合理的总装车间装配线布置

现代化的汽车整车生产通常由冲压、焊接、油漆和总装四大工艺构成。首先,钢板经过开卷,然后根据大小尺寸以及工艺要求进行冲压,冲压件完成之后,进入车身车间进行焊接,形成了白车身,白车身经过油漆之后,汽车的外壳就完成了。汽车生产制造的最后一大工艺便是总装,总装车间将发动机以及传动系统、内饰和仪表板、座椅等所有其他的附件装配到白车身上使其成为一辆名副其实的汽车,因此,总装对于汽车质量的优劣起着至关重要的作用。

总装车间的布置

总装线的布置对于装配的效率以及车间内的物流起着决定性的作用,不同的整车厂会根据实际情况(厂房的大小以及产量计划)合理布置总装线。一般而言,整车厂将总装车间分成4个工段:仪表板工段、前围工段、动力总成工段和车门工段,下面分别介绍各个工段及其完成的任务。

1、仪表板工段

车身和车门是分别冲压成型的,为了保持油漆颜色的一致性,在油漆过程中一般会将车门装载在车身上。在总装车间首先要将车门拆下来,然后进行电器线束、密封条等一些内饰安装。这样可以扩大工人的操作空间,同时又避免了工人在操作过程中可能造成的车门油漆刮伤等问题,而拆下来的车门则被输送到车门工段。接着,总装车间再在车身上安装仪表板和仪表板内的所有零部件,包括安全气囊、收放机、空调、加速制动踏板等重要的零部件。一般情况下,这些部件都由不同的供应商提供。

2、动力总成工段

发动机是汽车的心脏,而动力总成则囊括了发动机、离合器、变速箱、前后桥以及悬架等汽车底部重要的零部件。由于动力总成的组成零部件比较多,一般整车厂会将其设置为独立的一条“副线”,工人们在副线上完成动力总成的装配,再由推车把此模块送到总装“主线”,完成动力总成模块和车身的结合。

3、前围工段

在前围工段中,工人为汽车安装上大灯、冷凝器、散热器、前后保险杠、灯、轮胎等零件。根据质量和成本的考虑,每个整车厂所采用的安装自动化程度也不尽相同,一般使用机械手为前后风窗玻璃涂胶,涂好以后工人通过吸盘方式将玻璃安装到车身上。采用自动化方式可以便于控制精度、产量,但是维护成本也比较高,一旦出现故障会导致系统误差甚至生产线中断,给企业造成巨大的经济损失。

4、车门工段

许多整车厂将车门工段设置为又一个“副线”。在总装车间的第一个工段,车门被拆下后就会输送到这里,装配许多高精度的集成电器零件,比如车窗升降控制器、音响、密封条、门内饰板、后视镜等。在完成装配和检测后,这些车门被一一对应地送回总装主线,并安装到原来的车身上。接下来工人将为每辆汽车加注动力转向液、空调制冷液、防冻液、制动液、汽油等。所有的加液工作都由设备自动完成,保证了整车的加注质量。

一般来说,在总装线的最后部分,各整车厂会设置调整检验线,经过前面4道工序后基本成形的汽车将接受一系列的检查,然后进行4门两盖调整和整车的电器部件检测,接着进行车轮定位和灯光调整,以及动态的模拟检测(包括制动力测试等),之后一般会进行最后的密封测试,完成模拟的高强度雨淋试验。

总装车间的管理

1、工段化、班组化

工人是企业的核心,现在各个整车厂都非常重视员工的积极性,把工作任务和产品质量转移到企业员工的身上,充分发挥员工的主观能动性,以人为中心、权力下放。在总装车间设置若干工段,每个工段中按照装配模块分成若干个班组,班组长负责绩效考核以及生产任务的完成,实施全面质量管理(TQM)。在班组内部实施阶段性的质量检验,每个工段末尾再进行本工段的质量检验,这样就可以及时地控制成品率,班组内发现的质量问题在班组内解决,这样就大大降低了企业的返修成本,也提高了效率。

2、 产能与节拍

生产能力是每个企业在规划阶段,根据产品的市场预期而设置的。生产能力的估算方法如下:

M=Fe×S/ T

其中 M为年生产能力; Fe为单台设备年有效工作时间(h)S为设备组内相同的设备数量;T为单位产品所需要的加工时间(h/件)。

设备都需要一定的保养维护时间,所以采用同类设备Fe的变化不大,因此单位产品所需要的加工时间与合理的工艺要求、工位布置以及工人的操作熟练程度有关,所以工艺合理、工人工作效率高都可以提高产能。

目前的整车厂大都根据市场的需求制定生产计划,根据生产计划确定生产节拍,根据生产节拍便可以确定物流量,达到精益生产。

生产节拍是流水线上生产出两个相同产品的时间间隔。节拍是大批量流水线的重要参数,也是确定生产物流的依据。(生产物流就是向流水线提供需要装配的零部件和其他物资)节拍的大小取决于计划期生产任务的数量以及完成任务的时间。

节拍C= Fe /N

式中Fe为计划期内有效工作时间;N为计划期生产任务数量(含废品数)。

按照上式计算出的节拍称为计划节拍或平均节拍。而整车厂流水线上实际生产两个相同制品的时间间隔为该工序的工作节拍。其计算公式为:

Ci= ti /Si

式中ti为第i工序单件时间;Si为该 工序的工作地数量。

节拍的大小可以根据生产计划进行调整,以达到最合理的生产。

3、物流——准时生产(JIT)和顺序供货(JIS)

准时生产JIT(Just In Time)的基本思想为:在需要的时候,按需要的量生产并提供所需要的产品,也就是通过对库存的管理,达到无库存或库存量最小的状态。顺序供货JIS(Just In Sequence),简单地说就是JIT的一种特殊而极端的状态。在JIT的要求下,一些汽车零件供应商只能批量生产、顺序供货。在JIS的要求下,必须做到顺序生产、顺序供货。顺序生产、顺序供货这种模式要求整车厂要把它的生产节拍延伸到供应商的生产中,减少甚至最终取消供应商的仓库,使两者完全耦合,这种耦合对供应商的供货节拍、生产节拍、响应时间、质量保证等方面则有更严格的要求。

对于总装车间内部,各汽车生产厂借助“看板”达到精益生产。总装车间发出生产指令,物流中心具体负责实施,当某工位用完一箱零件后,就把取货“看板”挂到看板架上,物流中心负责带着取货看板和空工位器具到上一道工位去取相应数量的零件,上道工位再从它的上一道工位领取相应数量的零件进行加工,以补充被取走的数量,依次类推,直到原材料供应部门。这样大大降低了储备数量,减少了总装车间的储物区域面积。“看板”与在制品同时在一起存放,只要一看“看板”就可以知道在制品的品种和数量。通过实施看板管理极大地提高了生产物流和现场管理水平。

总装流水线的设置也是物流效率的决定因素之一,一般要将需要供应装配部件的区域尽量靠近物流中心,并且按照需供应装配部件的大小尺寸来安排距离的远近,一般来说大的零件比如座椅之类的相比小的零部件而言更接近物流区,这样就能在最大程度上减少车间内物流的距离,提高物流的效率,达到准时生产、顺序供货(文中表示为国内3家整车厂的总装车间对比)。

4、柔性生产线

先进的汽车制造企业通常采用订单化生产,这样既可以尽可能节省库存,也可以平衡销售市场的矛盾,畅销车型不再一车难求,滞销车型不再大量积压。为了达到这样的目的,现在大量的汽车总装车间都采用了柔性生产,在设计中的表现为,在生产线上实现了混线生产,同一条总装线可以完成两至三个车型的总装需要,而且每个车型也根据订单实现不同的装配要求,例如配置不同的型号和排量的发动机、电子设备和内饰等。如果汽车制造企业不使用柔性生产,则需要增加一条生产线,大大增加了设备和成本的投入,延缓了新车型上市的时间。此外,柔性生产线也迎合了“多品种小批量低成本”的汽车生产趋势。

由于车型的不同,它们的外形尺寸、重量各有差异,所以在设计中要考虑兼容,考虑到最大件的外形尺寸和最重件的重量,在装配线的节距设计中,在吊具或托架中要考虑可以灵活转换。考虑最大车型的长度来制定装配线的节距,在设备的选型上也同样要考虑多种车型或经过简单切换即能完成任务的设备,在车间的周边设置集装箱泊位,对大件、重件实施及时供货,在每条装配线的末端均设有质量检测点来保证产品的质量。加强对于操作工人的培训,实施看板化生产,保证装配的精度和准确性。

 

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