一、动力总成分装线现状
发动机本体为采购件, 该厂动力总成分装线主要进行发动机辅件 (如变速箱、电机、压缩机、线束、副车架等辅件) 的分装装配工作, 据了解到的主要情况如下:
(1) 生产规模。该动力总成分装线建成于10年前, 整体线长21米, 预设10个分装工位, 设计年产3万台, 现阶段产能约2.5万, 未超过设计产能。
(2) 动力总成产品的变化。该动力总成分装线投产时为1个系列4~5款发动机, 且结构相对简单:发动机本体、变速箱、压缩机、线束、副车架等几个部件 (副车架上未安装转向机、摆臂、刹车盘等零件) 。
经过10余年的发展, 该厂产品线扩展为:3个系列的20余款发动机, 且增加的2个系列发动机的结构更复杂 (副车架变大, 且转向机、摆臂、刹车盘等零件均安装在副车架上) , 目前动力总成分装线进行发动机本体 (发动机、变速箱、压缩机、线束) 的分装工作, 相关的发动机辅件 (如发动机副车架、转向器、下摆臂、推力杆、制动盘等零部件) 因体积较大, 只能在旁边的分装台或者地上进行分装, 造成场地拥挤, 动力总成及辅件的装配收到一定的影响, 同时制约着产能的提升。近几年随着电动车市场的蓬勃发展, 该工厂电动车的电池、电器平台等动力零件的分装, 也都在动力总成分装线进行, 导致此区域的使用更为紧张。
(3) 物流配送方式。发动机零件的配送采用叉车配送, 效率低, 噪声大, 且叉车在车间行走, 存在一定的危险隐患。
(4) 自动化程度。该厂的动力总成的配送方式:放在举升小车 (无动力) 上, 通过人力将小车推到11米远的合装线上, 接通压缩气举升至安装高度, 完成动力总成同车身的合装工作。
二、主要规划工作
通过对该工厂动力总成分装线的实地调研, 存在以下问题:
(1) 虽然目前的产能未超过其设计产能, 但由于多款发动机、电池混线生产, 分装线区域内物料摆放杂乱, 各功能区区分不清晰, 路径规划较为随意, 给分装线装配工作带来了一些麻烦。
(2) 动力总成的流动配送全由人在操作, 装配节拍不稳定, 且工人劳动强度较大。
(3) 叉车在分装线上料区来回叉送物料, 存在一定的安全隐患。
以上发现的各种不足, 可以通过合理的规划来改善, 综合考虑生产纲领、产品图纸、物流配送及自动化程度、投资成本等因素, 本文大致从以下三个方面来进行规划改善:第一是利用SPL分析法, 通过分析各零件总成之间的相互关系, 重新明确各功能区的分区, 并确定功能区之间的物流移动路线;第二是规划新增一条副车架分装线, 并增加3台AGV, 通过AGV的流动性, 将分装线同合装线联系起来, 实现动力总成配送的自动化;第三是通过物料工装的改善, 利用电瓶车导引物料工装, 取代叉车的配送方式。
三、动力总成分装线功能区规划方案
(1) 动力总成分装线、后桥分装线、员工休息区都在底盘分装区内, 故对动力总成分装区进行重新规划的时候, 分装区内的其他功能区也连带的进行了规划调整。
底盘分装区各功能区重新规划示意图如下:
如上图, 底盘分装区功能区重新进行了划分:
(1) 将上图左侧原空白区 (L20m×W7.5m) 规划为底盘件分装区、电池分装区、电机/电器平台分装区, 并增加相应的分装需求的相关设备 (如方钢框架、KBK等) ; (2) 后桥分装线 (L8m×W7.5m) 中物流车及分装工装摆放的位置往上图图示的左侧位置移动了6米距离, 后桥加注机及配送起点位置不变, 不影响后桥总成的配送; (3) 动力总成分装线进行适当的调整改造:长度由现有的22.1米调整为14米; (4) 员工休息区则移位到内饰物料区内, 为新增的副车架分装线留出了空间, 并增加方钢框架、KBK等; (5) AGV环形线, 将动力总成分装区同合装线连接了起来, 动力总成的配送实现了自动化。
(2) 新增副车架分装线及AGV规划方案
(1) 方案主要内容:新增副车架分装线:A、新增分装线形状为倒U型;B、有效长度7.3米, 分装工位设置3个;C、左侧伸出的线体功能为发动机上AGV, 右侧伸出的线体功能为下托盘。 (2) 副车架分装线、AGV均为环形线中的重要组成部分, 需找专业厂家进行专业设计购入。 (3) 副车架分装线:辊筒积放输送线, 单层输送, 采用托盘输送, 发动机放在托盘上在副车架分装线及AGV上进行循环。 (4) AGV选用单举升装配型, AGV系统的工作过程设定如下:依生产纲领, 结合环形路线的长度距离, 计算3台AGV小车 (装配点1台、等待点1台、吊装点1台) 可满足生产需求;AGV在副车架分装线与底盘合装线之间进行循环工作, AGV的工作流程如下:AGV小车在副车架分装线上料点 (或前一工作日停在吊装点) 接收动力总成, 然后自动运行到合装线等待点;当检测装置检测到有车身后, 等待点的AGV小车自动启动运行, 对车身进行同步跟踪, 到达安装点后, 自动举升发动机到安装位置, 由装配工人安装固定螺栓, 完成装配后人工发出安装结束信号, 接收到安装结束信号后, AGV自动落下升降机构, 并离开装配工位, 通过环形路线回到托盘返回点放下托盘, 再运行到动力总成上料点, 完成一个循环。 (5) 在进行AGV系统的规划时, 不仅需对现场情况很了解, 几个主要的因素也需考虑进去:AGV+动力总成同悬挂链的高度, AGV同合装线悬挂链的互锁, AGV系统同MES系统的互动。
(3) 物料工装的改善
(1) 改善前:发动机、后桥放置于固定式料架上, 由叉车从车间外的物流仓库配送至现场, 并叉走空料架, 故叉车在车间频繁来往, 危险性较高; (2) 改善方案:发动机、后桥上料区的位置两立柱之间的距离为5.6米宽, 且送料进入一侧的绿色通道仅3米宽, 要在5.6米宽的空间内停放满三排2~3台串联的物料小车, 串联小车转弯后, 前后小车的垂直偏差, 不能超过1.8米宽度, 才能实现上料需求, 普通的物料小车无法实现。采用同轨迹小车可以实现转弯需求, 同轨迹小车底盘部分采用导杆链接前后桥总成, 达到四轮联动, 弯道过程中内外侧轮反方向转动, 以减小小车转弯半径。牵引车拖勾安装于小车前桥, 以改善牵引过程中小车中与牵引车同轨迹行进。同轨迹小车最小转弯半径为2100mm, 可满足3节小车由牵引车一步到位牵引至上料区指定位置。 (3) 发动机、后桥料架及配送方式的改变, 极大的改善了底盘分装区的作业环境, 消除了叉车的安全隐患。
四、结束语
本案例以某汽车工厂动力总成分装线为背景, 通过对存在的问题进行了规划研究, 有效的解决了存在的问题, 实现了生产的智能调度, 节约人员管理成本, 提高分装线的智能化, 促进技术升级, 降低了作业人员的工作强度;同时总结出一些比较实用的规划方法和技巧, 从而可以应用到其他规划项目中去。
摘要：在汽车生产活动中, 总装装配作业是整车制造的最终阶段, 所有的汽车产品都必须经过最终的装配才可以满足使用要求, 并最终投入市场交付客户使用。汽车动力总成由几十上百的零件组成, 是汽车的心脏, 也是总装装配作业中的重点环节, 动力总成能否可靠的运转, 很大程度上取决于装配的准确性, 因此, 动力总成分装及装配作业效能的好坏与否, 便成为总装动力分装线规划的是否合理的关键。
关键词：汽车,动力总成分装线,功能划分,AGV,工艺路线
参考文献
[1] 宋丽芹.浅谈汽车装配工艺现状及改进措施[J].汽车工艺与材料, 2013 (09) :102.
[2] 颜文静.汽车装配工艺规划及相关技术的探讨[J].科技风, 2015 (10) :117.