汽車發動機高效生產線的設計

王祎

摘 要：在現代制造業當中，裝配生產線是最為廣泛的制造系統之一，而在生產線的設計和管理環節，裝配線平衡將直接影響到生產線的運行效率和制造系統效能。因此，我們需要在生產環節進行優化和完善，不斷改善裝配線效率，在降低成本的同時保障生產過程的高效化，促進相關產業的穩定發展。本文也將以汽車發動機生產線作為主要切入點展開研究。

關鍵詞：汽車發動機;高效生產線;設計

0 引言

在現代生產制造過程當中，產品由不同的零件所構成，所以產品裝配線成為了最常見和最直接的生產方式。裝配線由不同流水化的連續作業生產模式組成，按照各自的生產要求完成不同的裝備工作。發動機作為汽車的核心部件之一，其生產過程直接影響到整車性能，對工藝和工序的優化設計具有重要的現實意義。

1 發動機的裝配線與生產線

1.1 核心內涵

裝配線本質就是在工作過程中按照產品的裝配工藝路線進行排列，從而保障加工對象能夠按照要求進行成品制造環節，和流水線一樣通過各種工序轉換為最終的產品。裝配線由不同的工位所組成，各個工位也有固定需要完成的工序，每個工序所花費的時間基本相同。如果把主零件固定在操作臺之后，其他零件可以附加完成整個裝配環節。

此類生產線的專業化程度非常高，將不同內容細分至各個工位之時，每個工位的操作都具有專業性特點，在裝備生產時按照相應的節奏完成工序內容。

1.2 主要分類

裝配生產線按照生產單元移動狀態，可劃分為固定流水生產線和移動流水生產線，兩者的主要區別在于生產單元是否固定。在大多數中小型機械產品或批量生產的發動機裝配環節中多以移動流水線為主，且生產線上的產品需保障一定的數量要求。換言之，一條裝配線之上需要維持不同的幾種產品生產，在工藝、結構上保持相似之處。

1.3 裝配線與生產線平衡問題

生產線平衡問題，一直以來就涉及到作業任務的分配，從而滿足不同作業的時間和節奏要求目的讓所有工作地的空閑時最小。因此裝配線本身的復雜程度和產品裝配時的工序之間存在必然聯系，生產線工序越多說明生產效率越低，裝配線越不容易達到最佳工作狀態。所以要想讓裝配線達到一個最佳工作狀態，就需要從工藝技術角度出發，了解不同作業元素之間的協調關系，將其按照最佳方式組合到工位工作當中。這里涉及到一個概念，即“周期”，指的是裝配線上的產品時間規劃問題，也是在整個生產環節的過程中最為重要的生產元素之一。以汽車發動機生產環節為例，當所有的零部件全部主席之后就應該按照既定工序流程將所有的零部件進行組合，完成裝配工作。發動機性能的好壞本身取決于發動機在裝配時的技術條件，相關操作人員需按照規定的作業方法保持裝備線與生產線平衡，否則必然違反技術規范而產生不良效果。

2 汽車發動機高效生產線設計

2.1 生產線優化方案

生產線優化過程中，可以采用雙邊裝配平衡方法來進行節奏與周期的規劃，同時對現場管理工作進行有效改善編制現場作業標準。例如通過現場5s管理，讓發動機裝配生產線和其他生產線之間形成工作聯動，協調相關部門成立廢舊零部件回收體系，定時定期去清理廢物或廢品，將回收的零配件展開統一管理。在零部件的裝配和擺放方面要始終按照先后順序進行嚴格規劃，做好生產現場的清潔和完善，避免生產以外的因素對生產環節出現嚴重干擾[1]。

而標準作業指導方案則可以對操作過程和實施方法進行標準化要求，操作人員在標準作業參考書的指導下可明確發動機裝配過程中不同步驟的關鍵點與工藝檢查方式，明確描述各個工作步驟應該使用的操作方法，確保裝配時的零部件選擇和材料規劃等符合工藝要求。必要時可以將重要信息以圖紙的形式進行注釋。例如在某些難度較高的工序或瓶頸工序當中，要考慮這些工序對生產線產生的影響，，使得工序節拍時間維持在合理范圍內。

2.2 生產線局部優化

通過對工位的分解和組合后我們可以獲取不同的工序要求，得到裝配任務之間的順序安排。將這些信息進行整合分析后，可以把雙邊裝配線的平衡問題按照一般工作要求進行調節，例如左右側點火圈安裝、通風軟管安裝、傳感器安裝、緊固螺栓安裝等都可以進行技術改進。具體來看可以根據工位的實際要求，結合雙邊裝配線平衡理論，對瓶頸工位或瓶頸工序進行優化[2]。另外為了保障裝配生產線的生產效率從而降低生產成本，可考慮降低工位數量，將局部裝配線的平衡率提高至最大化，不僅工作人員之間的工作負荷調度變得更加穩定，且整個生產過程比較均衡。

2.3 經濟化操作原則

在發動機生產線的某些工位上，容易出現工人操作時產生無效動作，尤其是人-人操作中還會出現使用他人工具的情況，動素浪費現象比較明顯。在經計劃操作原則要求下，整條生產線上的工作人員要在操作動作上進行規范化要求，使之符合動作經濟原則和行業標準。總體來看，經濟化操作是一個循序漸進的過程，需要在滿足生產節拍和周期的基礎上進行優化，從而讓生產線始終處于最佳狀態，隨著工業工程的發展和未來技術研究的深入，相關企業也會開始利用各種工藝流程對瓶頸工序展開優化提升生產質量，并根據現場工作要求采取合理改進措施[3]。

3 結語

我國汽車市場規模不斷擴大，汽車企業的制造能力和生產能力大幅提升，我國的汽車產量在世界范圍內也保持了良好的發展勢頭，近年來的增長速度越來越快、發動機作為汽車零部件中的重要組成部分，在現代生產制造環節的價值顯著。通過對裝配線和生產線的優化和完善，可以保證整個裝配生產的工藝步驟按照生產計劃要求進行，減少因人員操作失誤或工藝安排不完善導致的質量缺陷。

參考文獻：

[1]鄭夏，程永康.基于動作分析的汽車發動機流水線作業過程分析與優化[J].科技信息，2012（03）：181-182.

[2]張國強.基于汽車發動機總裝生產線自動輸送控制系統的研究[J].現代經濟信息，2019（08）：400.

[3]閆志明，王家勇.FANUC機器人在汽車發動機生產線上的應用[J].可編程控制器與工廠自動化，2014（04）：88-91.