一種全新的商用車涂裝車間規(guī)劃思路

柳青，申標，王秀錦，張黎霖，鄧青青

（奇瑞商用車(安徽)有限公司，安徽 蕪湖 241000）

我國常見的商用車型有皮卡、微卡、輕卡、微客，自卸車、載貨車、牽引車、掛車，以及專用車等。隨著我國物流業(yè)務(wù)發(fā)展需要，以及人們?nèi)找孀非舐眯?家的個性愿景，越來越多的商用車型(如物流車、房車等)被投放至市場。

由于車型差異大、難以共線生產(chǎn)，不同車型的制造成本及產(chǎn)品溢價差異大，再加上單款車型銷量低，因此形成了我國商用車生產(chǎn)“產(chǎn)線多、節(jié)拍低、產(chǎn)線檔次不高”的特點。

然而涂裝車間一次性投資和運行成本高，高柔性化、集中生產(chǎn)、自動化才是涂裝的追求[1]，該追求與商用車的特點在某些方面是矛盾的。因此，應(yīng)該在單一涂裝線上實現(xiàn)盡量多的車型共線生產(chǎn)，同時又保證每種車型具有合理的投資回報。這給涂裝規(guī)劃人提出了一個有挑戰(zhàn)性的課題。本文以某商用車產(chǎn)線的規(guī)劃設(shè)計方案為例詳細闡述。

1 多車型共線通過性的實現(xiàn)

不同車型的投放檔次、產(chǎn)品售價、銷量預(yù)期等要素存在差異，同時要針對不同車型來設(shè)定差異化的質(zhì)量標準，才能達到產(chǎn)線與產(chǎn)品的合理匹配[2]。例如：不能用太過先進的產(chǎn)線去生產(chǎn)普通物流車，否則固投的均攤會導(dǎo)致制造成本上升，進一步壓縮利潤空間；也不能用低端的產(chǎn)線來生產(chǎn)高檔皮卡，否則無法達成高檔產(chǎn)品的質(zhì)量預(yù)期。

筆者在規(guī)劃某產(chǎn)線前首先拿到了擬投放的4款車型，它們在平臺化、尺寸、材質(zhì)及品質(zhì)要求上存在較大差異，解決所有車型的共線通過性問題是當(dāng)務(wù)之急。

筆者帶領(lǐng)規(guī)劃與同步工程團隊，設(shè)計出一種可兼容這4款車型的滑橇結(jié)構(gòu)，見圖1。該結(jié)構(gòu)可應(yīng)對不同車型的支點需求(見表1)，解決了平臺化、尺寸方面的差異，使混線車型生產(chǎn)成為了可能。

表1 混線車型支點使用情況Table 1 Hard points of skid for different types of vehicles

圖1 滑橇設(shè)計方案Figure 1 Scheme of skid design

2 成本、質(zhì)量的差異化規(guī)劃

針對不同車型設(shè)定差異化的質(zhì)量目標，結(jié)合工藝及材料的差異化選擇，使制造成本與產(chǎn)品溢價能力相匹配，是產(chǎn)線精益性的重要規(guī)劃思路。以某車型為例，列舉涂裝單車制造成本的組成，見表2。

表2 涂裝單車制造成本構(gòu)成Table 2 Composition of painting manufacturing cost

成本子項①、④與規(guī)劃方案有直接關(guān)聯(lián)，二者加和占比高達50%。下面詳細闡述如何進行成本、質(zhì)量的差異化規(guī)劃。

2.1 油漆化學(xué)品的差異化

筆者在規(guī)劃噴漆工藝時，對主流商用車涂裝產(chǎn)線進行調(diào)研類比后發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)新建線體大體上以B1B2水性短工藝為主，該工藝不僅有節(jié)約動能和線體投資等優(yōu)點，更難能可貴的是可拓展素色免清漆(monocoat)工藝。因此，筆者針對輸入的4款車型，在共線的基礎(chǔ)上進一步實施如下油漆化學(xué)品的差異化策略：

(1) 針對電動物流車等溢價能力較低、質(zhì)量要求不高的車型，在B1B2工藝的基礎(chǔ)上選用素色免清漆工藝(金屬漆則選用1K清漆)，油漆材料選用國內(nèi)一線品牌，膜厚目標70 ~ 80 μm。

(2) 針對輕客、非承載式皮卡等溢價能力適中、質(zhì)量要求較高的車型，在B1B2工藝的基礎(chǔ)上選用2K清漆工藝，油漆材料選用國際二線品牌，膜厚目標100 ~ 110 μm。

(3) 針對非承載式SUV(運動型多用途車)等溢價能力高、品牌質(zhì)量要求很高的車型，在B1B2工藝的基礎(chǔ)上選用2K清漆加2遍清漆成膜的工藝，油漆材料選用國際一線品牌，膜厚目標110 ~ 120 μm。

以上油漆差異化可通過輸調(diào)漆系統(tǒng)及機器人換色閥來實現(xiàn)。經(jīng)初步核算；電動物流車的油漆成本為30元/m2，輕客及皮卡的油漆成本為48元/m2，非承載式SUV的油漆成本為60元/m2。這就從工藝、材料、設(shè)備的多維度實現(xiàn)了油漆成本的差異化。

2.2 動能的差異化

在輸入的4款車型中輕客為最大車型，它的電泳面積高達130 m2，噴涂面積高達30 m2；其余3款車型的電泳面積為75 ~ 110 m2，噴涂面積為10 ~ 15 m2。如果按“就大不就小”的常規(guī)思路，設(shè)備選型大所造成的動能消耗將使單車制造成本變得不精益。

對于前處理、電泳工藝，其動能消耗主要體現(xiàn)在槽體升溫/保溫、水泵電功率、電泳整流電功率等幾個方面。常規(guī)的節(jié)能做法僅是采用IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)整流裝置使局部電流精細化，以達到動能的差異化節(jié)約，熱工非標部分往往缺少差異化節(jié)能手段。

筆者提出一種思路：針對不同車型的噴淋流量，通過泵變頻器及比例閥來實現(xiàn)差異，即讀取車身擺桿吊具的RFID(射頻識別)標簽上的車型信息，根據(jù)車型差異調(diào)用不同的噴淋參數(shù)，從而實現(xiàn)泵功率、溢流排放處理量的差異化，如圖2所示。

圖2 應(yīng)對不同車型的前處理噴淋控制Figure 2 Spray control for pretreatment of different types of vehicles

對于噴涂工藝，噴涂面積的差異導(dǎo)致了噴房長度、機器人數(shù)量的變化。以B1B2工藝為例，如噴房長度和機器人數(shù)量按照輕客單車30 m2的噴涂面積規(guī)劃，則噴房長度比起常規(guī)(單車15 m2噴涂面積)增加10 m、機器人數(shù)量增加6臺，固投約增加1 200萬元，單車動能成本約增加15元/臺。為降低噴漆設(shè)備固投及運行動能，筆者針對輕客車型，設(shè)計了降節(jié)拍運行模式，即生產(chǎn)噴漆面積較大的輕客時，在噴房入口讀取RFID標簽的車型信息，自動選擇通過鏈速及噴涂程序，以達到投資與動能精益化的目的。

對于烘干及空調(diào)送排風(fēng)系統(tǒng)，在規(guī)劃產(chǎn)線時一定要考慮熱量的最大回收利用。例如，在電泳、面漆烘房煙氣管路末端安裝汽水換熱裝置，將多余的熱量送到前處理槽液及空調(diào)的一次加熱段進行換熱[3]。在實際生產(chǎn)時前處理線體升溫往往比爐體升溫要早，因此前處理的普通熱源(如蒸汽、動力熱水)和換熱熱源需能通過比例三通閥進行自動切換。

3 鋼、鋁工藝路線的差異化規(guī)劃

隨著電動車比例的逐年提高，為降低車身自重、提高續(xù)航里程，部分電動物流車采用鋁車身、外協(xié)顏色件裝配工藝，即工藝路線為：焊涂轉(zhuǎn)掛→PVC→涂總轉(zhuǎn)掛→顏色外協(xié)件裝配。而傳統(tǒng)鋼車身工藝采用的工藝路線為：焊涂轉(zhuǎn)掛→前處理→電泳→PVC→噴漆→噴蠟(貨箱寶)→涂總轉(zhuǎn)掛。

在規(guī)劃工藝平面布置圖階段，可在白車身焊涂轉(zhuǎn)掛后設(shè)計一條去往PVC線體的短路線(由撬體RFID根據(jù)車型自動選擇是否進前處理)。這樣做的前提是：(1)為避免不同滑橇種類混用，PVC線體前所有撬體需沿用前處理的橇體；(2)PVC膠需進面漆烘干爐烘烤至實干狀態(tài)。

采用以上方法可實現(xiàn)鋁車身與鋼車身共線生產(chǎn)，而不必單獨建設(shè)一條鋁車身PVC線。

4 結(jié)語

據(jù)統(tǒng)計，2020年汽車行業(yè)產(chǎn)能利用率僅為53%。通常來說，企業(yè)的產(chǎn)能利用率達到75% ~ 80%時才能實現(xiàn)良好運轉(zhuǎn)。在多產(chǎn)品兼容性的前提下，通過差異化規(guī)劃思路來提高產(chǎn)線利用率及單車利潤，降低一次性投資及運營成本，是規(guī)劃人需長期研究的課題。