淺談商用車/載貨汽車 柔性化生產(chǎn)線工藝設(shè)備規(guī)劃

喻強(qiáng)，匡小娟，金忠，曾德錦

（江西五十鈴汽車有限公司，江西 南昌 330100）

我司于2014年10月建成投產(chǎn)，廠區(qū)占地面積43.4萬(wàn)平方米，擁有一條皮卡/SUV混合生產(chǎn)線，設(shè)計(jì)產(chǎn)能雙班10萬(wàn)臺(tái)/年，1期完成了5萬(wàn)臺(tái)/年。主要生產(chǎn)車型包括D-max、鈴?fù)?、瑞邁系列皮卡車型、mu-X SUV車型?；诠局虚L(zhǎng)期發(fā)展需要，在2018年引進(jìn)了日本五十鈴700P系列輕卡車型，涵蓋了單排中體、單排寬體、排半中體、排半寬體、雙排中體5個(gè)車型，并同步開(kāi)發(fā)EV車型。2018年我司整車銷量3.8萬(wàn)臺(tái)，其中PK銷量居行業(yè)第三?？傮w產(chǎn)能存在富余，基于上述情況，我司規(guī)劃在現(xiàn)有生產(chǎn)線基礎(chǔ)上投入輕卡車型并做相應(yīng)的產(chǎn)能提升。

1 總體規(guī)劃及難點(diǎn)分析

1.1 總體規(guī)劃

通過(guò)現(xiàn)有生產(chǎn)線現(xiàn)狀分析，確定了總體規(guī)劃方案：焊裝新建輕卡生產(chǎn)線，涂裝、總裝通過(guò)原有生產(chǎn)線技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)輕卡、皮卡、SUV混線生產(chǎn)（詳見(jiàn)圖1、表1）。

圖1 總體規(guī)劃布局圖

表1 焊涂總規(guī)劃方案

1.2 難點(diǎn)分析

1.2.1 焊裝生產(chǎn)線布局難點(diǎn)

場(chǎng)地面積僅1700平方米需布置5個(gè)車型（產(chǎn)能雙班5萬(wàn)臺(tái)）；5個(gè)車型結(jié)構(gòu)差異性大，夾具設(shè)計(jì)與工藝布局困難；從產(chǎn)品數(shù)據(jù)凍結(jié)到工裝樣車出車僅2.5個(gè)月，項(xiàng)目施工時(shí)間緊，調(diào)試難度大。

1.2.2 涂裝生產(chǎn)線布局難點(diǎn)

輕卡與皮卡、SUV車身尺寸差異大，共線技改難度大，主要體現(xiàn)在PVC高度空間不足，輕卡車身無(wú)法通過(guò)；底漆-面漆換撬排序困難，輕卡面漆撬無(wú)存儲(chǔ)區(qū)域；5種車型共橇，橇體及抱具的定位和夾緊設(shè)計(jì)復(fù)雜。

1.2.3 總裝生產(chǎn)線布局難點(diǎn)

輕卡與皮卡、SUV車型尺寸差異大，總裝輕卡細(xì)分車型達(dá)60余種（氣剎、液剎、輕載、標(biāo)載、重載）共線技術(shù)難度大；無(wú)單獨(dú)停線時(shí)間、空間進(jìn)行改造，施工窗口小。

1.2.4 物流工藝布局難點(diǎn)

輕卡、皮卡混線后，原物流作業(yè)區(qū)域減少，存儲(chǔ)和分揀區(qū)域均出現(xiàn)場(chǎng)地瓶頸；各車型生產(chǎn)節(jié)拍存在差異，批量生產(chǎn)時(shí)會(huì)影響整體節(jié)拍。

2 焊裝生產(chǎn)線和工藝設(shè)備規(guī)劃

2.1 生產(chǎn)線和工藝設(shè)備規(guī)劃

焊裝生產(chǎn)線主要包括主焊線、地板線、側(cè)圍線、部件區(qū)域及輸送系統(tǒng)；輕卡5種車型共線生產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)綱領(lǐng)為雙班年產(chǎn)5萬(wàn)臺(tái)，占地面積1700平方米（參見(jiàn)圖2）。

圖2 焊裝新增輕卡生產(chǎn)線工藝設(shè)備布局圖

自動(dòng)化設(shè)備：新增焊接機(jī)器人26臺(tái)，實(shí)現(xiàn)地板、側(cè)圍、駕駛室自動(dòng)化焊接，焊接自動(dòng)化率達(dá)85%。

2.2 技術(shù)難點(diǎn)及解決方案

技術(shù)難點(diǎn)1：規(guī)劃面積僅1700平方米，5種車型結(jié)構(gòu)差異大，工藝設(shè)備設(shè)計(jì)與布局困難。

解決方案：采用交替出件、焊接與上件同步化、物料組合式供給、機(jī)器人隨行或?qū)ψパa(bǔ)焊及應(yīng)用AB面夾具技術(shù)；側(cè)圍機(jī)器人投入僅6臺(tái)，地板機(jī)器人僅10臺(tái)，機(jī)器人利用率高達(dá)96%，區(qū)域面積利用率最大化；通過(guò)設(shè)計(jì)“區(qū)域化”焊接模塊、空中隨行焊接、夾具/吊具/料架共用化、輸送庫(kù)存最小化，占地僅1700平方米就達(dá)到雙班產(chǎn)能5萬(wàn)臺(tái)/年。

技術(shù)難點(diǎn)2：車型涵蓋3種長(zhǎng)度、框架本體兼顧側(cè)圍吊具難以實(shí)現(xiàn)單排、排半側(cè)圍后上端Y向定位；頂蓋外板后端無(wú)孔，頂蓋后端Y向定位設(shè)計(jì)困難。

解決方案：通過(guò)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，側(cè)圍抓手后上端定位與后圍抓手連接，后圍抓手與框架本體連接；設(shè)計(jì)定位壓緊機(jī)構(gòu)，采用機(jī)器人上件，程序上分步壓緊控制，實(shí)現(xiàn)頂蓋穩(wěn)定定位。

3 涂裝生產(chǎn)線和工藝設(shè)備規(guī)劃

3.1 生產(chǎn)線和工藝設(shè)備規(guī)劃

輕卡涂裝生產(chǎn)線規(guī)劃與皮卡/SUV共線生產(chǎn)，油漆體系采用與皮卡/SUV一致的水性3C1B涂裝工藝，車身顏色白色、銀色與皮卡/SUV保持一致，新增2～3種輕卡專用顏色；制作全新專用輕卡橇體，單排車型采用1橇2車，排半車型采用底漆1橇2車，面漆1橇1車，雙排車型1橇1車；對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行適應(yīng)性改造，主要包括各室體仿形門擴(kuò)寬、新增轉(zhuǎn)掛吊具、新增面漆橇返回通道鋼平臺(tái)、噴漆室各自動(dòng)站格柵下降等。

3.2 技術(shù)難點(diǎn)及解決方案

技術(shù)難點(diǎn)1：底部PVC輸送設(shè)備空間高度不足，輕卡車身無(wú)法通過(guò)，如改造需投資幾百萬(wàn)元，且至少停產(chǎn)2～3個(gè)月。

解決方案：新增輕卡專用轉(zhuǎn)掛抱具，避開(kāi)PK/SUV的底部PVC線，輕卡底部作業(yè)內(nèi)容移至PK裙邊膠工位，實(shí)現(xiàn)PK/SUV、輕卡均衡生產(chǎn)。

技術(shù)難點(diǎn)2：輕卡車身共5種車型，品種多，撬體及抱具共用設(shè)計(jì)較復(fù)雜。

解決方案：

（1）撬體前端支撐在Y向擴(kuò)展共用，后端采用旋轉(zhuǎn)避讓方式進(jìn)行切換，同時(shí)底漆橇單排、排半車型采用1橇2車，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率最大化；

（2）抱具在車身Y向托塊加寬處理，滿足中寬體需求，X向在包絡(luò)各車身重心點(diǎn)基礎(chǔ)上尋找能夠共用的支撐點(diǎn)，采用一個(gè)抱具同時(shí)抱2個(gè)車身方式，消除了輕卡車身轉(zhuǎn)掛瓶頸，提升轉(zhuǎn)掛效率（具體參見(jiàn)圖3）。

圖3 輕卡轉(zhuǎn)掛示意圖

技術(shù)難點(diǎn)3：輕卡與皮卡混線生產(chǎn)，底漆-面漆換撬排序?qū)崿F(xiàn)困難，同時(shí)輕卡面漆撬無(wú)存儲(chǔ)區(qū)域。

解決方案：充分利用空間，在原皮卡返回道上新增輕卡橇返回通道，滿足分道送撬及撬體存儲(chǔ)要求；對(duì)升降機(jī)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)高度方向錯(cuò)層接撬，通過(guò)MES生產(chǎn)隊(duì)列驅(qū)動(dòng)放撬，實(shí)現(xiàn)了車型與滑撬的準(zhǔn)確匹配。

4 總裝生產(chǎn)線和工藝設(shè)備規(guī)劃

4.1 生產(chǎn)線和工藝設(shè)備規(guī)劃

輕卡與PK/SUV車型尺寸、結(jié)構(gòu)、重量差異大，同時(shí)輕卡細(xì)分車型達(dá)60余種，混線改造復(fù)雜，經(jīng)過(guò)分析討論，最后采用底盤線及最終線共線，新增輕卡內(nèi)飾線；完成車架輸送線、車間轉(zhuǎn)運(yùn)線吊具、底盤板鏈轉(zhuǎn)運(yùn)線、整車轉(zhuǎn)運(yùn)吊具等13項(xiàng)改造，實(shí)現(xiàn)輕卡混線生產(chǎn)（參見(jiàn)圖4）。

圖4 新增線體示意圖

4.2 技術(shù)難點(diǎn)及解決方案

技術(shù)難點(diǎn)1：輕卡與皮卡/SUV底盤結(jié)構(gòu)、尺寸、重量差異大，同時(shí)輕卡分氣液剎、標(biāo)輕重載等細(xì)分車型共60種，共線復(fù)雜程度大。

解決方案：保留皮卡/SUV支撐數(shù)量、布置不變、調(diào)整工位節(jié)距，在原支撐上增加輕卡支撐點(diǎn)、平衡鎖緊裝置，以此保障作業(yè)不受影響，減少重新設(shè)計(jì)和制作成本、縮短施工時(shí)間。

技術(shù)難點(diǎn)2：輕卡與皮卡/SUV結(jié)構(gòu)、軸距、重心差異大，原抱車架大梁方式不能通用；廠房垂直空間不足，新制作吊具空間難以滿足輕卡高度。

解決方案：吊具支撐點(diǎn)由常見(jiàn)的支撐車架大梁改為支撐輪胎，滿足車型差異；由葫蘆升降改為皮帶升降，節(jié)省空間，滿足吊具設(shè)計(jì)需求（詳見(jiàn)圖5）。

圖5 轉(zhuǎn)運(yùn)方式圖

5 物流倉(cāng)儲(chǔ)規(guī)劃

5.1 物流倉(cāng)儲(chǔ)總體規(guī)劃

供應(yīng)商到貨由大批量變更為小批量順序匹配式到貨；底盤部分大件實(shí)現(xiàn)排序上線；總裝物流作業(yè)區(qū)域僅保留KIT分揀區(qū)，按生產(chǎn)線依次直線型布局，并實(shí)現(xiàn)分段分揀；根據(jù)實(shí)物流量?jī)?yōu)化布局，專區(qū)+共線區(qū)混合式布局，優(yōu)化物流路線提升物流效率（具體參見(jiàn)圖6）。

圖6 倉(cāng)儲(chǔ)物流總體規(guī)劃

5.2 技術(shù)難點(diǎn)和解決方案

技術(shù)難點(diǎn)：各車型生產(chǎn)節(jié)拍差異，批量生成模式時(shí)影響整線節(jié)拍。

解決方案：

（1）協(xié)同各車系(皮卡3系、輕卡2系、SUV1系)的生成計(jì)劃，依據(jù)車系配比、車型批量、顏色批量“混合式”排產(chǎn)方式，解決影響整線節(jié)拍的瓶頸工序，例如，總裝通過(guò)空中暫存駕駛室總成數(shù)量（皮卡3臺(tái)，輕卡6臺(tái)），精確計(jì)算皮卡、輕卡合裝點(diǎn)到12個(gè)工位的距離，按照15:6設(shè)定皮卡及輕卡排產(chǎn)比例，減少等待造成的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)柔性化混線生產(chǎn)；

（2）計(jì)劃協(xié)同，每月組織2次例會(huì)（月度生產(chǎn)例會(huì)、SPI溝通會(huì)），共同確認(rèn)車型比例，生成月度計(jì)劃；

（3）訂單匹配前置，和總裝廠共享生產(chǎn)計(jì)劃，并行總裝生產(chǎn)，全過(guò)程跟蹤訂單進(jìn)展情況，快速解決交付異常。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)涂裝、總裝生產(chǎn)線進(jìn)行適應(yīng)性改造，焊裝新增輕卡生產(chǎn)線及物流的合理規(guī)劃布局最終實(shí)現(xiàn)了輕卡、皮卡/SUV混線生產(chǎn)的目標(biāo)。在整體汽車市場(chǎng)大環(huán)境比較艱難的背景下，僅通過(guò)對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)線升級(jí)改造，兼顧皮卡、SUV年度生產(chǎn)任務(wù)的情況下，完成了輕卡車型的投產(chǎn)及產(chǎn)能提升的任務(wù)。2020年皮卡/SUV產(chǎn)量約4.5萬(wàn)臺(tái)、輕卡產(chǎn)量1000余臺(tái)，完成了全年的生產(chǎn)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了PK、SUV、輕卡三大平臺(tái)混線生產(chǎn)的規(guī)劃布局。與新增1條焊裝、涂裝、總裝輕卡生產(chǎn)線相比,節(jié)省了工藝設(shè)備投資費(fèi)用約2.4億元，為汽車行業(yè)商用車和載貨汽車混線生產(chǎn)提供了很好的思路及解決方案。