某汽車工廠焊裝車間生產(chǎn)線融入性改造方案研究

馬菲，徐西亮，蘭冬云，邵丹

機(jī)械工業(yè)第九設(shè)計研究院股份有限公司 吉林長春 130011

焊裝車間是汽車工廠很重要的組成部分，很大程度上影響著汽車的產(chǎn)品質(zhì)量。雖然不同車型生產(chǎn)工藝不同，但基本工藝類似。汽車工廠的典型焊裝生產(chǎn)流程是：沖壓車間生產(chǎn)的各種板件配送到焊裝車間不同工位，經(jīng)過分總成焊接線，制造成分總成或總成焊接件，分總成和總成焊接件，經(jīng)過主焊線焊接后形成車身焊接總成，車身焊接總成可通過多種輸送形式輸送到裝配調(diào)整線，經(jīng)過裝配、調(diào)整、鈑金修整等工作內(nèi)容，制造成白車身總成[1]。為了將滿足涂裝車間生產(chǎn)計劃的白車身總成輸送到涂裝車間，也為了平衡有些汽車工廠焊裝車間和涂裝車間生產(chǎn)節(jié)拍不一致的問題，目前大部分的汽車工廠會將裝配調(diào)整線下線的白車身總成緩存在白車身存儲區(qū)（WBS），后經(jīng)過焊裝-涂裝通廊，輸送到涂裝車間。

近年來，汽車市場定制化需求激增，用戶對汽車要求同樣多元化，各汽車工廠通過快速研發(fā)多樣化車型應(yīng)對市場的變化，而多車型共線生產(chǎn)或產(chǎn)能提升會對現(xiàn)有生產(chǎn)車間的生產(chǎn)線提出挑戰(zhàn)，很多生產(chǎn)工位的兼容性成為生產(chǎn)的制約。相比新建生產(chǎn)車間，由于車間改造或擴(kuò)建具有周期短，成本低等特點(diǎn)，所以大部分的汽車工廠會選擇改造或擴(kuò)建。焊裝生產(chǎn)線的改造需要在滿足用戶改造要求的前提下，充分利用原有生產(chǎn)線的潛能，盡量提高生產(chǎn)線的柔性化水平，這對焊裝工藝規(guī)劃設(shè)計提出了高要求高標(biāo)準(zhǔn)。

本文，以某汽車工廠焊裝車間新車型導(dǎo)入改造為案例進(jìn)行焊裝生產(chǎn)線融入性改造方案的研討，探討在降低新車型融入的改造成本和提高生產(chǎn)線的利用率的前提下滿足多車型柔性化生產(chǎn)。

改造背景及設(shè)計前提

1.改造背景

為應(yīng)對用戶對汽車的多樣化要求，也為提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)線的柔性化水平，某汽車工廠對現(xiàn)有焊裝車間進(jìn)行融入性改造。此汽車工廠焊裝車間目前生產(chǎn)皮卡車和乘用車，需要在現(xiàn)有生產(chǎn)線新增生產(chǎn)設(shè)備和工裝，實現(xiàn)輕型貨車和微型客車的生產(chǎn)導(dǎo)入。

2.設(shè)計輸入

各項目及數(shù)據(jù)的設(shè)計輸入，詳見表1。

表1 設(shè)計輸入

3.車間現(xiàn)狀

車間現(xiàn)狀如圖1所示，焊裝車間長114m，寬50m，為單層廠房，輕鋼結(jié)構(gòu)，由2個25m跨組成，邊柱6m，柱頂標(biāo)高9.6m。車間南側(cè)現(xiàn)為輔房和卸貨雨棚，東側(cè)為沖壓件庫。

圖1 現(xiàn)有車間平面圖

現(xiàn)有焊裝車間承擔(dān)皮卡車和乘用車共兩款車型的總成及部分分總成焊接、車身裝配、調(diào)整、修磨及外協(xié)件的存放。車間共有乘用車主焊線（產(chǎn)能1.2萬輛）、乘用車調(diào)整線（產(chǎn)能1.2萬輛）、皮卡車主焊線（產(chǎn)能0.6萬輛）、皮卡車調(diào)整線（產(chǎn)能0.6萬輛），以及部分分總成生產(chǎn)線。大型工件上件采用電/氣動葫蘆吊運(yùn)形式，中小型零件上件采用人工搬運(yùn)。主焊線和調(diào)整線使用往復(fù)桿輸送，所有生產(chǎn)線采用手工焊接方式，調(diào)整線下線的白車身使用工藝小車送往涂裝車間。

4.設(shè)計原則及主要工藝要求

1）本次改造利用現(xiàn)有焊裝車間，改造方案要技術(shù)成熟，盡量降低改造成本。

2）采用合理工藝布局，線體改造要盡量確保物流、人流合理，減少交叉。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，減少工藝面積占用、布置緊湊。

3）保留焊裝車間現(xiàn)有兩條主焊線和多條分總成生產(chǎn)線，在保證原有車型生產(chǎn)的情況下，乘用車生產(chǎn)線和皮卡車生產(chǎn)線分別融入微型客車和輕卡生產(chǎn)所需設(shè)備和工裝，完成四款車型車身焊接總成的生產(chǎn)。

4）拆除現(xiàn)有兩條裝配調(diào)整線，利用拆除后的空地新建一條四款車型共用的裝配調(diào)整線，裝配調(diào)整線采用AGV（自動導(dǎo)航小車）輸送，便于裝配調(diào)整線線路調(diào)整或整體搬遷。

5）焊裝車間西北角新建二層鋼結(jié)構(gòu)平臺，鋼結(jié)構(gòu)平臺上新建滾床滑橇輸送線，用于白車身存儲（WBS）和焊裝車間-涂裝車間輸送。裝配調(diào)整線下線的白車身存儲在白車身存儲區(qū)（WBS）或經(jīng)過焊裝-涂裝通廊，輸送到涂裝車間（在焊裝車間西側(cè)新建涂裝車間）。

融入性改造方案規(guī)劃

1.工藝流程

以乘用車生產(chǎn)工藝為例，介紹此次焊裝車間的融入性改造方案，其他車型生產(chǎn).工藝類似。

乘用車車身焊接總成在主焊線MB50工位下線，經(jīng)吊具（利舊）轉(zhuǎn)移到AGV小車上（AGV小車背負(fù)滑橇），帶車身焊接總成的AGV小車沿特定路線輸送至裝配調(diào)整線MF01工位，經(jīng)MF01至MF08工位的裝配和調(diào)整工作后，白車身總成經(jīng)AGV小車輸送到MF09升降機(jī)工位，白車身總成經(jīng)升降機(jī)上升到二層鋼結(jié)構(gòu)平臺進(jìn)入白車身存儲區(qū)（WBS）或直接輸送到涂裝車間。涂裝車間內(nèi)，白車身總成經(jīng)叉式移載機(jī)移載到涂裝車間滑橇上，焊裝車間空滑橇穿過焊裝-涂裝通廊，返回焊裝車間MF09升降機(jī)工位等待接下一輛白車身總成。背負(fù)空滑橇的AGV小車按生產(chǎn)計劃，沿指定路線去乘用車主焊線MB50工位或皮卡車主焊線下線工位接白車身，完成一個循環(huán)。升降機(jī)動作如圖2所示。

圖2 升降機(jī)動作圖

2.融入性改造方案

根據(jù)設(shè)計原則及主要工藝要求，盡量保留現(xiàn)有生產(chǎn)線，對現(xiàn)有生產(chǎn)線進(jìn)行融入性改造，減少生產(chǎn)線的拆除工作量。乘用車生產(chǎn)線和皮卡車生產(chǎn)線分別融入微型客車和輕型貨車生產(chǎn)所需設(shè)備和工裝，同時新建四車型共用裝配調(diào)整線，對于新建裝配調(diào)整線的位置，現(xiàn)有以下兩個方案可供選擇。

由于新建裝配調(diào)整線的位置對車間原有主焊線和分總成生產(chǎn)線的改造沒有影響，所以以下僅對比兩種方案中新建裝配調(diào)整線和WBS生產(chǎn)線的差別。

（1）方案一工藝平面圖及工藝說明 拆除車間中部的分總成生產(chǎn)線，利用拆除后的空地新建裝配調(diào)整線；利用拆除原有兩條裝配調(diào)整線的空地，新建分總成生產(chǎn)線，同時對所有生產(chǎn)線進(jìn)行融入性改造，如圖3所示。

圖3 方案一工藝平面圖

方案一設(shè)備清單見表2。

表2 主要設(shè)備清單

（2）方案二工藝平面圖及工藝說明 拆除車間中部的分總成生產(chǎn)線，利用拆除后的空地新建裝配調(diào)整線；利用拆除原有兩條裝配調(diào)整線的空地，新建分總成生產(chǎn)線，同時對所有生產(chǎn)線進(jìn)行融入性改造，如圖4所示。

圖4 方案二工藝平面圖

方案二設(shè)備清單見表3。

表3 主要設(shè)備清單

（3）兩種方案對比 優(yōu)缺點(diǎn)對比見表4。

表4 方案優(yōu)缺點(diǎn)對比

通過以上對比，優(yōu)選方案二。

結(jié)語

1）通過生產(chǎn)線融入性改造，可滿足焊裝車間汽車產(chǎn)品多樣化、柔性化生產(chǎn)的需求。

2）通過方案比選，方案二充分利用原有生產(chǎn)線，對生產(chǎn)物流影響小，且節(jié)省投資，較適用本車間生產(chǎn)線融入性改造。

3）焊裝車間生產(chǎn)線融入性改造要從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等多方面進(jìn)行多方案論證，選取最佳方案。