冷藏半掛車合廂裝配生產(chǎn)線的設(shè)計與實施

馬門強，徐浩然，李祥鵬

摘要：研究了一種冷藏半掛車合廂裝配生產(chǎn)線的工藝流程、設(shè)計思路、布局、裝備要求等，形成了從物流轉(zhuǎn)運、底架組裝、合廂裝配、內(nèi)外飾安裝等操作于一體的機械化生產(chǎn)線。目前該生產(chǎn)線已投產(chǎn)應(yīng)用，有效提高了生產(chǎn)勞動效率、產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性及提升作業(yè)安全性。

關(guān)鍵詞：廂式車；冷藏半掛車；合廂；裝配；生產(chǎn)線設(shè)計

研究目的

目前國內(nèi)冷藏半掛車裝配生產(chǎn)線主要是側(cè)面夾緊合廂工裝、作業(yè)步梯、工藝臺車、行吊等構(gòu)成。行車吊運繁瑣、沒有流水線形式，生產(chǎn)節(jié)拍較慢，產(chǎn)品質(zhì)量一致性難以保障。

通過對公司冷藏半掛車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、合廂裝配生產(chǎn)工藝、物料流動、生產(chǎn)綱領(lǐng)進行深入分析，結(jié)合專用車多品種小批量的生產(chǎn)特點，對生產(chǎn)線進行詳細設(shè)計。選擇適宜的物流路線、高效的物流裝備，方便快捷的工裝夾具，實現(xiàn)各工序有序的流水化生產(chǎn)。有效降低勞動強度、錯誤發(fā)生率，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量穩(wěn)定性。

為改變傳統(tǒng)冷藏廂式半掛車長期的純手工操作、受人員能力水平影響大以及效率提升困難的現(xiàn)狀，本項目針對冷藏半掛車合廂裝配生產(chǎn)進行研究，通過對冷藏半掛車生產(chǎn)線進行創(chuàng)新設(shè)計，對物流、工裝夾具進行深入研究，最終形成一條較為成熟的冷藏半掛車合廂裝配生產(chǎn)線，實現(xiàn)冷藏半掛車合廂裝配生產(chǎn)線流水化作業(yè)的提升。

生產(chǎn)線設(shè)計思路

著名的智能制造“三不要理論”，即“不要在落后的工藝基礎(chǔ)上搞自動化，不要在落后的管理基礎(chǔ)上搞信息化，不要在不具備數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)時搞智能化?！痹谏a(chǎn)線規(guī)劃與建設(shè)時，注意工藝優(yōu)化、管理優(yōu)化等方面工作，不只盯著自動化、信息化、智能化。從現(xiàn)有的生產(chǎn)實際情況出發(fā)，以聚焦生產(chǎn)過程中的痛點、降本提質(zhì)增效為目標，效益驅(qū)動，落地為王。

以企業(yè)戰(zhàn)略目標為先導，進行戰(zhàn)略目標分解，建立量化目標體系，并根據(jù)企業(yè)業(yè)務(wù)鏈、信息化水平現(xiàn)狀，制定符合企業(yè)實際的競爭力目標。從企業(yè)實際經(jīng)營目標和生產(chǎn)綱領(lǐng)，在已經(jīng)確定的空間場所內(nèi)，將人員、設(shè)備、物料所需要的空間做最適當?shù)姆峙浜妥钣行У慕M合，以獲得最大的生產(chǎn)經(jīng)濟效益。

1.生產(chǎn)類型

冷藏半掛車是專用汽車的一個細分領(lǐng)域，近年來年新增2000輛左右，年平均增長率保持在20%以上。國內(nèi)市場上的冷藏半掛車車輛技術(shù)流派較多，結(jié)構(gòu)差異性較大，用戶個性化需求較多。在計劃周期內(nèi)要同時生產(chǎn)若干品種的產(chǎn)品，不能實現(xiàn)大批量生產(chǎn)的模式。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)設(shè)計規(guī)劃，生產(chǎn)線設(shè)計采用成批生產(chǎn)的模式設(shè)計。

根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的冷藏半掛車合廂裝配生產(chǎn)工藝相似性、差異性，對作業(yè)工序進行分類，采用自動設(shè)備、半自動設(shè)備和專用工裝設(shè)備，搭建柔性制造單元，組成冷藏半掛車合廂裝配生產(chǎn)線。

2.布置類型與流動模式

雖然冷藏廂式半掛車是小批量多品種，但仍能根據(jù)其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對合廂裝配生產(chǎn)工藝特點進行相似性分類。找到相同的加工工藝，采用既具有產(chǎn)品原則布置的高生產(chǎn)效率，又具有工藝原則布置的柔性特點的成組單元布置生產(chǎn)線。

冷藏半掛車長度13.6m、寬度2.6m、高度4m，在專用車生產(chǎn)中屬較大體積的車輛。其大型零部件及廂體的轉(zhuǎn)運較為不便，尤其是換向轉(zhuǎn)運，轉(zhuǎn)向時占據(jù)較大空間。根據(jù)車間廠房基本情況，合廂裝配采用L形布置。

3.物流方式

生產(chǎn)過程的實質(zhì)是將各個生產(chǎn)加工過程“串”起來的物流過程，可以說“工藝是龍頭，物流是支柱”。一個合理的生產(chǎn)物流過程應(yīng)具有連續(xù)、平行、均衡和柔性的基本特征。

（1）精益化布局設(shè)計? 生產(chǎn)車間精益化布局設(shè)計、精益化布局改進、分區(qū)劃分及模組化單元化工作站設(shè)計，提升物料流轉(zhuǎn)率。

（2）配套自動化物流? 傳輸系統(tǒng)、自動配送液壓升降車RGV，齊套配送，結(jié)合現(xiàn)代化手段把人機結(jié)合起來，最大化提升生產(chǎn)效率。

（3）裝配模式革新，實現(xiàn)標準作業(yè)? 降低工藝難度，減少人工，提升生產(chǎn)效率由單人一站到底轉(zhuǎn)換為多人協(xié)同作業(yè)，節(jié)拍化設(shè)計，提升生產(chǎn)效率。

（4）生產(chǎn)管理信息化提升? 通過ERP與工位終端的聯(lián)通，實現(xiàn)排產(chǎn)、技術(shù)圖樣、SOP的實時傳輸，避免信息傳遞的延誤、錯誤。

生產(chǎn)線布局

生產(chǎn)線布置的好壞直接影響整個系統(tǒng)的物流、信息流、生產(chǎn)經(jīng)營能力、工藝過程、效率、成本和安全等方面，并反映一個組織的工作質(zhì)量，影響顧客印象及企業(yè)形象。

遵循移動距離最短原則、空間利用原則、流動性原則、柔性原則、安全原則及整體綜合原則等，對設(shè)施布置有影響的因素綜合考慮折中取舍。規(guī)劃布置如圖1 所示。

設(shè)計選用成熟、可靠、先進的生產(chǎn)工藝及設(shè)備。做到人、物流分開，并注意工藝合理、運輸方便，路線短捷。

生產(chǎn)線工藝流程

生產(chǎn)線設(shè)置12個大工序，覆蓋從箱體底架組裝至箱體清潔下線全流程作業(yè)。底架組裝→導軌安裝→導軌焊接→U形轉(zhuǎn)運進入KBK合廂→立鉚→外飾及密封→內(nèi)飾及密封→裙板焊接→行走機構(gòu)安裝→附件安裝→制冷機組安裝→廂體清潔檢驗等作業(yè)工位。

1.底架組裝

（1）工藝裝備提升? 設(shè)計制作小縱梁組焊工裝、底架組裝工裝、底板安裝工裝等，部件總成快速定位、邊梁氣動夾緊定位，實現(xiàn)底架快速組裝。在線邊布置數(shù)控打孔倒角一體鉆對邊梁進行連接孔加工。

（2）工序優(yōu)化? 牽引銷總成、前橫梁總成、支腿橫梁總成及懸架總成等總成組焊制作、涂裝完成后再轉(zhuǎn)入底架組裝工位進行組裝。

（3）物料及工具控制? ?通過數(shù)控裝備、工裝夾具保障產(chǎn)品加工質(zhì)量。

2.合廂裝配

（1）工藝裝備提升? 設(shè)計制作KBK吊裝合廂工裝，完成廂體5大片的合對定位組裝作業(yè)。合廂工裝KBK吊裝輸送部件，合廂工裝壓緊機構(gòu)壓緊廂板定位，橫移雙起液壓升降車對廂板進行來料輸送，雙起液壓升降車在線輸送功能。

（2）工序優(yōu)化? 廂板燈線及開關(guān)穿線前置在廂板加工處完成，門框穿線前置在門框制作時排線，導風布前置在廂板加工時安裝。

（3）物料及工具控制? 真空吸盤、F形棘輪扳手和C形大力鉗應(yīng)用等。

3.立鉚

（1）工藝裝備提升 配置立鉚升降車，完成前豎護板及門框鉚接安裝。立鉚升降車自動前后移動、按鈕式自動升降，方便作業(yè)。

（2）工序優(yōu)化 將合廂工位作業(yè)項目進行分解，合廂工裝處為廂板組合定位鉚接安裝，在立鉚工位進行前后豎向鉚釘鉚接。分解作業(yè)項目，平衡各工位作業(yè)節(jié)拍，提升整體效率。

4.頂部作業(yè)

（1）工藝裝備提升 設(shè)計制作頂部作業(yè)工裝，實現(xiàn)頂板的定位、安裝鉚接及頂部外飾密封作業(yè)。頂部作業(yè)工裝上布置作業(yè)平臺的同時，也具有定位壓緊頂板機構(gòu)，實現(xiàn)頂板安裝；橫向作業(yè)提升機構(gòu)，實現(xiàn)人員前后站立作業(yè)的同時，也可向上升起實現(xiàn)RGV托舉廂體在線前后移動。

（2）工序優(yōu)化 將合廂工裝位置作業(yè)項目進行分解，將頂板安裝調(diào)整至頂部作業(yè)工位。優(yōu)化作業(yè)流程，提升勞動效率。

5. 廂體物流轉(zhuǎn)運系統(tǒng)

工藝裝備提升：設(shè)計制作雙起液壓升降車，在線輸送廂體；設(shè)計制作廂體支撐定位裝置，能適應(yīng)冷藏半掛及冷藏單車的應(yīng)用；在合廂工位橫移雙起液壓升降車對廂體左右?guī)暹M行來料輸送。

實施方案

1.“地攤式”作業(yè)向裝配線體轉(zhuǎn)變

由原冷藏半掛單工位“地攤式”作業(yè)現(xiàn)狀，形成200m的U形裝配線。項目實施前為單工位臺架作業(yè)，項目實施前單工位作業(yè)如圖2所示。項目實施后，按工序分工位流水化作業(yè)（見圖3）。

2.“純手工打造”向機械化轉(zhuǎn)變

合廂工裝由原來的“地攤式”作業(yè)模式升級到桁架KBK輸送部件、壓緊機構(gòu)壓緊定位、雙起液壓升降車輸送作業(yè)的流水線模式。

廂體6大片從不同的物流路線轉(zhuǎn)入到合廂工裝進行作業(yè)，底板通過RGV小車在線托運至合廂工位，前板在工位前側(cè)位置通過KBK吊具轉(zhuǎn)運至合廂指定位置作業(yè)，后門框在工位后側(cè)位置過KBK吊具轉(zhuǎn)運至合廂指定位置作業(yè)，側(cè)板從側(cè)面位置輸送至合廂上料位置。從不同位置對部件進行上料、定位、壓緊作業(yè)如圖4所示。解決物流上的時間干涉問題，提升生產(chǎn)效率。

3.行車吊轉(zhuǎn)方式向自動化物流轉(zhuǎn)變

應(yīng)用地面托舉雙起液壓升降車轉(zhuǎn)運代替空中行車起吊轉(zhuǎn)運，安全性能提升。RGV在箱體支撐裝置內(nèi)往復傳送，一車在多工位使用，同時又效解決工藝臺車回程問題。項目實施前廂體在總裝線各工位的使用空中行車起吊轉(zhuǎn)運，空中行車起吊轉(zhuǎn)架（見圖5）。項目實施后應(yīng)用地面托舉雙起液壓升降車廂體在總裝線各工位的縱向移動前進后退、遙控控制，雙起液壓升降車如圖6所示。

4.作業(yè)空間動態(tài)三維應(yīng)用

立鉚升降車改變了側(cè)面高度方向作業(yè)，人員頻繁上下工作梯的繁瑣，根據(jù)需要按鍵式升降；外飾及密封工位通過式提升機構(gòu)，一鍵遙控自動升降，具有雙重安全防護反饋系統(tǒng)。項目實施前，移動手推登高梯及墊登鉚接前后立鉚接位置，費時且不方便，移動手推登高梯（見圖7）。項目實施后，立鉚升降車可以縱向移動以適應(yīng)不同長度廂體立鉚的工作要求，一鍵升降功能，工作臺面舉升一定的距離，隨時安全停止在不同的高度位置，以適應(yīng)不同高度廂型的立鉚工作要求，立鉚升降車（見圖8）。

生產(chǎn)線應(yīng)用情況分析

1.本質(zhì)安全的提升

裝配線通過設(shè)計手段使生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)系統(tǒng)本身具有安全性。轉(zhuǎn)運移動實現(xiàn)聲光提示報警，作業(yè)平臺安全護欄、踢腳擋板、安全繩掛鉤等一應(yīng)俱全。從本質(zhì)上改變以往移動臺架手工作業(yè)的安全隱患，提升作業(yè)安全性。

2.適應(yīng)性強

該冷藏半掛裝配生產(chǎn)線不僅適應(yīng)一體式冷藏半掛車生產(chǎn)，也可實現(xiàn)分體式冷藏集裝箱的生產(chǎn)，經(jīng)過不斷的升級優(yōu)化，大型冷藏單車也在線順利生產(chǎn)。

3. 提升勞動效率

現(xiàn)場針對一批相同規(guī)格的冷藏半掛車產(chǎn)品，分別采用傳統(tǒng)生產(chǎn)方法和改善后的生產(chǎn)線兩種方式進行效率對比分析，主要包括底架組對、合廂、立鉚、頂板安裝等方面分析改善后生產(chǎn)線效率提升40%，作業(yè)人員減少36%。

通過該項目的實施，冷藏半掛車產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率高都得到提升，產(chǎn)能達到預(yù)期效果，成本進一步下降，操作安全性也得到提高。

結(jié)語

冷藏半掛車作為干線運輸?shù)闹髁?，近年來發(fā)展迅速。促進了各大專用車生產(chǎn)企業(yè)對冷藏半掛車產(chǎn)品與生產(chǎn)線的深入研究。目前該生產(chǎn)線已投產(chǎn)應(yīng)用，有效提高了生產(chǎn)勞動效率、產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性及作業(yè)安全性。