淺談先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備對總裝安全生產(chǎn)的影響

廣汽本田汽車有限公司總裝一科 劉德志 熊升升

■引言

總裝作為汽車生產(chǎn)的最后一道生產(chǎn)工藝，涉及各零件、總成的裝車，所有汽車制造企業(yè)都是依靠人工進(jìn)行裝配。而在生產(chǎn)過程中，員工不可避免地需要接觸到氣動扳手、危險化學(xué)品、升降機、大質(zhì)量零件等危險源。針對總裝領(lǐng)域的安全生產(chǎn)條件進(jìn)行探索、改善與實踐不僅可以填補該領(lǐng)域的研究空白，也能為其他企業(yè)對汽車總裝制造安全改善措施提供參考。針對以上危險源，使用電動扳手代替氣動扳手，有效削減噪音；涉及危險化學(xué)品的崗位，如汽車加強劑的涂布，全部改用機械手自動涂布的方案，杜絕人體與化學(xué)品接觸；安裝輪胎等沉重零件時，使用機械手自動裝配，避免搬運重物對人體的損傷；繼電器按壓容易損害拇指關(guān)節(jié)，使用自動化安裝設(shè)備，能夠避免員工收到此類損傷。車間內(nèi)部的升降機出入口，設(shè)置安全地毯，檢測到人接近時，自動報警停機，達(dá)到保護(hù)人的目的。

■使用當(dāng)前行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)用于生產(chǎn)

總裝車間相對于汽車生產(chǎn)的其他三大車間需要更多的人來進(jìn)行汽車零部件裝配，也就需要更加關(guān)注員工本身的勞動損傷情況。廣汽本田總裝一科對車間內(nèi)部各裝配崗位情況進(jìn)行詳細(xì)分析、檢查，對車間內(nèi)部各工藝崗位的安全隱患進(jìn)行識別，總結(jié)出以下幾個方面進(jìn)行改進(jìn)，敢于使用當(dāng)前領(lǐng)先的科技設(shè)備投入生產(chǎn)，并取得了較大成果。

1.通過使用電動扳手削減車間噪音

汽車總裝車間大量使用氣動扳手，直接在車身上擰緊螺栓，會產(chǎn)生極大的噪音，法律規(guī)定員工日接觸時間8 小時接觸限值為85 分貝，以廣汽本田總裝一科為例，使用氣動扳手，某崗位使用氣動扳手接觸最高噪音為89分貝，如圖1所示。

圖1 某崗位使用的氣動扳手

導(dǎo)入電動扳手，由于其沒有氣閥，振動小，到達(dá)指定力矩后能夠停轉(zhuǎn)等特點，可顯著削減噪音。在總裝工藝線上，大量引入電動扳手，配合工業(yè)耳塞等保護(hù)手段，能夠最大限度的保護(hù)員工的聽力。某崗位使用的電動扳手如圖2 所示。

圖2 某崗位使用的電動扳手

2.通過使用自動化機械手幫助作業(yè)

在總裝領(lǐng)域，不可避免的會存在一些勞動強度較大、接觸危險化學(xué)品、勞動姿勢不符合人體工學(xué)的工藝內(nèi)容，如安裝輪胎，前后擋風(fēng)玻璃、加強劑涂布，繼電器壓入等。

通過使用自動機械手，配合行業(yè)熱門的機器視覺技術(shù)，能夠代替人的作用，削減員工的勞動強度。

2.1 自動安裝汽車輪胎

每輛汽車在總裝車間需裝配4 個輪胎、1 個備胎。備胎需投入行李箱的確定位置，輪胎需裝配在剎車盤上，用5 個螺母進(jìn)行緊固。在每天生產(chǎn)約1000 臺的產(chǎn)量任務(wù)下，安裝輪胎對員工體力、健康來說是一個巨大的挑戰(zhàn)。輪胎自動安裝設(shè)備圖如圖3 所示。

圖3 輪胎自動安裝設(shè)備圖

使用機械手配合抓手、力矩擰緊軸以及視覺拍照系統(tǒng)，定位輪胎進(jìn)行精準(zhǔn)安裝。整個系統(tǒng)還包括輪胎輸送線、升降機、翻轉(zhuǎn)臂等輔助機構(gòu)。每個輪胎質(zhì)量在30～40kg，使用自動化設(shè)備能夠避免員工承受過多的勞動強度，保障員工健康安全。

在保障員工健康安全的同時，搭配雙目視覺以及力矩擰緊軸的自動化系統(tǒng)，發(fā)生異常立即報警，能夠避免螺母錯裝，力矩不合規(guī)等品質(zhì)問題，有效提高品質(zhì)保證能力。

2.2 自動安裝汽車前后擋風(fēng)玻璃

汽車前后擋風(fēng)玻璃的安裝，涉及涂布玻璃脫脂劑、加強劑，涂布玻璃膠，涂布車身脫脂劑、加強劑，安裝前后擋風(fēng)玻璃等工序。其中加強劑屬于危險化學(xué)品，極易蒸發(fā)，產(chǎn)生刺激性氣味的氣體，對人體有輕微損害。每天暴露8 小時在有害氣體的環(huán)境中，即使員工佩帶防毒面具，也會偶爾吸入，在時間足夠長的情況下，對員工身體仍會造成影響。加強劑底涂設(shè)備如圖4 所示。

圖4 加強劑底涂設(shè)備圖

使用機械手，配合傳送帶平臺，吸盤，脫脂劑供液裝置、加強劑供液裝置、玻璃膠打膠機、視覺拍照裝置、激光定位裝置等，形成一整套玻璃涂布與安裝的自動化系統(tǒng)，整個系統(tǒng)無人參與，杜絕勞動強度與危險化學(xué)品對人造成的傷害。玻璃自動安裝設(shè)備圖如圖5 所示。

圖5 玻璃自動安裝設(shè)備圖

使用激光傳感器對玻璃膠涂布進(jìn)行膠形檢測，對車身進(jìn)行精確定位，運送視覺拍照技術(shù)，檢測加強劑是否涂布準(zhǔn)確、均勻，如若發(fā)生異常，設(shè)備報警通知相關(guān)人員到場進(jìn)行處理。使用先進(jìn)的傳感器以及視覺技術(shù)，能夠最大化的保證汽車品質(zhì)合格。

2.3 使用自動化按設(shè)備壓入汽車?yán)^電器

汽車機艙發(fā)動機線束需要安裝約20 顆汽車?yán)^電器，每顆繼電器均需60N 左右的力才能完全壓入，在產(chǎn)量足夠多的情況下，壓入汽車?yán)^電器會對員工拇指關(guān)節(jié)帶來巨大損傷，易導(dǎo)致拇指腱鞘炎，或屈伸功能障礙。

使用自動化設(shè)備，包括送料系統(tǒng)、拍照視覺系統(tǒng)、自動抓取按壓系統(tǒng)、按壓力度檢測系統(tǒng)等組成。整個抓取繼電器，壓入繼電器的過程不需要人參與，取消人手按壓繼電器，保護(hù)員工健康。繼電器自動安裝設(shè)備圖如圖6 所示。

圖6 繼電器自動安裝設(shè)備圖

除安全領(lǐng)域的優(yōu)勢外，使用視覺拍照定位識別，可以有效避免繼電器錯裝；按壓力度檢測系統(tǒng)能有效保證每個繼電器完全壓入；如果錯裝或按壓不良，設(shè)備報警提示屬地人員進(jìn)行處理，能夠有效保證品質(zhì)合格。

3.升降機出入口使用安全地毯

總裝車間升降機，主要是用于車體從吊具移栽至板鏈，或某些分裝線，如發(fā)動機移栽至總裝車間，是將一個物體從一個高度的輸送鏈，垂直移栽至另一高度的輸送鏈的設(shè)備。升降機頂部肯定存在移栽物品的進(jìn)出口，該進(jìn)出口存在很大的安全隱患，若有人站在進(jìn)出口當(dāng)中，連續(xù)進(jìn)出的吊具可能會將人擠入升降機，造成嚴(yán)重事故。升降機圖如圖7 所示。

圖7 升降機圖

安全地毯是一種壓敏式安全保護(hù)裝置，當(dāng)存在一個超過設(shè)定最小壓力值的力施加在安全地毯上時，控制開關(guān)將會關(guān)閉，控制器會將信號傳遞給升降機以及干涉輸送線，使其停止運動。使用安全地毯，鋪設(shè)在升降機進(jìn)出口兩側(cè)，能夠有效防止員工站在升降機進(jìn)出口兩側(cè)而造成嚴(yán)重傷亡事件發(fā)生。出入口有安全地毯升降機圖如圖8 所示。

圖8 出入口有安全地毯升降機圖

■汽車總裝安全生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)嵺`意義

汽車生產(chǎn)總裝車間，主要工藝內(nèi)容就是將汽車各零部件裝配在車身上，零部件種類多、數(shù)量多；安裝位置不同且部分零件需進(jìn)入半閉合空間裝配；零部件易劃傷，安裝基準(zhǔn)需目視品質(zhì)確認(rèn)等桎梏，導(dǎo)致了總裝工藝線的生產(chǎn)自動化難以推進(jìn)。

而針對日益迫切的總裝安全生產(chǎn)領(lǐng)域改善需求，對車間內(nèi)部工藝進(jìn)行細(xì)致的分析、研討，拆分、整合生產(chǎn)工藝線上部分勞動強度較大崗位，導(dǎo)入自動化生產(chǎn)設(shè)備代替人工，解決這些崗位的工傷隱患。其意義并不僅僅是在安全方面，在成本、品質(zhì)、人才培養(yǎng)等方面都有極大意義。

1.導(dǎo)入先進(jìn)設(shè)備在成本領(lǐng)域的意義

每套自動化生產(chǎn)工藝線，其成本雖然高達(dá)百萬，但在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷增速的影響下，中國的勞動成本也在不斷增加，很多汽車制造企業(yè)都有兩班制的生產(chǎn)制度，每年勞動成本越來越高，且總裝是四大工藝車間人數(shù)最多的車間，在其內(nèi)部進(jìn)行人員減配，是抑制企業(yè)勞動成本增加的有效方法。

每引進(jìn)一套自動化生產(chǎn)設(shè)備，相比與未引進(jìn)時，多出了能源費用、維修費用、保養(yǎng)費用等費用，但削減了巨額的人工費用，經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乜己擞嬎悖M(jìn)設(shè)備后，只需36 個月就能完全回收成本，之后使用設(shè)備的每一年，都有相當(dāng)于削減人工后的巨額收益。

2.導(dǎo)入先進(jìn)設(shè)備在品質(zhì)領(lǐng)域的意義

總裝車間對于零部件的安裝基準(zhǔn)有很高的要求，如擋風(fēng)玻璃安裝，安裝位置要求精度高，人手安裝時，精度完全取決于員工當(dāng)時的手法與狀態(tài)，品質(zhì)保證不完善。又如輪胎安裝，每個螺母的力矩值約在107.8N·m，而使用氣動扳手加人手扭力進(jìn)行力矩保證，其精度只能確定在±5%，使用專業(yè)的電動擰緊軸，能夠使力矩精度達(dá)到±1%以下。

最為重要的是自動化設(shè)備提供了精確可靠的追溯系統(tǒng)，一旦下游發(fā)現(xiàn)錯誤，能夠在追溯系統(tǒng)上查看每臺車相關(guān)的裝配情況，精準(zhǔn)返修，節(jié)約工時且提高品質(zhì)保證能力。

3.導(dǎo)入先進(jìn)設(shè)備在人才培養(yǎng)領(lǐng)域的意義

導(dǎo)入了先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，第三方調(diào)試證明可以用于生產(chǎn)之后，該設(shè)備的維護(hù)工作就移交給總裝車間本身，類似于車企的焊裝車間，總裝車間的設(shè)備保全在接觸到許多先進(jìn)的自動化設(shè)備后，必然會經(jīng)過一系列培訓(xùn)，用于針對新設(shè)備的維護(hù)、調(diào)試等工作。

因為實際生產(chǎn)需要的要求，需要設(shè)備保全對新設(shè)備帶來的新技術(shù)有過硬的了解，出現(xiàn)設(shè)備故障停機時能夠在最快時間恢復(fù)設(shè)備生產(chǎn)。

■結(jié)束語

在汽車生產(chǎn)總裝領(lǐng)域進(jìn)行先進(jìn)技術(shù)設(shè)備的導(dǎo)入，是各車企在接下來5G 技術(shù)開始增速發(fā)展時期的重要任務(wù)。增加總裝車間的自動化程度，也就能夠在未來中國工業(yè)4.0 的大進(jìn)程中取得領(lǐng)先地位。在中國勞動成本逐年提升的大環(huán)境下，在保證生產(chǎn)進(jìn)一步穩(wěn)定、品質(zhì)進(jìn)一步提高的情況下，做到成本進(jìn)一步削減、安全進(jìn)一步可靠、技能進(jìn)一步增強，是提升企業(yè)核心競爭力的有效方法。