頂作業(yè)時身上會綁有安全繩且安全繩上有鉤子，可以在安裝過程中將鉤子與車頂安全繩掛座連接以確保工人的安全.但由于繩子的長度有限，有時會限制工人的操作.況且由于各城鐵車項目的車頂結構不同，有時未必會找到合適掛鉤的地方.

圖2 中間低作業(yè)走臺示意圖

圖3 車頂作業(yè)示意圖

3 城鐵車總裝配工藝的改善

針對城鐵車存在的以上問題，運用ECRS［4］(取消、合并、重排、簡化)四大原則對當前總裝配工藝進行改善.

3.1 工序名稱標準化

通過工藝術語標準的制定與實施，用科學合理的術語代替不合理的或者含義相同的多種術語，以統(tǒng)一概念，統(tǒng)一名稱［5］在制定標準化原則時建議對于不規(guī)范的工序名稱進行刪減、對于名稱不同但工序內容相同的稱號進行合并、對于包含內容較多的工序名稱進行拆分具體化、對于表達不準確的工序名稱進行修改.這樣使用規(guī)范化、標準化后的工序名稱可以準確無誤地傳遞執(zhí)行內容和工藝要求，對簡化工藝管理起到重要作用.

3.2 完善工裝設備

(1)增加設備數量

每個裝配車間都配置上體稱重設備，這樣在使用時各自車間互不影響.同時由于減少了搬運的次數，進而減少了人力及時間，使用壽命也得以延長.并且，由于各車間都有一套設備，這在設備的維護、保養(yǎng)等方面給相關部門在管理程度上帶來了很多便利.若在只能增加一套設備的請況下，從就近原則考慮建議距離較近的裝配車間可以共用一臺.

(2)改變現有工裝結構

將電動升降車前部欄桿改造成可調節(jié)其高度，這樣既保證了工人安裝過程中的安全問題，又對專業(yè)操作不產生影響.或者建議車間管理人員將車輛與作業(yè)走臺接觸處的圍欄拆除，以此減小阻礙影響.

(3)增設先進機械設備

使用先進的機械設備既可以保證車窗安裝的裝配質量，又可以在搬運過程中節(jié)省了人力的消耗，車窗也因此不會出現人為安裝破損的現象.

3.3 重排車輛組裝階段工序

由于車輛組裝當前涉及到的大型工裝較多、物料太多，容易造成混亂.計劃將車輛組裝分成兩個階段來完成，分別是車輛預組、車輛總組.按照將部分需要大型工裝的工序放在預組、提高車頂防護裝置利用率、便于物料運送的原則將預組階段的工序按區(qū)域劃分，整理所含工序內容如表1所示.剩下的其他工序則安排在車輛總組階段中，總組階段裝配工序的工作量應是預組階段工作量的兩倍.

表1 預組階段工序內容

4 效果

(1)減少了工序名稱個數

從原始的502個工序名稱減少到改進后的118個.由表2可知，車頂、車端、車內、車下、司機室、整車這6個區(qū)域的工序名稱叫法均有所減少.規(guī)范后的工序名稱表達更準確、合理，增強了工藝與設計部門工作的協(xié)調性.

表2 工序名稱標準化前后個數對比 個

(2)提高了大型工裝利用率

優(yōu)化后的裝配流程將車輛組裝劃分為兩個階段，將27種大型工裝設備分別按照工序的使用情況在預組裝配階段擺放15種，總組裝配階段擺放12種，而預組階段的裝配時間僅占總裝配時間的1/3，由此可見大型工裝的利用率在預組階段有明顯提高.

(3)縮短了裝配周期

由于減少了大型工裝在裝配車間搬運的時間，改善后一組城鐵車的裝配周期從原來的26天減少到24天，時間節(jié)省了2天，效率提高了7.69%，生產能力的提高則部分緩解了車間生產壓力.

(4)減少了工人數量

改進前，車窗安裝這一工序需要4個人，通過增設先進的機械設備，改進后減少到只需1人就可完成，同時由于借助設備的輔助作用減輕了工人的勞動強度，從而提高了作業(yè)效率.

本文通過運用工藝程序分析技術對城鐵車的裝配流程進行分析和改進，達到了提高生產效率、提高裝配質量、提高工裝利用率、減輕工人勞動強度、改善作業(yè)現場等目的，提高了車輛裝配的生產能力.

［1］蒲春喜.軌道車輛組裝工藝現狀及展望［J］.科技與企業(yè)，2014(5):257.

［2］易樹平，郭伏.基礎工業(yè)工程［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2007.

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