淺談試制總裝工藝技術(shù)應(yīng)用趨勢

林建何

摘 要：試制總裝工藝技術(shù)由于受試制特性、投資收益等影響，大多數(shù)總裝車間在工藝布局規(guī)劃時采用舉升機式多組并行（非流水線）小批量裝配工藝技術(shù)型式。隨著試制產(chǎn)量逐年增加、節(jié)奏加快和品質(zhì)的嚴要求，逐漸暴露該工藝布局所帶來的各種問題，雖然通過加班、加人和加設(shè)備等一定程度上有所緩解，但無法從根本上解決多組并行工藝技術(shù)所帶來的試制驗證效率不高、質(zhì)量穩(wěn)定性無法保證和計劃協(xié)調(diào)性差等問題，制約了試制整體質(zhì)量和產(chǎn)出最大化。文章通過分析試制車間普遍采用的多組并行工藝技術(shù)特點并結(jié)合先進量產(chǎn)總裝工藝技術(shù)發(fā)展趨勢，為試制總裝工藝規(guī)劃、改造和新建提供相應(yīng)技術(shù)理論參考。

關(guān)鍵詞：樣車試制;總裝工藝技術(shù);多組并行方式

中圖分類號：TH706 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）16-236-03

Abstract： Due to the influence of trial production characteristics and investment income， most of the final assembly process technology of trial production adopts a lift type multi-group parallel （non-pipeline） small batch assembly process technology type in the process layout planning. With the increasing production of trial production year by year， faster rhythm and strict quality requirements， the various problems caused by the process layout are gradually exposed. Although overtime and people are added to some extent， the equipment is somewhat relieved， but it cannot fundamentally solve the multi-group parallel process technology The problems caused by the low efficiency of trial production verification， the inability to guarantee the quality stability and the poor coordination of the plan restricted the overall quality and output of trial production. This paper analyzes the characteristics of multiple sets of parallel process technology commonly used in trial production workshops and combines with the development trend of advanced mass production assembly technology to provide corresponding technical theoretical references for trial production assembly technology planning， transformation and new construction.

Keywords： Prototype trial production; Final assembly technology; multi-group parallel mode

CLC NO.： TH706 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）16-236-03

引言

隨著國內(nèi)汽車競爭日趨激烈，除了要求主機廠注重品質(zhì)、管理及銷售策略外，還要求汽車研發(fā)機構(gòu)注重縮短研發(fā)周期、加速新品上市和產(chǎn)品換代。對研發(fā)機構(gòu)如何擴展試制產(chǎn)能、提高試制驗證效率、降低試制成本提出了新要求。樣車試制作為整車研發(fā)中重要階段，涵蓋沖壓、焊裝、涂裝、總裝工藝流程驗證和產(chǎn)品設(shè)計驗證、工藝可行性驗證以及產(chǎn)品質(zhì)量驗證等工作，而總裝裝配的零件占整車零件的80%以上，即80%以上的零件裝配都是在總裝工藝技術(shù)應(yīng)用下完成的，總裝工藝技術(shù)重要性不言而喻。而試制普遍采用多組并行總裝工藝技術(shù)，試制效率和生產(chǎn)管控復(fù)雜性日益成為研發(fā)瓶頸。

1 試制總裝工藝技術(shù)

汽車總裝工藝是將來自于汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)的成百上千的總成部件組裝成完整汽車的全部工藝的總稱，是汽車整車制造四大工藝過程中最后一個環(huán)節(jié)，肩負著裝配、檢測和返修主要工作任務(wù)。由于試制具有多品種和小批量、按項目生產(chǎn)和產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)需反復(fù)驗證等特性，因此普遍采用多組并行總裝工藝技術(shù)，即在半機械化的非流水線上完成，通常在舉升機位置設(shè)置單工位，完成內(nèi)飾件、電子器件、底盤件、外飾件等各零件的裝配作業(yè)，其工藝技術(shù)包括樣車試制零件的配送、裝配、移動式玻璃涂膠和油液加注、車身的輸送及整車下線檢測等。圖1為試制總裝工藝流程圖。其工藝技術(shù)具有如下特點：

1.1 試制裝配

根據(jù)試制總裝工藝流程圖，將主線所有零件劃定為內(nèi)飾、底盤、終裝三個單工位;分裝線零件劃定為發(fā)動機、前懸、后懸、IP、車門、驅(qū)動電機等單工位，即試制總裝工藝以一條分裝線、一條簡易流水檢測線、多組并行裝配主線和多個移動工作站所組成。主線作業(yè)人員以班組為單位，一個班分成幾個組，一個組對應(yīng)一臺舉升機;分裝線作業(yè)人員以組為單位，各組對應(yīng)不同的分裝模塊。為高效有序地完成試制裝配作業(yè)，在MBOM創(chuàng)建及初始化工藝參數(shù)時，必須明確總成件裝配結(jié)構(gòu)圖。

1.2 零件配送

根據(jù)試制總裝車間設(shè)定的工藝參數(shù)和線別庫位，在試制周計劃發(fā)布后，倉儲按需求日期提前備料并提前配送至主線和分裝線工位線邊庫。

1.3 移動工作站-玻璃涂膠和油液加注

由于主線采用多組并行裝配作業(yè)方式，故涂膠和油液加注以移動工作站形式完成作業(yè)。

1.4 車身的輸送

涂裝完工后，根據(jù)總裝上線日期及班組作業(yè)計劃，輸送到對應(yīng)小組。

1.5 整車下線檢測

檢測線為簡易流水作業(yè)方式，包括軟件調(diào)試、四輪定位檢測、靜態(tài)檢測、外觀檢測，路試檢測等。

2 試制總裝工藝技術(shù)面臨的問題

這種工藝布局型式具有投資成本低、節(jié)省空間、作業(yè)靈活等優(yōu)點。隨著試制產(chǎn)量增加，試制節(jié)奏加快和試制品質(zhì)嚴要求，也逐漸暴露這種布局型式所帶來的試制效率、質(zhì)量穩(wěn)定性和日常管理等諸多問題：

2.1 試制工藝驗證

由于采用多組并行工藝技術(shù)型式，盡管總成件在裝配作業(yè)指導(dǎo)書中注明了裝配順序規(guī)范了工藝驗證，但總成件之間因工位粗放缺乏工藝順序規(guī)范，在實際裝配過程中存在各總成件不按工藝順序組裝風(fēng)險，致部分總成件工藝順序裝配驗證失效。

2.2 質(zhì)量穩(wěn)定性

裝配工藝只簡單設(shè)置了內(nèi)飾、底盤、終裝、發(fā)動機、前懸、后懸、PI等單工位， 同一員工在同一組存在跨工位作業(yè)，作業(yè)分工粗放，單個零件裝配的專業(yè)性無法保證;同時工位與工位之間沒有形成物理位置隔離，后道工序很難檢查前道工序的準確性，影響樣車試制質(zhì)量整體穩(wěn)定性。

2.3 計劃協(xié)調(diào)性

首先試制過程本身存在大量試制問題需專業(yè)組、生產(chǎn)控制、項目經(jīng)理現(xiàn)場調(diào)查分析處理，由于采用多組并行試制工藝技術(shù)，他們需要花大量時間在信息流轉(zhuǎn)和溝通協(xié)調(diào)上。其次試制產(chǎn)量與主線組別數(shù)量成正相關(guān)，產(chǎn)量越高計劃調(diào)整和生產(chǎn)控制越復(fù)雜。

2.4 進度管控

試制裝配進度主要由各組員工熟練度、各項目零件到貨進度和試制問題處理時長等決定，由于舉升機式作業(yè)對節(jié)拍無要求，無法通過停線統(tǒng)一口徑向外界傳輸壓力，一定程度上隱藏著管理問題，致試制進度難于撐握。

2.5 自動化水平

由于采用多組并行總裝工藝技術(shù)，玻璃涂膠和油液加注只能以移動工作站形式作業(yè)。發(fā)動機、前后懸、IP和車門等與整車合裝為臺架作業(yè)，自動化水平低，影響試制效率。

2.6 零件物流效率

總裝試制工藝型式?jīng)Q定其物流配送方式，由于采用舉升機式小批量裝配工藝，無法采用JIT、JIS精益物流配送方式，影響物流效率。

2.7 同步工程驗證

由于樣車ET總裝工藝技術(shù)與PT、量產(chǎn)總裝工藝技術(shù)不同，無法達到部分工藝驗證同步工程，一定程度上增加了新車研發(fā)成本。

上述問題一定程度上阻礙試制的精益化發(fā)展方向，無法滿足日益增長的項目需求需達到的試制柔性化、自動化和智能化趨勢發(fā)展要求。

3 試制總裝工藝技術(shù)應(yīng)用趨勢分析

目前常見的主機廠總裝工藝布局型式主要有S形、T形及U形三種，雖然型式不同，但工藝技術(shù)大同小異。圖2為U形總裝工藝流程圖。這種布局是在機械化的流水生產(chǎn)線上完成，具有工作效率高、裝配工藝精準、節(jié)省企業(yè)成本等優(yōu)點。隨著十九大報告提出的“推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟深度融合”戰(zhàn)略部署，我國汽車工業(yè)由傳統(tǒng)的模塊化、自動化、柔性化、信息化發(fā)展加速向數(shù)字化和智能化的發(fā)展推進，通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型為汽車產(chǎn)業(yè)賦能。

為達到試制精益化管理方向，克服舉升機式工藝技術(shù)所帶來的各種問題，精簡優(yōu)化的量產(chǎn)總裝工藝技術(shù)應(yīng)用是試制未來發(fā)展趨勢。試制總裝工藝在布局規(guī)劃時，首先需考量主機廠總裝工藝所具有流水線、模塊化、自動化和柔性化等特點。其次要考慮試制場地（主線區(qū)、分裝線區(qū)、檢測線區(qū)、返修區(qū)、物流區(qū)、下線緩存區(qū)等）、產(chǎn)能規(guī)劃、投資回報率、物流通道、參觀通道等，總體上確定布局型式是S形、T形還是U形。再次要遵循相應(yīng)工序工位編排原則，要結(jié)合試制節(jié)拍、生產(chǎn)鏈離隊和歸隊、質(zhì)量控制點、分裝線模塊化裝配、油液加注、涂膠作業(yè)、站別架位、線邊庫位、各關(guān)鍵總成零件驗證范圍等，規(guī)劃出適合樣車試制長遠發(fā)展的裝配工藝技術(shù)。另外為提升驗證效率，降低研發(fā)成本，研發(fā)機構(gòu)和主機廠需共同推進“研、產(chǎn)、銷”一體化建設(shè)，實現(xiàn)ET、PT和PP各階段驗證同步工程。最后研發(fā)機構(gòu)在規(guī)劃試制總裝工藝布局時需參考量產(chǎn)總裝工藝技術(shù)發(fā)展趨勢，如：近年來主機廠Andon系統(tǒng)所使用的軟按代替硬按，可以節(jié)省規(guī)劃空間和提高作業(yè)效率，目前已在某研發(fā)機構(gòu)得到使用;主機廠通過MES信息化系統(tǒng)結(jié)合大數(shù)據(jù)應(yīng)用，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)與知識的轉(zhuǎn)化，目前已在某研發(fā)機構(gòu)投產(chǎn)使用;主機廠通過快速調(diào)整工藝參數(shù)、人員配置、上線物流和鏈速節(jié)拍等，實現(xiàn)產(chǎn)能快速調(diào)整，目前也已在某研發(fā)機構(gòu)投入使用。

通過收集分析試制總裝工藝技術(shù)的關(guān)鍵指標，從試制靈活性、質(zhì)量、成本和產(chǎn)能等八個方面進行SWOT分析、生產(chǎn)過程審計等，由此建立關(guān)鍵能力的概貌，進而識別試制現(xiàn)狀和需求差距。圖3為關(guān)鍵能力維度分析圖。

4 結(jié)束語

本文針對傳統(tǒng)試制總裝工藝技術(shù)及面臨的問題進行了研究，通過與主機廠總裝工藝技術(shù)關(guān)鍵指標進行分析，為達成樣車試制柔性化生產(chǎn)及精益化管理，力求為試制總裝工藝發(fā)展提供理論參考。試制采用簡易總裝工藝技術(shù)型式，可以解決試制產(chǎn)能擴張所帶來的瓶頸問題，對提高樣車試制的質(zhì)量管理、提升試制驗證效率、降低研發(fā)成本和縮短研發(fā)周期具有重大戰(zhàn)略意義。

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