柔性打造汽車工廠總裝車間生產(chǎn)線

黃超 譚家聲 黃潔新

摘 要 1999年起，響應(yīng)改革開放方針指引，汽車工業(yè)進(jìn)入全面發(fā)展階段，在中國傳統(tǒng)汽車制造業(yè)高速滾動發(fā)展的模式下建設(shè)轎車工業(yè)，引進(jìn)資金和技術(shù)，國產(chǎn)轎車形成生產(chǎn)規(guī)模;行業(yè)管理體制和企業(yè)經(jīng)營機(jī)制進(jìn)行改革，汽車品種、質(zhì)量和生產(chǎn)能力大幅提高，但近年來人員成本不斷提高，同時國家出臺對職業(yè)健康保護(hù)方面越來越嚴(yán)格的法律法規(guī)?？傃b是人員最多的車間，生產(chǎn)線面臨了非常大的挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞 生產(chǎn)線;汽車生產(chǎn);總裝裝配

1 汽車制造工廠的藍(lán)圖

汽車廠商在建立工廠前期，基本會參照同行業(yè)設(shè)計藍(lán)圖涵蓋企業(yè)的5-10年的車型導(dǎo)入計劃，而且根據(jù)廠商實(shí)際運(yùn)營情況對工廠內(nèi)進(jìn)行部分的規(guī)劃調(diào)整，但往往這些藍(lán)圖是5-10年前所設(shè)定下來，隨著時代高速發(fā)展，有很多的設(shè)備代替人工作業(yè)已超越了藍(lán)圖，這時部分工廠在空間上、體制上、流動方式上出現(xiàn)部分的出入。

2 汽車生產(chǎn)線發(fā)展

針對汽車生產(chǎn)線更新，要重新布局需要耗費(fèi)大量人力與財力，以及需要工廠暫停生產(chǎn)稼動以滿足改造的需要，更多的汽車廠商傾向于工廠內(nèi)部改造調(diào)整，現(xiàn)階段汽車廠商的人員成本高、要求高品質(zhì)、同時還要求快速出荷的要求，導(dǎo)入設(shè)備代替人手操作已經(jīng)是各大車企的方式，但一款設(shè)備導(dǎo)入的成功，取決于：①是否全車型通用。②是否有產(chǎn)出③具體產(chǎn)出能否在短時間內(nèi)收回。④是否滿足不影響生產(chǎn)稼動的情況下投入，該自動化設(shè)備才算得上是成功的項(xiàng)目。

3 各生產(chǎn)制造商總裝車間的特點(diǎn)

汽車領(lǐng)域中總裝科是工廠四大車間之一，總裝車間內(nèi)包含電裝系、內(nèi)裝系、底盤系、外裝系、車門系共五個生產(chǎn)系組成，組裝零件由員工將零件以流水線的方式安裝到車體上，由于大部分零件形狀不同、裝配位置具有盲點(diǎn)或每個裝配點(diǎn)有特定的裝配技巧，使用設(shè)備相比人手安裝的線束、油管、膠條等柔軟可控性較強(qiáng)，該點(diǎn)不同與焊裝、涂裝等可按照尺寸與精度實(shí)施機(jī)械設(shè)備的操作，決定了大部分裝配零件需要人手安裝，其自動化的水平由于限制于工藝與場地的特點(diǎn)，同比其他車間少。

4 快速投入自動化設(shè)備的要點(diǎn)

通過特點(diǎn)的介紹，對總裝科的生產(chǎn)模式有基本的認(rèn)識，該模式下難以導(dǎo)入自動化設(shè)備的更主要的一個原因是它的需要的線體是“停滯-流動-停滯-流動”的狀態(tài)下實(shí)施自動化的定位、這是總裝科難以實(shí)現(xiàn)的。焊裝、涂裝等導(dǎo)入自動化設(shè)備代替人工作業(yè)還有以下要求：①可以滿足生產(chǎn)線流動作業(yè)方式，包括該安裝的零件形狀與位置能快速定位并。②具有足夠空間和各車型的通用性。③實(shí)施項(xiàng)目產(chǎn)出三到五年內(nèi)快速回收成本。

5 自動化設(shè)備項(xiàng)目介紹

（1）針對停滯-流動-停滯狀態(tài)流動方式的車體，總裝科部分崗位屬于這種方式，以后懸班為例：移載已裝配的后懸架到升降機(jī)，員工使用電動葫蘆與掛鉤將其吊裝的到特定的區(qū)域內(nèi)，按下發(fā)車按鍵升降機(jī)自動運(yùn)輸?shù)较鹿ば?，根?jù)統(tǒng)計該崗位步行路程遠(yuǎn)、同時懸吊后懸架的移動過程中存在安全的隱患，其崗位的工程與崗位內(nèi)容符合與滿足上述的要點(diǎn)。通過實(shí)施聯(lián)動上下工序的供件模式，利用氣缸改造現(xiàn)有設(shè)備、投入自動化的旋轉(zhuǎn)盤以及加入X、Y軸移動的PLC編程，將改變移載的方式：使臺板由線頭到下個班組單向供件單向返回，臺板承載工件運(yùn)輸，節(jié)約投入機(jī)械臂精準(zhǔn)對位與無須解決夾緊、松脫等要素問題，在原有員工站立工作范圍內(nèi)實(shí)施該方案達(dá)到自動化帶來的需要占用空間等因素，使其工件能到達(dá)下工序后返回。該項(xiàng)目實(shí)施整個過程投入較低成本，卻可削減編程人員對應(yīng)。

（2）前半軸驅(qū)動移載、輪胎移載、儀表臺移載、前半軸合裝等零部件移載，是通過運(yùn)輸臺車承載工件手動推向下工序，建立工廠的初期規(guī)劃藍(lán)圖時為了縮減上、下工序推動運(yùn)輸臺車的路程將上下工序距離縮短，沒有實(shí)施自動化的運(yùn)輸裝置，該項(xiàng)目始終通過人來推動的情況下，可使用改善該自動化的思路改為實(shí)施半自動化：由員工將運(yùn)輸工件的零件料車推往指定的地點(diǎn)，導(dǎo)入國內(nèi)的AGV技術(shù)，針對小車需要行走的路面用路標(biāo)的方式引導(dǎo)其前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等操作，在不另外增加、占用物流空間的情況下充分利用該區(qū)域的半自動化技術(shù)、以低成本高產(chǎn)出的方法削減人員對應(yīng)。

（3）在總裝領(lǐng)域內(nèi)，繼電器安裝可以通過提前備件的方式，通過人員將繼電器各零件按規(guī)格放置在制定位置上，導(dǎo)入機(jī)械爪、PLC編程等，利用機(jī)械爪抓取各繼電器的零件，實(shí)施自動化的過程，同時該項(xiàng)機(jī)械臂抓取、定位的構(gòu)思也可以實(shí)施在車體輪胎安裝、打緊的崗位

（4）總裝科內(nèi)質(zhì)檢屬于手工作業(yè)檢查車體，其包括電裝、內(nèi)裝、底盤、外裝、車門，還有一些專門質(zhì)檢的復(fù)合班，人工對車體零件進(jìn)行檢查，對段差、外觀、性能、等各基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格的查驗(yàn)，這些質(zhì)檢人員可以利用感應(yīng)頭質(zhì)檢檢操作的工業(yè)機(jī)器人，包括底座，底座上安裝機(jī)械臂，機(jī)械臂末端設(shè)有機(jī)械手，機(jī)械臂中內(nèi)置有運(yùn)動機(jī)構(gòu)，運(yùn)動機(jī)構(gòu)包括升降機(jī)構(gòu)和水平移動機(jī)構(gòu)，機(jī)械手上設(shè)有裝夾機(jī)構(gòu)和拍照圖像識別器，裝夾機(jī)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與氣缸驅(qū)動的夾爪相連，拍照圖像處理器為至少兩個錯位安裝的CCD相機(jī)。運(yùn)動機(jī)構(gòu)、裝夾機(jī)構(gòu)和拍照圖像處理器均與控制器相連，控制器用于接收和發(fā)送信號指令，控制器還與傳送帶信號發(fā)射裝置以及質(zhì)量檢測平臺相連。傳送帶信號發(fā)射裝置用于發(fā)送傳送帶的速度和急停指令，質(zhì)量檢測平臺用于待質(zhì)檢產(chǎn)品的稱重并發(fā)送質(zhì)量信號指令。該套質(zhì)檢機(jī)器人可以實(shí)施安裝于停滯-啟動。

（5）總裝科還可導(dǎo)入的自動化設(shè)備實(shí)例還有很多，更多的未能實(shí)施導(dǎo)入的設(shè)備還需要克服種種限制條件，如何高效的利用生產(chǎn)線應(yīng)對導(dǎo)入的車型，重新布局生產(chǎn)線難以像新工廠般建設(shè)，主要還在于初期的規(guī)劃，但時代在不斷的進(jìn)步，初期的規(guī)劃是藍(lán)圖的一部分，當(dāng)企業(yè)對產(chǎn)品的要求不斷提高，做到不影響生產(chǎn)稼動率達(dá)成;又能實(shí)施全面自動化水平，需要長年累月的改造積累，要完全利用假期對設(shè)備導(dǎo)入、調(diào)試等長時間完善，這一過程實(shí)際應(yīng)用在高速發(fā)展的車企上是比較漫長的。

6 總結(jié)

在近年來人員成本不斷提高，同時國家出臺對職業(yè)健康保護(hù)方面越來越嚴(yán)格的法律法規(guī)，總裝是人員最多的車間，隨著國內(nèi)自動化水平的不斷提高，未來將引入更多更全面的自動化裝置減輕員工的生產(chǎn)壓力。

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