汽車企業快速轉產口罩的系統集成研究

李裕連 孟大慶 何冠華

摘 要：新冠肺炎疫情前中國口罩的日產能2000萬只，2020年春節前疫情突發，加上春節假期，非常時期口罩一時一罩難求。春節后面臨復工復產和出行的需求，口罩作為防疫的重要物資，口罩的需求量進一步增長，五菱等具備設備開發能力的汽車產業迅速轉產口罩設備。本文通過成功的低成本項目實踐，通過有效的項目規劃、項目管理、關鍵機械設備開發、現場管理技術等，完成項目的集成開發，滿足自身轉產需求，也為同行進入口罩行業提供管理技術、設備技術參考，也為需求迅速轉產類似輕工業產業的行業者提供參考。

關鍵詞：汽車企業;口罩設備;快速;低成本;集成

1 口罩及口罩設備產能需求分析

新冠肺炎疫情前中國口罩的日產能2000萬只，2020年春節前疫情突發，加上春節假期，非常時期口罩一時一罩難求。春節后面臨復工復產和出行的需求，口罩作為防疫的重要物資，口罩的需求量進一步增長，各地方口罩廠受政府接管，加上物流等停運，口罩缺口嚴重，五菱等具備設備開發能力的汽車產業迅速轉產口罩生產。

由于生產口罩需求的突然爆發，傳統的口罩機產能也無法滿足市場的突然增長需求，特別像SGMW、BYD、GEEL、廣汽等產能目標比較大的企業，只有具備開發能力才能滿足疫情緊迫性，滿足產能的需求，控制成本的需求。

汽車企業一般具有資本密集性和人員密集性，也有相應的場地資源，不少還具備設備研發隊伍，梳理清楚項目規劃、設備開發計劃、生產布置及生產管理，能夠有效推進口罩及口罩機項目的實現。

2 口罩項目的開發規劃

隨著春節后口罩及口罩機的需求，公司和市政府聯合成立領導小組，布局200萬日產能口罩需求，根據各功能模塊設置項目領導。口罩產品開發小組根據國內主流一次性口罩生產情況，選定國標，收集口罩資質生產許可申請問題，安排專人對接政務申請機構，提交相關文件申請資質;采購部門積極出擊，去口罩生產廠家采購第一批的一次性普通口罩設備和N95口罩設備;生產工廠組織無塵車間的改造，包括場地BU改造，通風系統改造，消毒設備改造等;HR組織各區域人員復工培訓，參與口罩的生產工作;技術部門負責采購設備的維護，新設備的研究開發和制造。

3 口罩項目的項目管理

口罩項目的項目管理根據項目職能進行劃分，政府領導及公司高層的頂層設計和管理團隊，負責主項目的頂層設計;各功能模塊管理負責詳細技術及業務管理。這點從口罩角度來說是全新事物，但從車企項目開發來看具有高度的契合性。

項目管理的各個模塊都建立自己的小球型組織，項目所有問題都進行閉環管理，設備開發等采用滾動計劃，做完一批投入另外一批，有效解決設備投產時間及人員瓶頸。

4 口罩線設備技術分析

4.1 口罩分類

按醫療器械管理的口罩共分三種，安裝口罩防護級別高低排序為醫用防護口罩、外科口罩、醫用口罩（一次性醫用口罩）。

4.2 口罩的機構組成

按照醫療器械管理的口罩，其組成基本一致，一般主要由以下材料構成：主體過濾材料，如熔噴布等。其他材料，金屬鼻梁線、染色劑、彈性耳帶等構成。

4.3 口罩設備工藝分析

4.3.1 常用口罩設備工藝組成簡要介紹

普通三層口罩一般由切片本體機，成片分流機和耳帶機三大塊組成;N95或KN95以上口罩5-6層布，速度較慢，一般由切片、耳帶焊接、壓印、壓平機構、打標機構等工序組成。

4.3.2 普通三層醫用防護口罩機設備分析研究

4.3.2.1 切片機

切片本體機主要由鼻梁條輸送機構，原材料供料機構，口罩折疊機構，鼻梁線裁斷機構、口罩熔合機構、成片分流機構組成，如圖3所示。切片機機架本體詳細包括鼻梁線支架、布料支架、主切片支持臺架;上料機構部分包括4套布料上料轉軸鎖止調整機構，1套可調鼻梁線物料上料機構，4個布料張緊支架和1組鼻梁線導向機構。切片機主體部分包括3-4層布料滾動壓合機構，三層褶皺形成機構，鼻梁線前滾動壓合轉軸及保持機構，鼻梁線剪切機構，鼻梁線進料機構，輥輪焊接裝置，剪切位置調整機構，口罩切片剪切機構，剪切出料壓平機構。

切片機的機構通過一套動力系統進行驅動，驅動系統的設計也是整套切片協調的核心。如圖4所示主要包括驅動電機選型設計、鼻梁線剪切驅動齒輪組設計、壓印齒輪組設計、剪切齒輪組設計、剪切壓平齒輪組設計、相關鏈條及張緊機構設計等。

口罩設備的切片熔合或耳帶焊接另一核心設備超聲波設備，主要包括超聲波發生器選型（功率等），超聲波能量轉換設備，冷卻風扇，設計方面要設計圖圖5支架等，設計完成后做焊接的集成和檢查，留意響應的安裝和調整空間。

4.3.2.2 耳帶機

口罩機切片完成后通過輸送到耳帶機進行耳帶的焊接，然后就可以進去質檢和消毒環節，最后包裝入庫等。耳帶機是口罩機整套設備比較核心部分之一，也是提高生產效率，減少人力焊接耳帶的重要設備。耳帶機主要功能實現耳帶的焊接，主要包括設備臺架，私服輸送系統，口罩運輸系統，耳帶上線系統，夾線系統，剪線系統，焊接頭系統、超聲波發生系統、焊接后燙平或二次包裹美觀系統，出料系統等，耳帶機設計集成完如圖6所示。

4.3.2.3 設備控制分析

口罩設備的切片本體機、輸送對接設備、耳帶焊接設備通過控制裝置中的電源控制裝置和PLC 控制裝置控制，機械設備組裝完成后，進行電路的集成設計安裝，實現整個流水線自動化生產，也讓每個步驟協調，提高了生產效率和精度。SGMW對獨立功能的設備設置獨立PLC，讓設備可以獨立工作，也可以組合工作，解決設備開發進度不一致影響產品投產的問題。

在非常時期，SGMW根據設備開發的進度開發應用了幾種新的設備模式，切片設備節拍一般能達到100-200JPH，耳帶機節拍只有30-50JPH，根據節拍匹配和設備開發情況，開發了一拖二（一臺切片機陪兩臺耳帶機），一拖四（一臺切片機陪四臺耳帶機），N臺獨立切片機配3N臺獨立耳帶機（人工收放料）模式，合適的開發策略短時期內就滿足產能布局，預留以后改造的接口，滿足多方面需求。

5 口罩項目的生產現場布局工藝研究開發

對于設備較多、產能較大的廠商，合理的生產布局有利于生產效率提升，SGMW根據產能、產線和實際需求，主要有以下一些布局。圖7所示的是口罩切片機和耳帶機分功能模塊獨立但靠近布置，圖示模式的優勢是切片機或口罩機單獨調試好就可以投入生產，減少設備聯合開發的時間，非常時期非常管用;另外切片跟耳帶機離得比較近，減少物料運輸的距離，切片溢出的物料再轉運到其他區域耳帶機或手工焊接區。

圖8所示的是兩臺一拖二設備的布局，一人負責兩臺切片機的上料和設備維護，配合四個質檢下線員，該布局五個人就實現兩條自動化口罩心啊的操作。自動化比較高，人員操作強度低，生產效率高，每分鐘可以達到300-400產能輸出。

圖9所示的是獨立耳帶機和人工焊接布局，切片機節拍比耳帶機高得多，一般要一拖三一拖四才能完全匹配，耳帶機的制造和調試速度都會落后切片機，獨立的耳帶機和人工電焊補充就很有必要，能保證最大的產能輸出。

6 設備調試集成要點

設備及安裝調試集成，這部分工作要培養自己的團隊，包括工程師和調試技師，依靠生產廠家會周期比較長，價格也比較貴，大型口罩廠例如SGMW這次，投入設備過多，依靠1-2口罩機廠家人員無法調試所有設備;常時期口罩廠調試人員也緊缺，成本基本在2萬人/天。部分口罩廠調試人員不足情況下也比較大影響了口罩的投產進度，可以參考SGMW模式，利用工程師+技師模式，迅速掌握調試技能，開展項目調試，保證口罩的投產，滿足人民需求。

SGMW在生產管理設備中也創新加強設備的管理，每周末組織一次精銳技師團隊對設備進行檢修，對口罩的焊接質量進行提高，保證設備運行效率和產品穩定輸出，滿足人民口罩需求，未來可能還滿足世界人民的口罩。

7 結束語

SGMW作為汽車企業在短短的三天實現口罩投產，三個星期實現產能過200萬的目標，項目具備強有力的領導組織，技術團隊，龐大的供應鏈，強大的團隊協作能力等。口罩甚至口罩機設備也反饋了一定的問題，國民經濟或城市經濟的發展，實體工業的強大才能更好的在關鍵時刻服務人民，滿足人民緊急需求。

本文通過簡單介紹口罩項目的項目規劃、項目管理、口罩設備開發、現場管理技術，希望能為同行提供一些各環節快速實現的技術參考;國內口罩和口罩設備生產產能急速提升，口罩和口罩機設備都面臨產能過剩的風險，高端產品仍相對緊缺，根據自身實力和海內外綜合銷售網絡能力生產口罩和設備，這樣才能實現價值追求和規避投資風險。

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