總裝車間小規模物料隨行系統的分析與應用

邵彥錚

摘 要：現今汽車企業為了節約生產成本，多采用多種車型混線生產的模式，而這一模式的應用，導致零件種類的增多，線邊貨架增多，錯裝漏裝率增加，為了提高裝配效率和裝配質量，各大汽車公司分別引入隨行配料系統。本文主要針對一汽哈爾濱輕型商用汽車有限公司（以下簡稱“哈輕公司”）的特點，規劃隨行配料系統的工藝布局，設計并優化隨行料車，利用揀料單系統和Hello標簽準確引導配料員配料，小規模低成本的運行隨行配料系統。此系統使得總裝車間多車型混流生產更加靈活、設備投資減少、生產線線邊擺放零件大幅度減少、線邊整潔通暢。

關鍵詞：總裝車間；設計；應用

1 小規模物料隨行系統運行的意義

當今汽車生產中，物流配送因其復雜性與制約性受到廣大生產企業的關注和研究。汽車行業受成本影響，通常會采用增加車型品種，提高生產線柔性化的方法，將不同底盤、不同內飾、不同配置的車型在一條生產線生產。在這種混線生產的情況下，使得線旁料架不斷增多，生產現場排布受空間制約，物流配送的難度加大，嚴重影響了生產效率。如何利用并不寬裕的物料存儲區域，提高裝配線的柔性化和生產效率，并減少投入的浪費，這是現如今每個汽車公司發展的方向。因此應該在精益生產上下功夫，走精益物流的路子。

上世紀50年代，汽車行業創建了“精益生產”這個概念，在其精益生產的理念中提出一個利于配料供給的方式——隨行配料系統（SPS）。隨行配料系統具有防差錯功能并且能引導配貨者快速、準確地配貨，再利用物料傳輸系統，自動托運料車至生產線邊，減少裝配者取件距離，減少操作工時，提高工作效率。哈輕公司主要生產輕型貨運卡車，總裝車間目前有4147、501、F330及S230等多個車型平臺，上百種不同配置車輛混線生產，線旁物料空間嚴重不足，錯裝漏裝現象時有發生，生產效率和裝配質量受到制約。隨行配料系統可以很好地解決以上問題。如何靈活的并且低成本的引入隨行配料系統，為哈輕公司總裝車間提高生產效率，提升裝配質量，減少投入正是哈輕公司努力的方向。因此，本人在哈輕公司試行了低成本、小規模的隨行物料系統。

2 隨行配料系統（SPS）布局設計方案

2.1 調整隨行配料系統（SPS）平面布置圖

哈輕公司總裝車間內飾線第一工段主要以小型零部件如車門線束、門鎖、安全帶、轉向燈等為主且線旁物料明顯緊湊。如果多種車型混線生產，不同選裝的零部件共同投放線旁，內飾第一工段可能會產生線旁配料混亂，錯裝漏裝的現象。因此，我選取第一工段進行隨行配料系統試行。增加小規模隨行配料系統，在內飾線首設立配料區，將容易錯裝漏裝的零部件移動配料區，用配料車中配料，減少線旁物料架的數量。根據內飾線的情況將第二工位設立上線點，第八工位設立下線點，配料車沿同側逆向返回配料區，形成閉環。（如圖1）

2.2 設計配料區布局

配料區物料架根據空間大小，按左右排列布局，中間留有配料車通行通道，使用不同顏色標注配料車行走路線。配料料架按照車型不同，區分不同區域，用以減少配料的步行時間。輥輪料架至少有三層，朝向配料員供料，把外觀類似的零件分開放置。按人機工程要求，將常用零件擺在中層，不常用的擺在頂層或底層。減輕配料員識別零部件的難度。

3 設計配料車及配料箱

3.1 配料車設計原則

1.隨行方式設計原則：動力源易獲得；保證料車隨線運行穩定；不妨礙裝配操作。

2.料箱設計原則：易損件優先布置；形狀復雜件優先布置；易錯裝零件隔開。

3.2 配料車設計

哈輕公司的總裝內飾一裝配線特點是采用大彎板鏈輸送車身，板鏈系統可以給配料車提供動力而無需增加額外的動力設備。考慮到成本、靈活性以及抗干擾性等方面，同時要兼顧配料車不妨礙操作者裝配，使用這種用線棒制成帶輪配料車，該配料車結構簡單，制作方便，后期維護簡單。經過測量內飾線兩臺車之間距離為1200mm，在不影響裝配的前提下將配料車的尺寸設定為長＼寬＼高分別為420＼300＼900（單位mm）最終設計料車。

3.3 料箱設計

為保證物料車的空間最大化，料箱的設計要單獨進行。該工段選取的物料存在幾個特征：體積較小、外形尺寸不規則、重量輕、配置多、顏色多，以便更好地服務于裝配線并針對零件和裝配線本身特點。為防止零部件之間磕碰劃傷，料箱需用格板分開，根據物料體積形狀單獨設計每個格子大小形狀，在料箱表面粘貼不同顏色以區分左右。

3.4 配料車數量設計

哈輕公司總裝車間的現生產節拍是10JPH，即每工位操作時間360秒，物料車從上線開始隨線行進，經8個工位，配貨車裝配時間為30秒，配料員單臺車配料需要120秒，從配貨區到料車上線距離13.5米，空車返回配料區，共行進42米，人員手動推車行進速度為1米/秒。如果一人負責配料及回收料車，完成一個配貨過程需要351秒小于360秒，而料車數量應滿在線運行數量和空車等待數量，共計16臺。

4 開發揀料單配貨和Hello標簽系統

4.1 揀料單配貨系統

揀料單配貨系統作為輔助系統，可幫助配貨員快速，準確的配貨，減少配貨工時。揀料單系統是基于哈輕公司現有的制造執行系統（MES）開發，物料通過系統控制，被配送到指定位置，并且打印出揀料單，由配料人員按照揀料單的指示通過物料的Hello標簽的顏色、符號、數字和字母等信息引導，正確、快速、輕松地完成配貨工作。揀料單配貨系統相比較于一般的亮燈配料系統有具有成本低廉、效率高、可靠靈活的特點。適用于小規模，配料數量較小的隨行配料系統。

4.2 開發Hello標簽

Hello標簽是一種物料地址標簽，它通過不同顏色區分車型平臺，數字和字母組成零件編號，每個零件編號對應唯一的物料編號（不超過四位為宜），為便于快速識別配料信息。Hello標簽通過視覺上的差異化，引導配料員輕松的查找到揀料單上的物料，并且將物料準確投放的配料車里，完成配料工作（如圖2、3）。

5 測算收益

針對哈輕公司的生產狀況，小規模隨行物料系統在工時、料架密度、成本等方面獲得了一定的收益，具體收益如下：

5.1 大幅度減少線邊操作工取件工時及行走工時，XX總裝內飾線第一工段節省取件工時和行走工時線上工時約90秒，減輕了裝配工的工作強度，提高生產效率。

5.2 由于配料零件在配料區集中放置，節省線邊零件存放面積，共計減少46個零件有效面積，解決了零件在線邊放置困難的問題，總裝內飾線第一工段可以減少5個物料空間。

5.3 由于采用揀料單和Hello標簽系統進行配料，降低了零件錯裝漏裝的風險，并有效地實現了零件防差錯。

5.4 結合哈輕公司實際情況，小規模隨行物料系統的運行，使用線棒，簡易料盒等材料制作配料車，借用現有的制造執行系統（MES）開發揀料單和Hello標簽，因地制宜無需改造隨動系統，有效的降低了投入設備和改造成本。

6 結論

本文基于“精益生產”的理念，針對哈輕公司總裝的實際情況進行了隨行配料系統（SPS）供貨方式的設計，主要完成了隨行配料系統的生產布局、料車、物料傳輸系統以及揀料單及Hello標簽系統的設計內容。隨行配料系統對于汽車生產有著重要意義，完善的隨行配料系統不僅可以降低工時，提高生產效率，而且可以保證生產質量，防止錯裝漏裝。哈輕公司總裝車間第一工段小規模隨行配料系統的試運行，很好的改善了多車型混線生產的問題，但仍有很大改進空間，可以為今后的精益生產工作提供可借鑒的意義：

6.1 在廠房建設初期，將考慮隨行配料系統項目納入設計范疇，使廠內配貨系統設計達到最優化。

6.2 根據工藝順序，合理布置零件，使其更符合人機工程學原理。

6.3 在投資允許的情況下，建設全裝配線的隨行物料系統，使用AGV運載工具進行自動化物料運輸，使用亮燈系統防差錯配貨管理等。

參考文獻：

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