某發動機試制裝配線試制效率研究與提升

詹坤

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某發動機試制裝配線試制效率研究與提升

詹坤

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

隨著我國經濟的快速發展，汽車行業的競爭日益激烈，汽車產品的更新換代十分迅速，這就對產品的研發試制提出更高的要求。文章針對某發動機研發試制生產線存在的問題進行分析，找出試制生產過程中的薄弱環節，逐條進行確認并制定解決方案。加強工藝人員對裝機現場的工藝管控能力，加強工藝人員、裝配人員的效率意識。提升當前混合生產線的裝機效率、裝機質量。

混合生產線；效率；工藝管理

1 混線生產模式

1.1 混線生產模式的概念

汽車制造企業的總裝配線是完成汽車從零部件到整車完整下線的重要環節，總裝配線主要有特定生產模式和混線生產模式（又叫柔性化生產線）兩種。其中最為典型的是福特模式的裝配線特點是：大規模、低品種生產方式表，工人在某種程度上被認為是生產線上的機器；豐田模式是建立在準時化生產（JIT）觀念上的拉動式生產模式，以快速應付市場小訂單、多品種的挑戰。總裝混流生產線由相對確定和靜態的特性向不確定和動態的特性轉變。生產的產品屬性需要根據客戶需求的變化而在一定范圍內變化，有時產品對象會超出生產線設計時預定的能力，因此生產線應具備動態調整的能力，通過快速調整工位、工藝順序、投料方式、轉運方式、物料傳輸系統、以及工裝夾具等來適應新產品類型的混線生產。

1.2 混線生產模式的主要模塊及特點

（1）混線生產模式分析：包括混線生產過程穩健性，從工藝技術規范、工藝變更、過程控制、持續改進等方面闡述過程的穩健性；混線生產質量操作系統，從QOS的運行闡述質量的穩定性對混線生產的影響；混線生產的設備保障、人員培訓。

（2）混線生產的物流系統：包括庫存、投料、物料輸送自動化。混線生產模式的總裝配線，對物料的配送形式、配送方法提出了極大的要求，理想的物流規劃，就是“同步化物流”，即在需要的時間，需要的地點，投遞需要的數量、需要的品種、需要合格質量的物料。

（3）工位過程控制：包括質量過程系統、操作員作業指導書、工作單元表、持續改善工具、質量反饋系統等，闡述工位的控制對柔性化生產的影響，一個穩健的工位是穩健生產線的基礎，是柔性化生產的基本單元。

（4）生產力提升分析：包括平衡墻在柔性化生產線的應用、工藝平衡、生產力提升改善點等，闡述了工藝的協調對柔性化生產的影響。通過對這些模塊及模塊下面的要素進行研究，分析他們相互之間的關系，總裝配線進行改造，都能起到一定的參考作用，具有一定的實用價值。

目前混線生產模式面臨的最大問題是怎樣提高生產效率。

2 某混合生產線簡介及存在問題

2.1 某生產線簡介

某發動機試制生產線面積450平米，分裝配準備間和無塵裝配間，無塵裝配間擁有總裝試制柔性裝配線一條、返修小車2個，生產線建立發動機活塞銷壓裝機、缸體打碼機、缸蓋鎖夾壓裝設備、缸蓋螺栓擰緊機、活塞連桿預裝臺、電動擰緊槍等設備，裝配線通用化程度高，是一條多平臺機型混合生產線。目前可裝配4DA、4DB、4DE、4GA、4GB、4GC等多個平臺多品種機型，設計最大產能為1600臺/年，目前擁有裝配人員10人，每年試制發動機1000臺，可滿足目前各平臺項目的研發試制需要。

2.2 存在問題及原因分析

在運行過程中，混合生產線暴露出一些問題。主要問題是多平臺的混線生產，導致裝機內容多樣、裝機節拍不一致，混合生產線效率較低。具體體現在生產線浪費現象嚴重，各工序間作業時間不平衡，現場工藝不完善，工藝BOM正確率較低，工藝防錯措施缺失，工具工裝管理不完善等6個方面。

主要原因是某生產線缺乏一個完善的工藝管控體系，各平臺之間工藝不統一，工藝模塊與裝配模塊缺乏溝通平臺，物料的準備工作需改進，工藝人員、裝配人員裝機效率意識不高等。

本論文將從工藝的角度，以現有某試制生產線的實際情況為出發點，使用工藝管理的方法，用實例講解的方式，論述某混合生產線裝機效率的提升方案。

3 提升裝機效率實例

3.1 消除生產現場浪費

生產現場浪費是定義工廠在JIT生產方式（JIT生產方式以準時生產為出發點，首先暴露出生產過量和其他方面的浪費，然后對設備、人員等進行淘汰、調整，達到降低成本、簡化計劃和提高控制的目的）中的，凡是超出增加產品價值所必需的絕對最少的物料、設備、人力、場地和時間的部分都是浪費。生產八大浪費包括：不良、修理的浪費；加工的浪費；動作的浪費；搬運的浪費；庫存的浪費；制造過多過早的浪費；等待的浪費；管理的浪費。

3.1.1 現狀

目前，某生產線主要存在不良、修理的浪費；動作的浪費；搬運的浪費；等待的浪費；管理的浪費等。

具體體現在生產線操作者在裝機時花費大量時間去尋找標準件、零部件等，以上浪費約占整個工時的1/4-1/3左右。本工序工時的延長，造成前后工序等待的浪費。在尋找、搬運過程中的浪費造成了時間和體力上的不必要的消耗，從而間接影響裝機質量，造成后期不良、修理的浪費，管理的浪費。生產現場的浪費影響混線生產的效率。

3.1.2 改進措施

1）優化現場裝機模式

改善前：某工位大約有10種零部件、30個標準件。操作者裝一種零部件，去貨架取一種零件及相應的螺栓。存在大量的動作的浪費、搬運的浪費。

改善后：某工位，裝機前，根據工藝BOM確認裝機所需標準件、工具工裝，分別擺放在兩個物料盒內放置在生產線邊工具臺上；并將零部件物料盒擺放在工位邊上。

減少大量的動作的浪費、搬運的浪費，從而減少其他浪費。

2）優化現場標準件、零部件擺放方式

改善前：貨架是以平臺為劃分依據擺放標準件、零部件;后期補充零件時隨意，無規則擺放。

存在操作者具體操作大量的動作的浪費、搬運的浪費。

改善后：貨架以工位為劃分依據擺放標準件、零部件；劃分區域后嚴格按照工序擺放相應零件。減少大量的動作的浪費、搬運的浪費，從而減少其他浪費。

3.1.3 預期效果

減少每個工位尋找、搬運零件的時間，減少前后工序等待的時間，消除或者減少存在不良、修理的浪費；動作的浪費；搬運的浪費；等待的浪費；管理的浪費。提升某試制生產線的混線生產的裝機效率。

3.2 生產線平衡

生產線平衡是對生產的全部工序進行平均化，調整作業負荷，以使各工序作業時間盡可能相近的技術手段與方法，最終消除各種等待浪費現象，提高生產線整體效率。這種改善工序間能力使之平衡的方法又被稱為“瓶頸”改善。

3.2.1 現狀

某生產線各工序的操作時間長短不同，部分工序操作時間過長。

3.2.2 改進措施

找出“瓶頸”工序——3號工位（缸蓋部件工序）通過調整裝機計劃、調整裝機BOM等手段實現生產線平衡的優化；將不同平臺的相同、相似零件統一工位。

1）生產計劃的編排

某生產線3號工位汽油機裝機工時較長，柴油機裝機工時相對較短。要求裝機計劃編制人員盡量采取“汽柴交叉”的方式編制、調整每周裝機計劃。優化3號崗位裝機時間。

2）調整裝機BOM

調整3號崗位裝機，優化3號工位的裝機時間。實例如圖2所示。

將某平臺機型部分零件調整至其他工時較少的工位，優化3號工位裝機時間。

3）將不同平臺的相同零件統一工位。實例如下。

平臺1、平臺2相同的零件裝機工位不同，容易造成操作者錯漏裝，影響各工序工時平衡。見表1。

表1 兩平臺相同零件對照表

解決措施：經與兩平臺工藝人員對接，統一調整至1號工位。

3.2.3 預期效果

經過以上改進措施，可以達到：優化部分瓶頸工位的裝機工時，減少前后工序的等待時間，提升生產線的裝機效率；將各平臺相同或相似零件統一到相同工序，減少操作者判斷時間，減少生產線錯漏裝現象，更有效的提升混線生產的裝機效率。

3.3 推行工藝標準化

工藝標準化是指企業制定和貫徹工藝的過程，主要過程是根據企業產品的特點，結合企業生產的實際情況，對產品的工藝文件、工藝要素以及工藝過程等進行合理、必要的統一和簡化工作。

3.3.1 現狀

各平臺機型都有相應的螺栓力矩、發動機零部件件選配方案、涂膠方式等多項工藝要求。目前這些工藝無法在生產線各工位直觀體現，現場無法查詢，不能有效的指導現場裝機生產，無法體現工藝的現場指導性，不僅影響裝機質量，也影響混合生產線的裝機效率。

3.3.2 改進措施

根據各平臺的裝機要求，匯總各平臺機型都有相應的螺栓力矩、發動機零部件件選配方案、涂膠方式等多項工藝要求，匯總成統一模板，目視化于現場。并在后期設計變更發生時同步更新，以滿足現場裝機需求。

3.3.3 某生產線各工位所需工藝目視化卡

某生產線各工位所需工藝目視化卡需求如表2所示。

表2 各工位工藝目視化卡需求表

3.3.4 工藝目視化卡實例

實例：連桿螺栓力矩擰緊工藝如表3所示。

表3 各平臺螺栓力矩擰緊工藝

3.3.5 預期效果

工藝目視化卡從直觀、準確的角度出發，使得各平臺裝機工藝瞬間傳遞，對生產線裝機模式進行優化改進，使得現場工藝一目了然，實現各生產要素的合理配置，將潛在的問題和浪費現象遏制在萌芽狀態，從而減少生產過程中的浪費，降低生產成本，提高混線生產效率。

3.4 防錯的應用

防錯，又稱愚巧法、防呆法。意即在過程失誤發生之前即加以防止。是一種在作業過程中采用自動作用、報警、標識、分類等手段，使作業人員不特別注意也不會失誤的方法。增強作業過程的可操作性或順序性，確保產品品質；當有失誤或缺陷發生時，即時提供信號進行報警或制止過程；消除導致非正確動作的可能性和產生的機會；防止產品損壞；預防機器設備故障；預防個人工傷事故。防錯的過程也是減少生產線質量問題的數量和處理時間，間接提升裝機效率。

3.4.1 現狀

某生產線缺少必要的防錯措施，導致現場裝機零部件錯漏裝、標準件未擰緊的情況時有發生。此種情況不僅嚴重影響產品質量，而且降低員工工作熱情，易引起負面情緒，影響后續工作的開展，間接影響混線生產的裝機效率。

3.4.2 改進措施

1）相似件、相同件防錯

各平臺工藝人員結合平臺機型特點，將平臺內部外形相似、相同零件不同狀態、不同項目選配不同零件等不易辨認易混淆的情況加以區分，匯總，形成防錯卡片，發放到現場各相關工序，說明各項目裝機狀態，有效的指導現場裝機，從而減少現場裝機錯漏裝。

2）零部件點檢制度——自檢

某工位裝機人員在本工位的所有操作進行完畢后，對本工位關鍵零部件、標準件、關鍵參數進行檢查，后用漆標筆做點檢標識。避免本工序的質量問題留到下道工序甚至到下線，將可3）后工序對前工序的檢查——互檢。

某工位裝機人員在開始本工位操作之前，對上道工序流轉過來的機器關鍵零部件、標準件、關鍵參數進行檢查，發現問題及時通知上道工序裝機人員整改，避免上道工序的質量問題流轉到本工序甚至到下線，將可能出現的質量問題扼殺在萌芽狀態，降低問題補救成本，從而減少現場裝機錯漏裝。

4）建立《裝配問題組織記憶力》

匯總近期各平臺機型的裝配質量問題，判定問題責任人，對質量問題發生原因、發生后果進行深入分析，形成《裝配問題組織記憶力》。定期對裝配模塊、工藝模塊人員進行宣貫培訓。提高工藝人員、裝配人員的質量意識，規范裝機人員的裝機行為。起到警醒、提示作用，從而減少現場裝機錯漏裝。

3.4.3 預期效果

以上幾種防錯措施，有效的降低現場裝機質量問題的數量和處理時間，在提升產品質量的同時，間接提升提升混線生產的裝機效率。

3.5 工具工裝的管理

建設一個有效工具工裝管控體系，能夠保證產品的質量，提高混線生產的裝機效率。

3.5.1 工裝的明細

建立現場工裝使用明細表。

預期效果：建立明細表的同時發現現場缺失工裝，及時補充。

3.5.2 工裝增添與改進

隨著試制機型的不斷增加和裝機工藝的改進，現場勢必會有增添、改進工具工裝的需求。這就要求各平臺工藝人員根據需求對現場裝機工具工裝進行增添和改進。

實例：GB平臺機油泵安裝時容易將密封膠觸碰到正時器及鏈條上，裝配過程時間長且效果不好，故設計GB平臺機油泵安裝工裝。

3.5.3 工裝的使用周期

結合現場裝機情況，確定一部分影響關鍵參數且易損耗的工具工裝的使用周期。定期檢查工具工裝狀態、確定使用周期，定期更換。

實例：

1）確定檢查周期，定期檢查：3號工位、5號工位、6號工位的打入類工裝（氣門油封、前油封、后油封、火花塞孔打入工裝）。

2）確定使用周期，定期更換：3號工位、7號工位使用的塞尺（調節氣門間隙使用）。

3.5.4 預期效果

對目前工裝的使用加強管理，通過對現場工具工裝明細確認，工具工裝的增添與改進等措施，建立一個可控且有效的工具工裝管理體系，提升裝機質量，提升混線生產的裝機效率。

3.6 建設生產線智能化工藝系統

智能化系統的概念

基于目前某生產線的實際狀況，某生產線亟需一個工藝智能化系統。

該系統的作用主要是作為一個裝配模塊、工藝模塊的溝通平臺，為現場裝機提供“實時”工藝指導。應包括工藝查詢、智能選配零部件、記錄裝機數據、檢查等功能。

1）工藝查詢：具備查詢本論文以上提到的工藝BOM、工藝指導卡、裝配要求等基本的裝機信息；

2）智能選配零部件：根據檢測人員、操作者輸入的信息智能選配活塞、連桿瓦、主軸瓦、挺柱、缸墊等零件；

3）記錄裝機數據：記錄裝機各項參數、實時監控裝機狀態；

4）檢查等功能：對裝機零部件、標準件基本的檢查提示功能。

該系統的建設過程需要大量基礎數據，后期維護同樣需要重點關注。

4 結論

本論文從工藝的角度，使用工藝管理的方法，以‘提升裝機效率’為切入點論述某試制生產線混線裝機效率的提升方案。其中，部分方案已經開始實行，并取得一定的效果。

本論文的目的是建立一個可控的工藝管理體系，建設一個工藝模塊、裝配模塊的溝通平臺，加強工藝人員對裝機現場的工藝管控能力，加強工藝人員、裝配人員的效率意識。在提升質量的過程中，提升生產線的裝機效率，實現生產線的裝機能力提升。

[1] 崔陽,趙俊才.裝備制造技術,機械工業出版社.

[2] 涂高發,劉禮武.工廠實用管理表格范本,中國時代經濟出版社 2009.

[3] 劉樹華,魯建廈.精益生產,機械工業出版社2010.

Research and Improvement of Trial Production Efficiency of an Engine Trial Assembly Line

Zhan Kun

( Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

With the rapid development of our country's economy, the competition of the automobile industry is becoming more and more fierce, the renewal of the automobile product is very fast, which put forward higher request to the product research and development.The problems in existence of an engine research and development production line trial production line analysis, find out the weak link in the trial production process, confirm each item and specify the solution. strengthen technology personnel on site installation process control ability, to strengthen the technical personnel, assembly personnel efficiency consciousness to enhance installed in the trial production line efficiency of assembly quality.

Mixed production line;Efficiency;Process management

A

1671-7988(2018)18-227-04

TP205

A

1671-7988(2018)18-227-04

CLC NO.: TP205

詹坤，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.18.078