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行業知識
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汽車總裝車間生產線布局規劃
來源：必旺智能2023-07-18
汽車總裝生產線布局規劃
-總裝車間知多少？-
汽車行業內的小伙伴們都知道，整車四大工藝分別為沖壓、焊裝、涂裝和總裝。當然，在個別主機廠，可能還會有單獨的樹脂車間，但整體工藝上跟涂裝大同小異。
總裝車間作為整車交付給客戶前最后一道關卡，也是涉及人員最廣、工序最多、最復雜的一道工藝，在整車質量保證中起著十分重要的作用。
今天業內君想跟大家來談一談總裝車間生產線的前期布局規劃，也為后期詳細展開總裝工藝板塊預先打下基礎。
汽車組成一般可以分成四大模塊，即發動機、底盤、車身以及電子電器。每個模塊又涉及到多個系統，比如燃油系統、懸架系統等；每個系統涵蓋多個總成，如油箱總成、減震器總成等；每個總成又可以由多個零部件組成，如燃油蒸汽管、減震彈簧等。
所以，對于一般轎車總裝生產線而言，它的主要目的就是將數以萬計的零部件或者總成，根據產品要求以及工藝要求，按照一定順序進行聯結，以期完成一輛完整的、符合質量標準的汽車產品，最終交付給經銷商。
按照APQP（先期產品質量策劃）的要求，在項目成立之初，可以和產品開發同步啟動過程開發，但一般來說，過程開發會相對更晚一些。
對于項目前期階段，總裝車間生產線的布局規劃，可以大致的遵循以下幾個步驟：
一、確定和計算相關技術參數
首先，汽車在汽車總裝工藝布局中屬于重要的工作目標物，必須對其外形和特征做到實際掌握。
一方面，要對其三維空間加以明確，并根據其幾何尺寸、車身結構特征來確定零部件供應方式、生產綱領及理論作業工時等。
另一方面，對總裝汽車的分部和總部重量，也要進行實時掌握，這樣在總裝工藝流程中，就能進行移動工作、加工工作和運輸工作，才能實現對汽車總裝工藝布局進行優化調整的目標。
其次，在對汽車總裝工藝進行設計的過程中，要對總裝線中的工藝與生產流程加以明確，特別是采用新材料、新工藝時，要對新知識和新元素進行學習和思考。
要盡可能地讓新材料和新工藝的價值得以充分發揮，這樣才能促進總裝線效率和質量的全面提升，從而讓汽車總裝工藝布局內容更加合理。
二、規劃和確定生產線布局
要做好汽車總裝線的設計，需要科學布局其平面形式。
總裝線的平面布局一般有直線形、U形、S形、矩形、多層布局等形式。
要結合實際需要展開平面布局，目前新建的轎車總裝生產線一般采用S形布局，這樣可以有效節約生產用地、延長生產線長度來增加工位數、提升線速、降低節拍等。
一般常規動力車型的生產線會分為四段，即內飾線、底盤線、外飾線和調整線。
新能源車型一般會增加電力系統分裝區。
基于模塊化平臺戰略，生產線每段都會有數量不等的大模塊分裝線（如：動力總成、前副車架總成、門總成、輪胎總成等），為主線提供組裝完成的模塊化總成件，一些較小的零件則會在距離適中的位置集中分裝。
為適應用戶的多元化需求和提升柔性生產能力，設置零件分揀排序及SPS分揀區，使零件有序的按需配送到線旁，盡可能的節省線旁空間。
三、確定總裝生產線設備
1、運輸設備確定
車身進入總裝生產線前，一般使用積放鏈或滑橇的形式進行儲存和編組，具體使用方案需要考慮涂裝生產線的輸出形式，以及存儲量、生產節奏需求和廠房空間等因素。
總裝生產主線一般是平推板、支撐板鏈或吊具等輸送設備。
模塊分裝線一般使用托盤或吊具形式載具，使用AGV、輸送鏈或摩擦輪等進行輸送。
在設計輸送設備時應利用工業工程知識，結合產品特性，合理安排工位高度，盡量使員工在較為舒適的環境下進行作業，隨著人機工程學的深入研究，一些高端主機廠還出現了C型吊具、升降大平板、隨行板鏈及坐式機械手等優化員工作業環境的運輸設備。
2、大模塊上線設備確定
通過把汽車各子系統產品結構與相互零部件組裝集成為大總成模塊，可以顯著縮短生產線長度、加快生產節拍、優化裝配工藝和降低制造成本。
目前總裝工藝的模塊化應用主要有前端模塊化、車門模塊化、底盤模塊化、頂棚集成化、油箱集成化、排氣集成化、儀表臺模塊化、前后保險杠模塊化、座椅模塊、玻璃模塊、天窗模塊及車輪模塊化等。
產品結構模塊化中最具代表性的是底盤模塊化，它融合了目前各種先進的裝配工藝技術，使用可調托盤柔性生產，大大提高了生產線的效率。
隨著工業機器人的廣泛應用，模塊化上線逐漸從輔助機械手過渡到機器人自動裝配到位，大大降低了人員勞動強度。
3、專用設備確定
機油、制動液、冷卻液、動力轉向液、空調冷媒加注、泄露檢測及軟件刷寫等工藝設備也在向著抽真空加注、自動檢測及自動定量加注等功能集成設備趨勢發展，出現了氣液組合加注設備的應用。
為了更好的控制整車質量，對加注腔體的檢測和加注工作部分，一般會進行工序分離，確保質量分段控制，避免問題相互影響，集中爆發。
總裝整體工序中，部分裝配工序由于裝配空間狹小、吸收公差或零附件復雜等原因，導致裝配人員出現非常規作業姿勢、裝配人機性很差等問題。
主機廠一方面通過采用自動化機器人代替人工裝配；另一方面也會定制專用工裝，來確保員工能夠以較為舒適高效的形式完成作業。
4、出廠檢測設備確定
產品在交付之前會進行出廠檢測，對顧客關注的問題進行嚴格的控制，如四輪定位參數、制動力、喇叭、燈光、淋雨、涉水、異響、排放、漏電及自動駕駛等，一般主機廠會進行100%自動測量。
為有效模擬客戶使用情況，部分主機廠還會使用可以模擬不同環境條件的環境倉進行檢查。
四、確定工業智能系統
1、質量管理系統
為實現關鍵和重要參數的監控和管理，越來越多公司使用智能質量管理系統。
這些系統同時具備實時監控各項質量數據和對數據進行簡單分析處理的功能。
例如，力矩擰緊廣泛采用高精度電動擰緊設備，具備在線動態力矩控制與監測功能，工廠聯網形成力矩數據化網絡系統，實時監控擰緊質量、數據儲存和追溯、數據信息分析處理等，還可以進行智能統計過程控制(SPC)，穩定和提高制造過程控制能力。
將自動化設備整合到一個質量管理系統中，對生產過程質量進行全面控制，已初具規模，并越趨完善。
2、生產調度系統
主機廠常用MES系統用于生產調度。
但汽車總裝生產線在多車型柔性混線生產的趨勢下，線旁空間不足以存放種類繁多的物料，成為了限制生產線柔性化和物流效率的關鍵因素。
目前的解決方式是使用以MES系統為基礎，結合隨行配料系統(SPS)的按需配送模式。
SPS是指一種以單臺份向生產線準時化配送的物流方式。該物流方式將揀料與裝配分開，使各自作業更加專業化和模塊化，有利于消除員工不必要的非增值操作，有效防止總裝裝配線的錯漏裝問題，從而提高裝配質量。
同時配合隨車物料投放形式可以減少線邊物料擺放空間約束，且采用自動導引小車(AGV)運輸代替人工物流，滿足準時化的高要求及多車型混線物流配送要求，是一種普遍采用的物流趨勢。
3、ANDON系統
汽車總裝生產線構成復雜，當任何一個環節出現問題時，都要及時傳遞相關管理人員，從而快速解決問題，恢復生產線運行。
目前采用的ANDON系統主要是為生產現場人員提供呼叫功能，并對呼叫時間進行記錄，形成統計清單便于后續分析及開展預防性工作。
隨著工業智能化的發展，質量管理系統、生產調度系統及ANDON系統，都呈現集成化互通化發展趨勢，具體表現形式為分布式互聯的大中臺數據庫與個性化定制化的數據抓取算法相結合，開展定向精準信息推送及反饋控制。
五、編者小結
隨著工業工程理念的深入研究以及智能工廠理念的提出，總裝生產線的設計規劃，不僅通過使用各種智能信息系統，整合管理資源，形成一套為管理者提供扁平化的數字管理平臺，朝著高生產效率、低管理成本、高質量要求等方向發展。
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