汽车总装生产线布局规划

　　-总装车间知多少？-

　　

　　汽车行业内的小伙伴们都知道，整车四大工艺分别为冲压、焊装、涂装和总装。当然，在个别主机厂，可能还会有单独的树脂车间，但整体工艺上跟涂装大同小异。

　　总装车间作为整车交付给客户前最后一道关卡，也是涉及人员最广、工序最多、最复杂的一道工艺，在整车质量保证中起着十分重要的作用。

　　今天业内君想跟大家来谈一谈总装车间生产线的前期布局规划，也为后期详细展开总装工艺板块预先打下基础。

　　汽车组成一般可以分成四大模块，即发动机、底盘、车身以及电子电器。每个模块又涉及到多个系统，比如燃油系统、悬架系统等；每个系统涵盖多个总成，如油箱总成、减震器总成等；每个总成又可以由多个零部件组成，如燃油蒸汽管、减震弹簧等。

　　所以，对于一般轿车总装生产线而言，它的主要目的就是将数以万计的零部件或者总成，根据产品要求以及工艺要求，按照一定顺序进行联结，以期完成一辆完整的、符合质量标准的汽车产品，最终交付给经销商。

　　按照APQP（先期产品质量策划）的要求，在项目成立之初，可以和产品开发同步启动过程开发，但一般来说，过程开发会相对更晚一些。

　　对于项目前期阶段，总装车间生产线的布局规划，可以大致的遵循以下几个步骤：

 

　　一、确定和计算相关技术参数

　　首先，汽车在汽车总装工艺布局中属于重要的工作目标物，必须对其外形和特征做到实际掌握。

　　一方面，要对其三维空间加以明确，并根据其几何尺寸、车身结构特征来确定零部件供应方式、生产纲领及理论作业工时等。

　　另一方面，对总装汽车的分部和总部重量，也要进行实时掌握，这样在总装工艺流程中，就能进行移动工作、加工工作和运输工作，才能实现对汽车总装工艺布局进行优化调整的目标。

　　其次，在对汽车总装工艺进行设计的过程中，要对总装线中的工艺与生产流程加以明确，特别是采用新材料、新工艺时，要对新知识和新元素进行学习和思考。

　　要尽可能地让新材料和新工艺的价值得以充分发挥，这样才能促进总装线效率和质量的全面提升，从而让汽车总装工艺布局内容更加合理。

 

　　二、规划和确定生产线布局

　　要做好汽车总装线的设计，需要科学布局其平面形式。

　　总装线的平面布局一般有直线形、U形、S形、矩形、多层布局等形式。

　　要结合实际需要展开平面布局，目前新建的轿车总装生产线一般采用S形布局，这样可以有效节约生产用地、延长生产线长度来增加工位数、提升线速、降低节拍等。

　　一般常规动力车型的生产线会分为四段，即内饰线、底盘线、外饰线和调整线。

　　新能源车型一般会增加电力系统分装区。

　　基于模块化平台战略，生产线每段都会有数量不等的大模块分装线（如：动力总成、前副车架总成、门总成、轮胎总成等），为主线提供组装完成的模块化总成件，一些较小的零件则会在距离适中的位置集中分装。

　　为适应用户的多元化需求和提升柔性生产能力，设置零件分拣排序及SPS分拣区，使零件有序的按需配送到线旁，尽可能的节省线旁空间。

 

　　三、确定总装生产线设备

　　1、运输设备确定

　　车身进入总装生产线前，一般使用积放链或滑橇的形式进行储存和编组，具体使用方案需要考虑涂装生产线的输出形式，以及存储量、生产节奏需求和厂房空间等因素。

　　总装生产主线一般是平推板、支撑板链或吊具等输送设备。

　　模块分装线一般使用托盘或吊具形式载具，使用AGV、输送链或摩擦轮等进行输送。

　　在设计输送设备时应利用工业工程知识，结合产品特性，合理安排工位高度，尽量使员工在较为舒适的环境下进行作业，随着人机工程学的深入研究，一些高端主机厂还出现了C型吊具、升降大平板、随行板链及坐式机械手等优化员工作业环境的运输设备。

　　2、大模块上线设备确定

　　通过把汽车各子系统产品结构与相互零部件组装集成为大总成模块，可以显著缩短生产线长度、加快生产节拍、优化装配工艺和降低制造成本。

　　目前总装工艺的模块化应用主要有前端模块化、车门模块化、底盘模块化、顶棚集成化、油箱集成化、排气集成化、仪表台模块化、前后保险杠模块化、座椅模块、玻璃模块、天窗模块及车轮模块化等。

　　产品结构模块化中最具代表性的是底盘模块化，它融合了目前各种先进的装配工艺技术，使用可调托盘柔性生产，大大提高了生产线的效率。

　　随着工业机器人的广泛应用，模块化上线逐渐从辅助机械手过渡到机器人自动装配到位，大大降低了人员劳动强度。

　　3、专用设备确定

　　机油、制动液、冷却液、动力转向液、空调冷媒加注、泄露检测及软件刷写等工艺设备也在向着抽真空加注、自动检测及自动定量加注等功能集成设备趋势发展，出现了气液组合加注设备的应用。

　　为了更好的控制整车质量，对加注腔体的检测和加注工作部分，一般会进行工序分离，确保质量分段控制，避免问题相互影响，集中爆发。

　　总装整体工序中，部分装配工序由于装配空间狭小、吸收公差或零附件复杂等原因，导致装配人员出现非常规作业姿势、装配人机性很差等问题。

　　主机厂一方面通过采用自动化机器人代替人工装配；另一方面也会定制专用工装，来确保员工能够以较为舒适高效的形式完成作业。

　　4、出厂检测设备确定

　　产品在交付之前会进行出厂检测，对顾客关注的问题进行严格的控制，如四轮定位参数、制动力、喇叭、灯光、淋雨、涉水、异响、排放、漏电及自动驾驶等，一般主机厂会进行100%自动测量。

　　为有效模拟客户使用情况，部分主机厂还会使用可以模拟不同环境条件的环境仓进行检查。

 

　　四、确定工业智能系统

　　1、质量管理系统

　　为实现关键和重要参数的监控和管理，越来越多公司使用智能质量管理系统。

　　这些系统同时具备实时监控各项质量数据和对数据进行简单分析处理的功能。

　　例如，力矩拧紧广泛采用高精度电动拧紧设备，具备在线动态力矩控制与监测功能，工厂联网形成力矩数据化网络系统，实时监控拧紧质量、数据储存和追溯、数据信息分析处理等，还可以进行智能统计过程控制(SPC)，稳定和提高制造过程控制能力。

　　将自动化设备整合到一个质量管理系统中，对生产过程质量进行全面控制，已初具规模，并越趋完善。

　　2、生产调度系统

　　主机厂常用MES系统用于生产调度。

　　但汽车总装生产线在多车型柔性混线生产的趋势下，线旁空间不足以存放种类繁多的物料，成为了限制生产线柔性化和物流效率的关键因素。

　　目前的解决方式是使用以MES系统为基础，结合随行配料系统(SPS)的按需配送模式。

　　SPS是指一种以单台份向生产线准时化配送的物流方式。该物流方式将拣料与装配分开，使各自作业更加专业化和模块化，有利于消除员工不必要的非增值操作，有效防止总装装配线的错漏装问题，从而提高装配质量。

　　同时配合随车物料投放形式可以减少线边物料摆放空间约束，且采用自动导引小车(AGV)运输代替人工物流，满足准时化的高要求及多车型混线物流配送要求，是一种普遍采用的物流趋势。

　　3、ANDON系统

　　汽车总装生产线构成复杂，当任何一个环节出现问题时，都要及时传递相关管理人员，从而快速解决问题，恢复生产线运行。

　　目前采用的ANDON系统主要是为生产现场人员提供呼叫功能，并对呼叫时间进行记录，形成统计清单便于后续分析及开展预防性工作。

　　随着工业智能化的发展，质量管理系统、生产调度系统及ANDON系统，都呈现集成化互通化发展趋势，具体表现形式为分布式互联的大中台数据库与个性化定制化的数据抓取算法相结合，开展定向精准信息推送及反馈控制。

 

　　五、编者小结

　　随着工业工程理念的深入研究以及智能工厂理念的提出，总装生产线的设计规划，不仅通过使用各种智能信息系统，整合管理资源，形成一套为管理者提供扁平化的数字管理平台，朝着高生产效率、低管理成本、高质量要求等方向发展。

【项目案例】生产线体布局方案

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