許蕓生

（領(lǐng)克汽車成都工廠 四川 成都 610100）

引言

傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)總成分裝線一般由一條連續(xù)的剛性傳送設(shè)備組成，短則數(shù)米，長(zhǎng)則數(shù)百米。存在的突出問題是：

1）要求每道工序節(jié)拍統(tǒng)一，否則會(huì)因任何一道工序的停頓、耽誤而影響整條生產(chǎn)線的進(jìn)程，如缺料、缺件、廢品或出現(xiàn)意外問題；

2）要求廠房很大、很長(zhǎng)、很高對(duì)于較大、較重的汽車部件要用行車起吊，土建成本高；

3）連續(xù)的生產(chǎn)線隔斷了通道，造成供應(yīng)線路長(zhǎng)，人和車輛通行不方便；

4）生產(chǎn)線需要大量設(shè)備，投資成本較高，剛性生產(chǎn)線使得一些原本可以同步、交叉進(jìn)行的工作失去機(jī)會(huì)[1-7]。

1 規(guī)劃現(xiàn)狀

1.1 方案布局與資源投入

BMA 總裝對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)分裝線的初步規(guī)劃就是基于鋼板鏈分裝線直列排布+雙環(huán)AGV 輸送線的布局形式，如圖1 所示。鋼板鏈長(zhǎng)80 m，SPS 輸送線320 m，鋼板鏈3 m×3 m×22 工位，共計(jì)90 m 的輥床與地面進(jìn)行高強(qiáng)度連接，單側(cè)SPS 物料配送，單側(cè)拿取物料，裝配線頭、線尾、配備貨架自動(dòng)上下線機(jī)構(gòu)2臺(tái)、變速器吊裝點(diǎn)配備1 臺(tái)吊裝設(shè)備，20 臺(tái)AGV，1 套EMS。此種布局形式在鋼板鏈裝配線和貨架儲(chǔ)存零件方案上進(jìn)行的小幅度升級(jí)，適用于已經(jīng)采用鋼板鏈裝配線的生產(chǎn)車間，但對(duì)于新建車間，實(shí)用性和便利性都很低。方案整體土建、設(shè)備基礎(chǔ)投入較多，改造和升級(jí)周期長(zhǎng)，并且改造過程中無法進(jìn)行生產(chǎn)，限制了未來線體升級(jí)和新產(chǎn)品模塊導(dǎo)入。

圖1 鋼板鏈分裝線布局

1.2 生產(chǎn)執(zhí)行性分析

1.2.1 工藝方案分析

鋼板鏈分裝布局生產(chǎn)工藝流程、鋼板鏈分裝線生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)如圖2、3 所示。

圖2 鋼板鏈分裝線生產(chǎn)工藝流程

圖3 鋼板鏈分裝線現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)

此方案完成發(fā)動(dòng)機(jī)分裝需要完成：

1）發(fā)變分總成吊裝；

2）AGV 輸送；

3）分總成上線；

4）SPS 集配；

5）分裝線生產(chǎn)；

6）SPS 隨線；

7）發(fā)變總成下線；

8）SPS 下線返回。

共8 個(gè)工藝步驟，工藝流程復(fù)雜，其中一個(gè)環(huán)節(jié)出問題，都會(huì)造成整個(gè)生產(chǎn)流程的停止，難以達(dá)成車間高效、混流成產(chǎn)的目標(biāo)。

1.2.2 手邊化分析

手邊化是把人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)作為研究的基本對(duì)象，根據(jù)人和機(jī)器的條件和特點(diǎn)，以人為中心，其他因素向人進(jìn)行傾斜，從而為人創(chuàng)造出舒適和安全的工作環(huán)境，使工效達(dá)到最優(yōu)。

如圖4 所示，與SPS 處于同側(cè)的員工將在裝配過程中不斷轉(zhuǎn)身從身后的SPS 料車上拿取零件，單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)需要分裝共97 個(gè)零件，班組22 個(gè)生產(chǎn)崗位，平均每個(gè)崗位裝配4～5 個(gè)零件，員工裝配一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)平均需要轉(zhuǎn)身4.4 次，而對(duì)向的崗位還要在此基礎(chǔ)上增加2 次跨越線體的物料拿取動(dòng)作，人機(jī)工程評(píng)價(jià)進(jìn)一步降低。

圖4 工位員工生產(chǎn)動(dòng)作圖示

2 改善方向

以保留生產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)拍、多模塊生產(chǎn)的升級(jí)和改造空間，降低方案設(shè)計(jì)導(dǎo)致的停線時(shí)長(zhǎng)，打造更舒適的作業(yè)環(huán)境為目的，新方案的要素已經(jīng)逐漸清晰：

1）減少土建基礎(chǔ)的占用；

2）簡(jiǎn)化工藝步驟，同時(shí)避免生產(chǎn)過程中單一崗位停線導(dǎo)致線體生產(chǎn)停止；

3）優(yōu)化物料手邊化率。

3 改善方案制定

3.1 AGV 柔性分裝線替換鋼板鏈發(fā)動(dòng)機(jī)分裝線

核算鋼板鏈分裝線各區(qū)域的占地面積，集配區(qū)占地400 m2，排序區(qū)、儲(chǔ)存區(qū)占地600 m2，鋼板鏈分裝線占地250 m2，線體整體長(zhǎng)度400 m。利用與SPS相同的AGV 作為發(fā)動(dòng)機(jī)總成的移動(dòng)載體，將鋼板鏈分裝線替換為AGV 分裝線，在不改變其他條件的基礎(chǔ)上，增加22 臺(tái)AGV，在理想狀態(tài)下能夠直接減少土建基礎(chǔ)投入面積約250 m2，并且相較于鋼板鏈，AGV 僅需鋪設(shè)磁條、設(shè)置充電站以及網(wǎng)絡(luò)信號(hào)調(diào)試，施工難度更小，安裝更簡(jiǎn)單、安裝周期更短，費(fèi)用投入更低，如圖5 所示。

圖5 AGV 替換鋼板鏈圖示

同時(shí)替換鋼板鏈分裝線還能夠避免鋼板鏈分裝線方案的另一個(gè)重要隱患。鋼板鏈分裝線的動(dòng)力傳遞是在線頭、線尾處布置兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，中間采用滾筒支撐鋼板鏈，從而實(shí)現(xiàn)低摩擦、平順的輸送。但在線頭平衡吊將發(fā)變分總成吊運(yùn)到線體托盤上時(shí)，兩者接觸瞬間產(chǎn)生相對(duì)的碰撞和撞擊，這一現(xiàn)象在量產(chǎn)時(shí)表現(xiàn)得更加頻繁，當(dāng)滾筒本身以及滾筒內(nèi)的軸承出現(xiàn)損壞時(shí)，鋼板鏈?zhǔn)缴a(chǎn)線將無法再繼續(xù)運(yùn)行，并且由于其本身的結(jié)構(gòu)原因，維修難度較高，單次處理停線時(shí)長(zhǎng)約90 min。而AGV 單臺(tái)損壞只需要脫開AGV 與分裝臺(tái)的連接，拉入一臺(tái)新的AGV，刷新線上程序，整體時(shí)長(zhǎng)不到20 min，能夠更快恢復(fù)生產(chǎn)。AGV 與鋼板鏈故障維修時(shí)長(zhǎng)對(duì)比如圖6 所示。

圖6 AGV 與鋼板鏈故障維修時(shí)長(zhǎng)對(duì)比

綜上所述，AGV 直接替換鋼板鏈分裝線的直接投入為增加22 套分裝AGV（SPS 使用單獨(dú)20 臺(tái)AGV），減少250 m2的土建基礎(chǔ)占用。

3.2 工藝方案與物料手邊化優(yōu)化

優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)分裝線的工藝方案，直接目標(biāo)就是整合原方案的8 項(xiàng)工藝步驟[8-9]。

當(dāng)用AGV 替換鋼板鏈分裝線后，SPS 能夠整合到分裝AGV 的運(yùn)行路徑中，優(yōu)化后的AGV 路線從原來的320 m 降至240 m，整合后的生產(chǎn)工藝步驟為：

1）吊裝發(fā)變分總成到AGV 上；

2）AGV 拉取發(fā)變分總成；

3）AGV 拉取SPS 料車；

4）分裝線生產(chǎn)；

5）發(fā)變總成下線；

6）AGV 返回發(fā)變排序區(qū)。

工藝步驟減少2 項(xiàng)，生產(chǎn)效率和設(shè)備利用率得到大幅度提升，同時(shí)整合后節(jié)省6 臺(tái)AGV。工藝方案優(yōu)化如圖7 所示，AGV 路線優(yōu)化如圖8 所示。

圖7 工藝方案優(yōu)化

圖8 AGV 路線優(yōu)化

新方案中分裝AGV 拖動(dòng)SPS 料車上線，對(duì)提高物料手邊化率至關(guān)重要，員工操作時(shí)只需要在左手/右手邊的SPS 上拿取物料進(jìn)行裝配，轉(zhuǎn)身次數(shù)由平均4.4 次降為0 次，右側(cè)操作工作業(yè)循環(huán)橫跨線體次數(shù)由2 次降為0 次，人機(jī)工程作業(yè)得到有效提升，如圖9 所示。

圖9 人機(jī)工程優(yōu)化

4 結(jié)束語(yǔ)

本文中AGV 應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)分裝系統(tǒng)后，不僅作為分裝臺(tái)驅(qū)動(dòng)使用，也作為SPS 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，能夠同時(shí)滿足物料級(jí)配和分裝生產(chǎn)需求，提高了工藝流程效率。同時(shí)土建基礎(chǔ)占用極少，很好地保留了生產(chǎn)線的升級(jí)和改造潛力，降低了資金投入，大幅度削弱了長(zhǎng)時(shí)間停線的風(fēng)險(xiǎn)。更重要的是，這種模式切換為混流裝配模式時(shí)，基本可以做到無縫切換，升級(jí)項(xiàng)目少、改造周期短。在滿足柔性化需求的同時(shí)，保證了較低的改造成本和較短的改造周期，適應(yīng)生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，提高企業(yè)的制造力、設(shè)備重組能力和對(duì)市場(chǎng)做出敏捷反應(yīng)的能力。