淺談汽車總裝廠適應多車型共線生產(chǎn)的工藝設備規(guī)劃

喻強，匡小娟，張德安，曾德錦

淺談汽車總裝廠適應多車型共線生產(chǎn)的工藝設備規(guī)劃

喻強，匡小娟，張德安，曾德錦

（江西五十鈴汽車有限公司，江西 南昌 330100）

論文主要介紹了汽車主機廠總裝生產(chǎn)線在原有皮卡/SUV的基礎上導入輕卡的工藝設備規(guī)劃方案。從底盤線、內(nèi)飾線、最終線、PBS等方面闡述了皮卡、SUV、輕卡共線生產(chǎn)的技術方案，為汽車總裝生產(chǎn)線拓展升級提供一些可參考的解決方案。

總裝生產(chǎn)線；導入輕卡；工藝設備規(guī)劃；共線；解決方案

引言

我司現(xiàn)有一條包含內(nèi)飾線、底盤線、最終線的總裝生產(chǎn)線，生產(chǎn)車型包括皮卡、SUV兩大車系，D-Max、Mu-X、瑞邁和鈴拓四大品牌。生產(chǎn)線原規(guī)劃產(chǎn)能雙班10萬臺/年，一期完成了5萬臺/年，并于2014年8月正式投產(chǎn)。因公司持續(xù)發(fā)展的需要，規(guī)劃在現(xiàn)有生產(chǎn)線基礎上投入輕卡車型并做相應的產(chǎn)能提升，車型涵蓋輕載中體和寬體單排、中體和寬體排半及中體雙排，并同步開發(fā)EV車型。總體投資約2 500萬元，項目于2019年3月完成招標，2019年6月初設備進廠，2019年10月TTO，2020年5月SOP，建設周期7個月。

1 總體思路及工藝方案

1.1 總體思路

（1）充分利用現(xiàn)有產(chǎn)線和產(chǎn)能富裕，不新增廠房及總體生產(chǎn)線；

（2）底盤、最終生產(chǎn)線共線生產(chǎn)，新增CV內(nèi)飾線和PBS存儲線；

（3）保證正常生產(chǎn)；

（4）安裝、調(diào)試均安排在非生產(chǎn)期間，主體利用高溫假期間及國慶長假。

總體方案參見圖1。

圖1 總體方案示意圖

1.2 工藝方案（參見表1）

2 底盤線工藝設備規(guī)劃

2.1 底盤線工藝設備規(guī)劃

輕卡與皮卡&SUV底盤結(jié)構(gòu)、尺寸、重量差異大，對作業(yè)效率影響很大[1-5]，為保證輕卡的正常生產(chǎn)及整體節(jié)拍的提升，總體策略為增加輕卡車架、前后橋線外預裝，并在原底盤線采取了以下措施：

（1）保留皮卡&SUV支撐數(shù)量、布置不變；

（2）調(diào)整工位節(jié)距（由6 m增加到7 m），在原支撐上增加輕卡支撐點；

（3）平衡鎖緊裝置，以此保障作業(yè)不受影響；

（4）將原翻轉(zhuǎn)裝置由卡夾翻轉(zhuǎn)改為皮帶翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了3種車型通用（參見圖2）。

圖2 PK、SUV、輕卡的底盤翻轉(zhuǎn)前后示意圖

表1 總體工藝方案

序號線體現(xiàn)狀方案說明 1底盤線窄板鏈+支撐14工位共線，并增加輕卡車架、前后橋線外預裝輕卡較皮卡&SUV車型底盤作業(yè)內(nèi)容更復雜、工時長，新增線外工位，保證作業(yè)工時與PK&SUV車型平衡 2內(nèi)飾線滑板+支撐20工位新建，20個工位，地面上滑板線方式（1）輕卡車身與皮卡&SUV車型尺寸差異性大（2）采用地面滑板方式，可減少設備基礎投資、縮短工期，并可在后期產(chǎn)能提升時搬遷利用 3最終1線板鏈+支撐9工位共線，延長5個工位增加輕卡車身與底盤合裝工位輕卡與皮卡&SUV軸距差異，為滿足柔性生產(chǎn)，整車轉(zhuǎn)運改為抱輪胎，可適應多軸距 4最終2線寬板鏈9工位共線，延長5個工位整車轉(zhuǎn)線吊具抱車架改為抱輪胎 5PBS滾床儲存量75臺新建，儲存量55臺（單排110臺）滑橇尺寸與皮卡&SUV一致，以保證滾床通用

2.2 前后橋模塊化預裝

輕卡與皮卡&SUV前后橋體結(jié)構(gòu)、尺寸差異大，為保證輕卡車型的導入及底盤線整體節(jié)拍的提升，參照發(fā)動機分裝線滿足多種發(fā)動機裝配設計思路，在原前后橋分裝線上通過支撐切換滿足通用，總體上采取了以下措施：

（1）前橋——皮卡/SUV碟剎叉臂結(jié)構(gòu)與輕卡整體橋結(jié)構(gòu)差異大，仍采用皮卡/SUV的切換式支撐設計，在分裝線上完成前后橋的裝配，只是支撐位置由支撐自動盤改為支撐橋梁；

（2）后橋——輕卡與皮卡/SUV結(jié)構(gòu)類似，最大差異是寬度不通，仍采用皮卡/SUV的推拉式支撐設計，僅調(diào)整了支撐寬度。

3 最終線工藝設備規(guī)劃

3.1 板鏈輸送線

輕卡與皮卡/SUV結(jié)構(gòu)差異大，輕卡車架兩側(cè)部件多，原板鏈支撐車架縱梁方式存在干涉。通過對底盤結(jié)構(gòu)的分析，輕卡前橋與皮卡前擺臂連接橫梁位置一致，將原來的支撐車架的邊梁改為支撐后橋，在板鏈上共設計了3組支撐，其中第1組滿足標軸皮卡和SUV的支撐，第2組滿足長軸皮卡的支撐，第3組滿足輕卡的支撐，既滿足結(jié)構(gòu)差異需求，又解決干涉問題。

圖3 輕卡/皮卡前后橋預裝

圖4 輕卡/皮卡在線狀態(tài)

3.2 整車轉(zhuǎn)運線

在最終1線與最終2線之間的整車轉(zhuǎn)運線，由于輕卡與皮卡/SUV的結(jié)構(gòu)、軸距、重心差異大，皮卡/SUV抱車架大梁的方式無法滿足輕卡車型的整車轉(zhuǎn)運，另外，廠房垂直空間不足，如果新制作吊具，其空間難以滿足輕卡高度要求。我們通過將吊具支撐點由支撐車架大梁改為支撐輪胎及將葫蘆升降改為皮帶升降的方式解決了上述問題，既節(jié)省了空間，又滿足了吊具設計需求。

圖5 整車轉(zhuǎn)運線示意圖

4 內(nèi)飾線工藝設備規(guī)劃

4.1 內(nèi)飾線工藝設備規(guī)劃

由于輕卡的駕駛室與皮卡/SUV差異太大，現(xiàn)有的叉式移載機無法將輕卡的駕駛室從PBS轉(zhuǎn)運到內(nèi)飾線，因此需新建內(nèi)飾線。另外，新增的內(nèi)飾線在皮卡/SUV內(nèi)飾線二期預留地基上進行規(guī)劃，存在施工難度大、周期長、影響生產(chǎn)等問題。針對以上問題，提出的解決方案是：

（1）輕卡內(nèi)飾線采用無基礎設計、0標高安裝，降低施工難度、縮短施工周期；

（2）施工期間生產(chǎn)不受影響；

（3）二期項目規(guī)劃時，可考慮將新增內(nèi)飾線搬遷并重復利用。

圖6 新增內(nèi)飾線示意圖及現(xiàn)場照片

4.2 涂膠機器人

在新增的內(nèi)飾線上，為了提高生產(chǎn)效率，節(jié)省人工成本，規(guī)劃新增涂膠機器人代替人工涂膠。按傳統(tǒng)的涂膠機器人布局，機器人、控制柜、操作臺、輸膠泵及配套的管路等設備需占用5個工位的操作空間（輕卡內(nèi)飾線1個工位長度4 m），對作業(yè)造成極大不便。通過反復研究及討論，創(chuàng)新采用了將涂膠機器人布置在線體端側(cè)、緊貼安全護網(wǎng)，輸膠泵及管路等設備與涂膠機器人成“L”型布局，完全不占用新增內(nèi)飾線的作業(yè)工位，方便作業(yè)。

圖7 涂膠機器人布局

5 管理和技術創(chuàng)新

5.1 管理創(chuàng)新

通過皮卡、輕卡混線作業(yè)標準工時差異分析，輕卡單臺總工時較皮卡多123分鐘，混線生產(chǎn)對于皮卡生產(chǎn)效率影響很大，通過開展工序平衡活動實現(xiàn)產(chǎn)線效率最大化。具體包括推動零部件總成到貨，線下分裝、工序優(yōu)化等措施，使輕卡與皮卡主線工時降為10分鐘，實現(xiàn)了輕卡工時與皮卡工時基本平衡，產(chǎn)能從135臺/日提升至175臺/日，以下為底盤線工序平衡采取的具體措施：

（1）輕卡底盤裝配工時較皮卡長，通過增加車架線外油管路、轉(zhuǎn)向器等預裝工位來消除瓶頸；

（2）輕卡與皮卡前后橋總成裝配工藝差異大，將輕卡前后橋與鋼板線外預裝，可使輕卡與皮卡工時基本一致。

5.2 技術創(chuàng)新

本次工藝設備規(guī)劃共有40余項改進技術，其中關鍵技術與創(chuàng)新運用10余項，如：板鏈通用支撐、滑橇通用滾床、前后橋共線預裝、整車通用吊具等關鍵技術，控制系統(tǒng)、吊具提升方式等創(chuàng)新運用，這些技術充分考慮了產(chǎn)能提升之后還可重復使用，節(jié)約了改造成本。

表2 工序平衡措施

項目車架線外預裝前后橋預裝解決7項瓶頸工序 方案轉(zhuǎn)向器、尼龍管束、車架前線束前橋、板簧等主線分散式提前預裝后橋定位工裝制作等 最終1線 減少主線工時減少78分鐘減少35分鐘減少停線時間20分鐘

6 結(jié)束語

我司總裝廠底盤線、最終線通過共線技術改造，新增內(nèi)飾線及輕卡PBS存儲線，充分利用現(xiàn)有產(chǎn)線和富余產(chǎn)能，不新增廠房及生產(chǎn)線，僅用了7個月時間完成了輕卡、皮卡/SUV混線生產(chǎn)的規(guī)劃和建設，屬國內(nèi)首創(chuàng)。同時在保證項目規(guī)劃和建設的前提下，完成了2019年度生產(chǎn)48 000臺及2020年前5個月21 000臺的生產(chǎn)任務。與新建一條總裝生產(chǎn)線相比節(jié)省投資9 500萬元，節(jié)約規(guī)劃和建設時間11個月。為汽車總裝廠適應多車型共線生產(chǎn)，尤其是商用車和載貨汽車混線生產(chǎn)的工藝設備規(guī)劃提供了很好的思路及解決方案。

[1] 許自昌.淺談汽車總裝生產(chǎn)線中柔性化的應用[J].工程技術,2016 (16):267.

[2] 文建東.汽車總裝生產(chǎn)線適應多平臺車型共線生產(chǎn)的方案探討[J].現(xiàn)代制造技術與裝備,2019(03):173-174.

[3] 覃家仁,劉漢平.汽車生產(chǎn)線柔性化改造[J].制造裝備技術,2013 (11):195-197.

[4] 張增軍,孫家滿.多車型混線生產(chǎn)總裝線平衡的實現(xiàn)[J].汽車制造業(yè),2011(2):56-57.

[5] 李勃,張曙,楊建華,等.總裝混線生產(chǎn)的機械化改造[J].汽車工藝與材料,2011(06):58-63.

Discussion on the Equipment Planning of Assembly Plant that Available for Multiple Productions

YU Qiang, KUANG Xiaojuan, ZHANG Dean, ZENG Dejin

( Jiangxi Isuzu Motor Co., Ltd., Jiangxi Nanchang 330100 )

The essay introduce the equipment planning solution of the automobile assembly plant that available for multiple productions including PK,SUV and light truck additional. More details on chassis,trim assembly,final assembly and PBS production line establishement,which provide some solution for similar production line promotion.

Assembly line;Light truck involved;Equipment and facilities planning;Multiple productions on one line;Solution

A

1671-7988(2021)22-144-04

U466

A

1671-7988(2021)22-144-04

CLC NO.:U466

喻強（1971—），男，設備工裝管理工程師，就職于江西五十鈴汽車有限公司，主要從事汽車制造、設備工程規(guī)劃和管理。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.022.037