基于聯合作業分析的軌道車輛總裝工藝分析

趙欣,孫麗,童小英,程強,韋江

(1.大連交通大學 機械工程學院，遼寧 大連 116028; 2.中國中車集團 大連機車車輛有限公司 工藝技術部，遼寧 大連 116028)*

基于聯合作業分析的軌道車輛總裝工藝分析

趙欣1,孫麗1,童小英1,程強2,韋江2

(1.大連交通大學 機械工程學院，遼寧 大連 116028; 2.中國中車集團 大連機車車輛有限公司 工藝技術部，遼寧 大連 116028)*

通過對城軌車裝配車間現場調研，總結出了總裝配的工藝流程、關鍵工序.之后以車窗安裝的工藝流程為例，運用聯合作業分析和 “5W1H”技術進行分析，找出其中存在的問題.再根據ECRS原則，分析并提出改進方案.比較改善前后的聯合作業分析圖，其空閑減少、周程縮短，效率提高，工作負荷趨于平衡.

總裝配；聯合作業分析；5W1H；ECRS原則

0 引言

隨著軌道交通車輛國際市場需求的不斷提升，企業生產訂單也與日俱增，所以提高軌道交通車輛產品的生產效率、降低生產成本至關重要[1].裝配工藝是生產組織形式安排、制造系統設計的重要內容,它直接影響產品的生產率、質量、成本、安全以及生產管理的有效性.由于多方面原因，在我國裝配工藝一直不被高度重視,大部分企業的生產系統主要停留在傳統設計方法中，沒有經過系統、科學、合理的設計與規劃.這樣，企業發展到一定階段就會出現：資源利用率低，工人勞動強度大，裝配效率低 、不能滿足現代企業生產管理的要求等問題[2- 3].通過調研發現，某機車車輛公司的主要問題為：裝配工藝手工作業多、工藝標準化程度低、工時難以計算，故其亟需對裝配工藝進行改進.所以，對制造系統的裝配工藝優化具有很重要的理論意義和實際價值.

1 軌道客車車輛總裝配工藝現狀

根據收集的城鐵車項目信息，目前某公司城鐵車總裝主要為大批生產，單個項目裝配車輛數量在120～300輛之間.現有固定馬凳式和軌道流水式兩種作業方式.固定馬凳方式適合中、小批量車輛裝配，軌道流水方式適合大批量車輛裝配.但由于工裝設備配置不齊全、料件供應不及時，故障維修慢等原因，暫未運用流水裝配作業.這樣，就會造成裝配周期很難保證、裝配問題不易暴露、工人勞動強度大、手工作業多等問題.

1.1 總裝配工藝流程

經調研，某車間現在裝的城軌車從車型上有：A型車、B型車、C型車、特殊車.從材料上看主要有鋁合金和不銹鋼車.由于A型車、B型車、C型車、特殊車的工作量不同，導致裝配周期有所不同.但是車體的大體流程(如圖1所示)并無區別，車輛組裝階段中所包括的工序較多，可分為車內、車下、司機室、三個裝配區域.軌道客車車輛組裝示意圖如圖2所示.

1.2 關鍵工序

關鍵工序是指對成品的質量、性能、功能、壽命及成本等有直接影響，并且工藝復雜，對工人技藝要求高，對產品可靠性質量形成有重要影響的工序.現該裝配車間的關鍵工序有20個，列舉如下：空調機組安裝、受電弓安裝、地板安裝、車窗安裝、車頂二次骨架安裝、客室側門機構安裝、客室側門安裝、地板布鋪裝、上體稱重、制動主管路安裝、制動設備安裝、制動支管路安裝、上體管路保壓試驗、貫通道框安裝、司機操縱臺安裝、前照燈安裝、前端玻璃安裝、前端模塊連接打膠、落車調整、稱重[4].

圖1 軌道客車車輛組裝工藝流程

圖2 軌道客車車輛組裝示意圖

2 用聯合作業分析對關鍵工序進行優化

本文以某城軌車的車窗安裝，對其進行聯合操作分析.結合聯合作業分析圖，運用5W1H提問技術進行分析，并用ECRS進行改善，對裝配人員作業進行分工，并對部分操作順序進行重新排序，改善前后的聯合作業圖如表1、表2所示.經聯合作業分析后，裝配效率明顯提高，3名檢測人員工作也趨于平衡，如表3所示[5].

首先用玻璃存放車將車窗推至所需裝配臺位后，工人將玻璃搬到電動升降車上，之后將玻璃擺放到相應的位置，進行前期的安裝準備工作，最后開始進行車窗的安裝.

車窗安裝的工藝流程是：①將窗推入到相應的窗口內，調整窗結構四周的間隙，用加減定位墊的方法，調整窗上下邊與鋼結構邊的間距，然后調整左右邊的間距，用樣塊控制窗周邊的間隙;②在加調整墊的位置鉆孔、攻絲;鉆孔時首先鉆對角的孔，接著鉆中心孔，最后鉆其他孔，之后按以上順序安裝相應的螺栓、墊圈，涂鎖固膠；③在玻璃和鋼結構的縫隙兩邊貼膠帶，玻璃和鋼結構之間槽內打膠，膠要注滿并適當超出玻璃面，不得有漏打和欠膠的地方，打膠后立即用刮板沿膠縫長度方向從一端向另一端勻速刮抹，中間不停頓，刮膠后立即將膠帶撕掉，并將粘在玻璃和玻璃鋼上的膠清理干凈，將刮板上的膠清理干凈以備下次使用；④使用樣板檢查玻璃安裝的平面度.

表1 改善前的聯合作業分析圖

表2 改善后的聯合作業分析圖

從現行方法中可看到存在多處等待，現對上述聯合作業，運用“5W1H”技術進行提問和“ECRS四原則”進行分析改進：

(1)問：螺栓緊固并涂鎖固膠必須在所有的孔鉆完以后才能進行嗎，可以提前嗎，必須由工作人員C完成嗎？

答：不是，可以在鉆孔后立即有其他人員，一人涂鎖固膠，一人進行螺栓緊固.

(2)問：準備膠帶、膠壁紙刀、刮膠板、擦拭紙必須由工作人員C完成嗎？有無其它更合適的人？

答：不是，可以有其他閑置的人員來準備膠帶、膠壁紙刀、刮膠板、擦拭紙.

(3)問：粘膠帶的時候應該注意什么，為什么要粘膠帶，可以在螺紋緊固的時候粘膠帶嗎?

答：膠帶邊緣與窗橫截面間應留出間隙，防護膠帶粘貼平直、牢固、無氣泡、無褶皺.在螺紋緊固的時候粘膠帶易將粉塵帶入膠帶，產生氣泡.

(4)問：刮膠必須要在打膠全部進行完畢才能進行嗎？可以在打膠的同時可以進行刮膠嗎?

答：可以在打膠的同時可以進行刮膠，只要沿一個方向刮平壓實，刮掉多余的膠粘劑.之后還會進行精刮.

(5)問：可以在刮膠的時候撕膠帶、為什么不可以？

答：盡量不同時進行，因為這樣會影響刮膠的效果，而且撕膠帶的時間很短，對整個車窗安裝的效率影響不大.

從表3可以看出: 安裝周期變短，改善后的作業時間減少了將近16min，效率提高了48%; 改善前的3位安裝人員的時間利用率分別為31%、17%和71%，3人作業分配十分不合理;改善后3人時間利用率分別為71%、71%和58% ，3人作業趨于平衡[6- 7].

表3 聯合作業分析改善前后效果統計表

3 結論

軌道客車車輛總裝配是機車機車車輛制造系統的重要組成部分，合理的裝配工藝對生產線平衡及整個制造系統的總體性能起著舉足輕重的影響.本文首先總結了車輛裝配的總裝配的工藝流程、關鍵工序.運用聯合作業分析對車窗安裝過程進行分析，通過5W1H提問技術和ECRS原則分析并改進，改善后的作業時間減少了將近16 min，作業趨于平衡，人員的時間利用率顯著提高.

[1]蒲春喜.軌道車輛組裝工藝現狀及展望[J].科技專論，2014(5)：257.

[2]陳宗舜.機械制造裝配工藝設計與裝配CAPP[M]．北京：機械工業出版社，2006.

[3]王秀倫.現代工藝管理技術[M].北京:中國鐵道出版社，2004.

[4]易樹平,郭伏.基礎工業工程[M].北京:機械工業出版社,2007.

[5]許志沛,薛順,劉曉卉,等.塔式起重機應力檢測中的流程程序和聯合作業分析[D].成都:西南交通大學,2011.

[6]富閩魯,汪波,李敏.冶金備件裝配作業流程優化分析[J].工業工程，2007：134- 135.

Rail Vehicle Assembly Process Research based on Joint Operation Analysis

ZHAO Xin1,SUN Li1,TONG Xiaoying1,CHENG Qiang2,WEI Jiang2

(1.School of Mechanical Engineering,Dalian Jiaotong University,Dalian 116028,China; 2.Technology Department of CRRC,Dalian Locomotive & Rolling Stock Co.,Ltd,Dalian 116028,China)

Through urban rail vehicle assembly plant site investigation,the key in the process of assembly,bottleneck process and process flow is summarized.Taking windows installation process for example,joint operation analysis and the “5W1H” technology are used to find the problems.According to ECRS principle,the scheme of improving the process flow is analyzed and proposed.Compared before and after analysis of joint operation,it can reduce the idle,shorten the cycle and improve efficiency with balanced work load.

final assembly process;joint operations analysis;5W1H;ECRS principle

1673- 9590(2017)05- 0054- 04

A

2016- 09- 04

趙欣(1991-)，女，碩士研究生; 孫麗(1972-)，女，教授，博士，主要從事機電一體化、工業工程相關研究

E-mail:245803197@qq.com.