汽車涂裝雙色車身產(chǎn)能規(guī)劃分析

滕曉倩，張 倫，袁寶弟

汽車涂裝雙色車身產(chǎn)能規(guī)劃分析

滕曉倩，張 倫，袁寶弟

（上汽通用汽車有限公司，上海 201206）

目前國內(nèi)大多汽車主機廠（OEM）都采用改造新增離線遮蔽工位對完成第一次面漆的車輛進(jìn)行遮蔽，再利用現(xiàn)有涂裝車間面漆噴涂和烘烤主線進(jìn)行第二次面漆，從而實現(xiàn)雙色車身涂裝生產(chǎn)的在線雙色工藝。文章通過介紹雙色車涂裝工藝流程，分析說明雙色車涂裝產(chǎn)能受到涂裝車間可改造新增遮蔽工位的能力和涂裝車間面漆線整體產(chǎn)能的雙重限制，探討了在線生產(chǎn)雙色車身的產(chǎn)能計算方法和產(chǎn)能缺口解決方法如改造新增遮蔽工位、持續(xù)優(yōu)化遮蔽操作、基地內(nèi)駁運生產(chǎn)以及尋找雙色噴涂新技術(shù)應(yīng)用機會等，以期為OEM雙色車身涂裝生產(chǎn)產(chǎn)能規(guī)劃工作提供一些依據(jù)與可參考的問題解決方向。

雙色車身；汽車涂裝；產(chǎn)能規(guī)劃；工藝流程

隨著雙色車身汽車在市場上受歡迎程度的增加，各大主機廠都紛紛推出懸浮車頂、熏黑車頂、雙色腰線、雙色門蓋等雙色車身涂裝配置車型，以滿足客戶個性化、多樣化的需求。但現(xiàn)存很多整車主機廠現(xiàn)有工藝線和布置空間是不支持配置單獨雙色噴涂產(chǎn)線的，因此，大多采用新增遮蔽工位，利用已有面漆和烘房主線進(jìn)行第二種顏色的噴涂和烘烤的在線生產(chǎn)方式，產(chǎn)能受到限制，為了更好地提高產(chǎn)能，滿足市場部雙色車身涂裝需求，制造部產(chǎn)能規(guī)劃團(tuán)隊?wèi)?yīng)在各項目初期就進(jìn)行雙色車身涂裝產(chǎn)能的分析與規(guī)劃。

1 雙色車身涂裝產(chǎn)能計算方法

1.1 雙色車身種類

除去部分熏黑車頂是由全玻璃車頂實現(xiàn)不涉及涂裝工藝之外，現(xiàn)有雙色車身工藝，根據(jù)雙色分色線位置不同，一般分為如下幾種：1）常規(guī)雙色：車體水切線以上包括車頂與側(cè)圍上部及后舉門上部顏色與車身主色不同，分色線位置在A、C柱及后舉門擾流板邊緣上；2）熏黑車頂：僅車頂顏色與車身主色不同，分色線為車頂零件邊緣一圈，車頂多為黑色或白色，分色比較簡單；3）車身雙色：以車體肩線或腰線為界限，車門、門把手、窗下腰線等其他位置與車身主色不同，分色線為門與翼子板邊緣、門把手一圈等，形式比較多樣，分色設(shè)計最為復(fù)雜。雙色車身種類具體如圖1所示。

圖1 雙色車身種類示意圖

1.2 雙色車身涂裝工藝流程

主機廠利用現(xiàn)有面漆主線進(jìn)行雙色車身涂裝的工藝流程如圖2所示，整車在進(jìn)行一遍油漆涂裝與烘烤后進(jìn)入雙色涂裝遮蔽工位，使用耐高溫遮蔽膠帶、遮蔽膜，在造型分色線處，精確地將不需要第二次噴涂雙色位置的零件進(jìn)行遮蔽，然后汽車返回，從打磨工位等合適位置切入面漆主線前，進(jìn)行第二次涂裝噴涂與烘烤，二次噴涂烘烤結(jié)束后再次回到離線遮蔽工位進(jìn)行拆除遮蔽膠帶、遮蔽膜等操作后，再次進(jìn)入質(zhì)量工位進(jìn)行報交，完成全部涂裝流程。由此工藝流程圖不難看出：1）離線遮蔽工位的能力，包括工位數(shù)量、操作人員數(shù)量以及機運傳輸速度，決定了單個遮蔽工位可以支持多少產(chǎn)能；2）在線生產(chǎn)雙色車身，會對涂裝車間面漆線造成1:1的產(chǎn)能損失[1]。

圖2 某油漆車間主線雙色車身噴涂示意圖

1.3 遮蔽工位能力限制產(chǎn)能

雙色車身涂裝遮蔽工位主要用于遮蔽膜的張貼和拆除，如表1舉例說明，根據(jù)分色線設(shè)計位置的不同，有的車型需要拆卸四門和后舉門后才能精確遮蔽如某車型A，有的車型則不需要拆卸門蓋如某車型B，還有一些車型僅為車頂零件顏色與車身主色不同，分色線就是車頂零件和側(cè)圍零件的分界線，遮蔽張貼相對簡單如某車型C，表1可以看到以此三種車型為例，總的遮蔽工位內(nèi)操作時間分別為39 min、35 min與13.5 min，即三種車型的單個遮蔽工位雙色涂裝產(chǎn)能分別為60 min/39 min=1.5 JPH、60 min/35 min=1.7 JPH和60 min/13.5 min=4.4 JPH[2]。

表1 不同種類2tone遮蔽工位內(nèi)操作內(nèi)容與時間

操作內(nèi)容某車型A某車型B某車型C 操作時間/min 拆卸四門與后舉門2.000 貼分色膠帶5.05.03.5 遮蔽15.015.04.0 清潔2.52.52.5 拆除遮蔽7.57.52.0 裝上四門與后舉門2.000 機運5.05.01.5 工位內(nèi)操作39.035.013.5

以車型A為例，如生產(chǎn)該車型的涂裝車間僅有一個遮蔽工位，則產(chǎn)能最多為1.5 JPH，如有兩個遮蔽工位，則產(chǎn)能最多為1.5×2=3 JPH，以此類推。針對不同的雙色類型、不同機運條件的遮蔽工位，單個遮蔽工位的生產(chǎn)產(chǎn)能不盡相同，產(chǎn)能規(guī)劃工作需要具體案例具體計算分析。

1.4 兩次噴涂造成產(chǎn)能損失限制產(chǎn)能

如圖1流程圖所示，每輛雙色車身車都需要進(jìn)行兩次面漆噴涂與烘烤，即會對油漆車間面漆工藝段產(chǎn)能造成1:1的損失。如表2舉例說明，一個20 JPH的油漆車間，年運行4 000 h的總產(chǎn)能為80 000輛，車型A、B、C總年產(chǎn)量計劃為60 000輛，可以滿足正常造車計劃。其中車型A項目提出80%即24 000輛的雙色車需求，但因為雙色車兩次噴涂會造成1:1的產(chǎn)能損失，涂裝車間面漆線實際剩余產(chǎn)能為80 000?60 000=20 000輛，并不能支持A車型80%的雙色車身需求。

表2 雙色車型產(chǎn)能計算示例

產(chǎn)能計算項目產(chǎn)能計算結(jié)果/輛 某車間2022年總產(chǎn)能20 JPH×4 000 h=80 000 車型A 2022年產(chǎn)量30 000 車型B 2022年產(chǎn)量20 000 車型C 2022年產(chǎn)量10 000 車型A 2022年2 tone車需求80%30 000×80%=24 000 車型A 2022年2 tone車產(chǎn)能限制80 000-60 000=20 000

綜上所述，雙色車涂裝產(chǎn)能受離線遮蔽工位能力和面漆產(chǎn)能1:1損失的雙重限制。如上文舉例車型A，年產(chǎn)量規(guī)劃為30 000輛，提出80%即 24 000輛雙色車身需求，但車間面漆線富余產(chǎn)能上限為20 000輛，而該油漆涂裝車間只有兩個遮蔽工位，每工位支持A車型產(chǎn)能1.5 JPH，兩工位僅能支持3 JPH，年運行4 000 h，產(chǎn)能限制為12 000輛。即該車間最大支持A車型雙色產(chǎn)能為12 000輛。在項目早期配置調(diào)研確認(rèn)階段，制造產(chǎn)能規(guī)劃團(tuán)隊就應(yīng)輸入市場部每年實際雙色車造車產(chǎn)能最大限制，以更好地支持項目平臺完成進(jìn)一步銷量規(guī)劃研究。

2 雙色車身涂裝產(chǎn)能缺口解決方法

產(chǎn)能規(guī)劃團(tuán)隊在分析出雙色車身涂裝實際支持最大產(chǎn)能和需求之間存在缺口后，目前整機廠涂裝車間解決缺口問題主要有以下方向：改造新增遮蔽工位、同一基地內(nèi)雙色車駁運生產(chǎn)、跟蹤利用新技術(shù)等。

2.1 按需改造新增遮蔽工位

產(chǎn)能規(guī)劃團(tuán)隊聯(lián)合涂裝工藝團(tuán)隊，在涂裝車間現(xiàn)有工藝布局中，根據(jù)空間限制少、進(jìn)出主線機運連貫、改造內(nèi)容盡量少等原則，積極尋找改造新增遮蔽工位機會。一般來說會拆除或移位現(xiàn)有閑置室體如備用工位、備用室體、旁路支線機運位、下線緩存工位、備用點修補室體等，再在原空間位置進(jìn)行遮蔽室體和機運的新建或改造。表3是某涂裝車間將原有閑置場地改造為雙色車。身生產(chǎn)離線遮蔽室體的改造內(nèi)容，主要為室體改建、機運、料架、踏步以及讀寫站改造等。另外涂裝車間車型條碼內(nèi)要增加雙色車身相關(guān)信息，油漆雪橇上車輛信息標(biāo)簽中增加噴涂步驟信息，面漆噴房的噴涂信息系統(tǒng)也要改造以增加是否雙色的判斷邏輯，實現(xiàn)程序自動識別與噴涂[3-4]。

表3 雙色車遮蔽工位改造內(nèi)容

改造項目詳細(xì)條目 雙色車身離線遮蔽室體新建內(nèi)容室體鍍鋅壁板 室體地面 燈具 送風(fēng)管道改造 水管、壓縮空氣管、插座 消防管路 電纜、橋架 光柵防錯設(shè)備 現(xiàn)場安裝 線旁料架 機運改造內(nèi)容鏈?zhǔn)揭菩袡C鏈條改造 鏈?zhǔn)揭菩袡C舉升臺 旋移機改造 機運操作臺 滾床 手持式掃碼槍 顯示器 按鈕盒 電纜、橋架 現(xiàn)場安裝 原有室體移位閑置設(shè)施拆除 電控系統(tǒng)噴涂機器人交接信號設(shè)計、修改、調(diào)試

在改造遮蔽工位時要特別注意機運運行時沒有相互干涉，同時應(yīng)盡量避免串聯(lián)工位、口袋工位等機運需要相互等待的情況，避免因機運堵塞出車不暢從而降低實際產(chǎn)能。

2.2 持續(xù)改進(jìn)以提高產(chǎn)能

在遮蔽工位數(shù)量受到車間空間限制無法再增加的條件下，涂裝車間仍然可以通過持續(xù)改進(jìn)工作以提高單個遮蔽工位可以支持的最大產(chǎn)能，比如：1）增加單工位操作人員，經(jīng)驗顯示單遮蔽工位安置4名操作人員是比較合理的，既能最快速度完成操作步驟又可以避免操作路徑覆蓋造成等待浪費。2）將在遮蔽工位拆除遮蔽膜工作優(yōu)化為在精飾線拆除。在完成第二遍面漆噴涂后，遮蔽膜拆除的工作可以布置在精飾線上，從而節(jié)省車輛再次機運到遮蔽工位的時間以提高產(chǎn)能，但此方案需要增加精飾線操作人員數(shù)量。3）改進(jìn)分色線位置。在不影響車型整體雙色設(shè)計效果的前提下，如果可以改進(jìn)分色線位置，以避免需要拆除車門、后舉門或前蓋才能張貼遮蔽膜，也可以提高單遮蔽工位產(chǎn)能。4）改進(jìn)遮蔽工具。工欲善其事必先利其器，遮蔽膜張貼需要使用非標(biāo)的遮蔽工具與定位工具，根據(jù)車型外表面形狀持續(xù)優(yōu)化遮蔽工具以改進(jìn)遮蔽效率，如圖3所示[5-6]。

圖3 遮蔽膜輔助工具示意圖

2.3 基地內(nèi)駁運生產(chǎn)

生產(chǎn)雙色車頂會造成總產(chǎn)能1:1損失，對于某些產(chǎn)能不平衡的多工廠基地，可以通過如圖4所示基地內(nèi)跨工廠的生產(chǎn)駁運方案來解決產(chǎn)能缺口。

圖4 某基地油漆車間駁運生產(chǎn)示意圖

駁運方案要特別考慮的是：1）應(yīng)盡量駁運白車身而非噴涂過一遍油漆的涂裝車，因為涂裝過一遍油漆的車身不可以再次清潔，以避免在駁運過程中因車體污染而污染工廠B的面漆段。2）應(yīng)考量工廠A、B之間的涂裝工藝差距，如1 K清漆與2 K清漆、內(nèi)表面手工噴涂與自動噴涂等，評估駁運生產(chǎn)是否會影響車型外觀質(zhì)量。3）應(yīng)考量駁運車顏色選擇，在工廠B的顏色管道能力范圍內(nèi)選擇。4）車間駁運進(jìn)出口選擇，應(yīng)盡量避免靠近消防通道、靠近鋼平臺以及機運改造量特別大的進(jìn)出口。5）物流影響與費用，應(yīng)盡量在駁運項目早期就聯(lián)合物流團(tuán)隊評估駁運可行性與運行費用。

2.4 雙色“打印”技術(shù)應(yīng)用

汽車雙色“打印”工藝又名油漆免遮蔽套色工藝或無過噴噴涂技術(shù)，是一種采用無氣噴頭，集成多個微型噴嘴，搭配精密電磁閥控自動控制，使用機器人根據(jù)程序軌跡，動態(tài)擬合自動噴涂，用固體分精確控制膜厚，從而實現(xiàn)不需要遮蔽工藝，在第一層涂裝油漆表面直接噴涂第二層不同顏色的工藝（圖5）。

圖5 雙色“打印”工藝流程圖

雙色“打印”工藝可以完美解決主機廠雙色涂裝因遮蔽工位和二次噴涂存在產(chǎn)能缺口的問題，且可實現(xiàn)數(shù)字、形狀、簡單圖案等特殊噴涂，但目前仍處于行業(yè)實驗開發(fā)階段，尚沒有成熟應(yīng)用，特別在材料開發(fā)上目前僅有少量涂料供應(yīng)商的單組份素色涂料可以適配，且水平面應(yīng)用更多。而缺乏合適空間加裝噴涂機器與烘烤系統(tǒng)也是主機廠面臨的另一個關(guān)鍵問題。

目前汽車供應(yīng)商DURR、ABB、Sames以及吉林興信等都在積極投入研究中，也有一些實驗室與主機廠合作試噴的進(jìn)展，特別是DURR的Ecopaintjet無過噴技術(shù)，已經(jīng)發(fā)展到第二代，在邊緣區(qū)域的“非鋸齒化”實現(xiàn)長足進(jìn)步。因此，有理由相信在不久的將來還是可以期待成果的。主機廠產(chǎn)能規(guī)劃團(tuán)隊也應(yīng)密切關(guān)注技術(shù)發(fā)展，尋找應(yīng)用機會。

3 結(jié)語

雙色乃至多色車身是汽車市場個性化發(fā)展的產(chǎn)物，特別是隨著汽車電動化智能化的普及，未來將會有更多的車型項目采用多樣化的多色設(shè)計，而利用離線遮蔽工位進(jìn)行遮蔽膜張貼后再進(jìn)行第二次面漆噴涂和烘烤仍將在一段時間內(nèi)是大多主機廠的主流方案。各大主機廠制造產(chǎn)能規(guī)劃同仁應(yīng)在新車型項目的先、中、后期都參與其中，積極推進(jìn)產(chǎn)品分色線優(yōu)化設(shè)計，進(jìn)一步挖掘車間遮蔽工位改造潛能，持續(xù)改進(jìn)遮蔽操作方法，研究跨工廠駁運生產(chǎn)等產(chǎn)能缺口解決方案，以及尋找新材料、新工藝應(yīng)用機會等等，以不斷提高雙色車生產(chǎn)產(chǎn)能，滿足市場需求。

[1] 張輝.涂裝雙色車生產(chǎn)工藝[J].電鍍與涂飾,2010,29 (10):68-70.

[2] 霍志超.淺談汽車車身涂裝工藝及其質(zhì)量控制[J].山東工業(yè)技術(shù),2015(15):243.

[3] 劉長春,呂正芳,劉延磊.涂裝雙色車開發(fā)[J].現(xiàn)代涂料與涂裝,2016,19(5):56-58.

[4] 孟祥超.套色車在涂裝生產(chǎn)線的實際應(yīng)用[J].涂料技術(shù)與文摘,2012,33(4):19-21,24.

[5] 何小龍.汽車車身涂裝工藝及其質(zhì)量控制[J].科技與生活,2011(24):147-147,106.

[6] 覃漓麗.汽車車身涂裝工藝及其質(zhì)量控制[J].化工管理,2018(32):75-76.

Vehicle Manufacturing Capacity Planning Study for Two Tone Body Production

TENG Xiaoqian, ZHANG Lun, YUAN Baodi

( SAIC General Motors Corporation Limited, Shanghai 201206, China )

Currently most Chinese vehicle original equipment manufactures (OEM) apply on-line two tone production process which means using existing top coat spray and oven line to do the second topcoat step in two tone production. This paper introduces the capacity planning methods and limiting conditions for this on-line two tone process and discusses several ways to increase the two tone production capacity such as new adding mask stations, optimizing the mask and demask process, shipping production and looking for new technology application opportunities, etc. Hope to provide some basis and methods for vehicle OEM two tone capacity planning work.

Two tone body; Vehicle paint; Manufacturing capacity planning;Process flow

U466

A

1671-7988(2023)10-176-05

10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.010.036

滕曉倩（1989—），女，助理工程師，研究方向為車型項目先期制造規(guī)劃，E-mail:15921662959@163.com。