不銹鋼地鐵車輛裝配工藝優化研究

張寶紅

摘? 要：不銹鋼地鐵車輛具有耐腐蝕、免涂裝、維護成本低等特點，隨著設計和制造工藝水平的不斷發展，不銹鋼地鐵車輛的性能得到了極大提高，其價值也日漸凸顯[1]。文章結合不銹鋼地鐵車輛裝配工藝特性，從預組裝配作業、總組裝配作業和裝配試驗作業三個階段入手，對現有裝配工藝過程進行描述，分析其中不足之處并提出相應的優化措施，旨在促進裝配作業過程更加優質高效。

關鍵詞：地鐵車輛;不銹鋼;裝配工藝;優化

中圖分類號：U270.6? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）23-0119-02

Abstract： Stainless steel subway vehicle has the characteristics of corrosion resistance， no painting， low maintenance cost and so on. With the continuous development of design and manufacturing technology， the performance of stainless steel subway vehicle has been greatly improved， and its value has become increasingly prominent. Combined with the assembly process characteristics of stainless steel subway vehicle， this paper describes the existing assembly process from three stages： pre-assembly operation， general assembly operation and assembly test operation. The shortcomings are analyzed and the corresponding optimization measures are put forward in order to promote the assembly process to be more high quality and efficient.

Keywords： subway vehicle; stainless steel; assembly process; optimization

前言

隨著鐵路運輸高速跨越式發展，近年來我國軌道交通裝備制造業發展迅猛，國內外對于城鐵車輛的需求數量不斷增加[2]。國內企業與西門子、阿爾斯通和龐巴迪三家公司建立合作，通過引進國外先進的制造工藝技術，國內工藝技術水平得到很大提升。不過總體來說，國內地鐵車輛裝配工藝技術的發展尚不能滿足車輛制造水平提升的需求。因此需要持續進行裝配工藝技術的優化和提升，推動國內車輛制造水平的發展。

1 不銹鋼地鐵車輛裝配工藝概述

結合不銹鋼地鐵車輛裝配工藝應用現狀，可發現在車輛生產制造中主要采用固定臺位和流水線兩種作業模式[3]。固定臺位模式：車輛裝配作業過程停留在固定臺位上，臺位作業人員和生產物料每天都是不同的，此類作業模式臺位資源占用少、人員配置多、物流系統壓力大。流水線模式：車輛裝配作業過程在不同臺位上進行流水，臺位作業人員和生產物料每天都是固定的，此類作業模式臺位職能固定、人力資源利用率高、物流系統壓力小。

對比兩種作業模式發現，不管是固定臺位作業模式還是流水線作業模式，不銹鋼地鐵車輛裝配作業工藝流程基本是一致的。從車輛生產制造流程上大致可以概括為：車體制造～車體涂裝～整車裝配～整車調試～用戶驗收。整車裝配作業分解為預組裝配作業、總組裝配作業、稱重淋雨限界試驗三大部分。

地鐵車輛裝配工藝設計流程一般遵循車內～車頂～車底順序，裝配作業工藝流程設計過程中需要對部件裝配、電氣組裝、涂裝及膠粘各個業務內容進行合理布置。車輛裝配工藝設計不僅可以有效提升裝配作業的工作效率，同時在保證軌道交通裝備產品的可靠性方面也發揮著積極的作用。

2 不銹鋼地鐵車輛裝配工藝設計思路

2.1 預組裝配作業

預組裝配作業采用軌道式流水作業模式，通過人工推動方式來完成車輛的臺位轉換。

預組裝配作業車體處于高位，通過在假臺上加裝過渡梁實現車體工作高度的提升。在起落車臺位完成此作業過程，臺位需要配置架車機、天車、液壓升降車等設備。借助架車機等設備實現車體提升至合適高度，利用天車、液壓升降車等設備將過渡梁安裝到假臺上。

預組裝配作業主要完成防寒材安裝、前端模塊安裝、制動設備管路安裝、二次骨架安裝、風道安裝、地骨安裝調整、地板安裝、地板布安裝、車窗安裝、車窗密封膠、貫通道安裝、車頂絕緣漆涂裝等工序的作業任務[4]。

預組裝配場地部件多組裝于車下部位，為了確保部件可以被順利運送至安裝位置，可以通過氣墊運輸車進行物料運送。對比分析來看，使用氣墊技術具有以下突出特征：在搬運過程幾乎不會產生摩擦，支持各個方向自由移動;能夠在狹窄的區域準確定位和移動，具備較強的高效運動能力;組合高度很小，磨損很小，有利于控制運營以及維護費用。

2.2 總組裝配作業

不銹鋼地鐵車輛預組裝配作業完成以后車輛通過遷車臺牽引至總組裝場地開始進行總組裝配作業。

總組裝配作業主要完成枕內電氣設備、枕外電氣設備、側墻版、間壁、側頂板、中頂板、立罩板、車門系統、座椅、扶手桿、空調系統、受電弓（受流器）、落車調整等部件的裝配作業和電氣設備的配線組裝、耐壓試驗等工作。

總組裝配作業場地規劃為起落車臺位（有軌）和總組裝配臺位（無軌）布局，天車配置噸位為40t（可用于物料起吊和調運，可以進行車體整車吊裝），裝配作業過程在總組裝配臺位上進行，地鐵車輛總組裝配采用固定臺位施工工序流動模式。

以某不銹鋼地鐵車輛總裝任務為例說明現有總組裝配工藝布局。項目要求每年地鐵車輛裝配數量控制在150輛，并且要求每臺地鐵車輛裝配周期需要嚴格控制在15天以內。依據項目進度及車間資源，采取12個組裝臺位設計方式，每側布置6個臺位，中間區域為物料運輸車運行移動通道。依據地鐵車輛自身的特性以及相關產品批量生產等基礎信息，最大程度上保證臺位利用率，同時嚴格控制倒車次數。

2.3 裝配試驗作業

裝配試驗作業場地主要由一條試驗軌道構成，軌道上布置整車稱重試驗臺、編組連掛區域、淋雨試驗裝置、整車限界試驗裝置等設施。在裝配試驗作業主要完成整車稱重、車輛連掛、淋雨限界等工作，裝配試驗作業內容作為整車裝配的最后階段，作為驗證檢驗裝配作業質量最重要的工序，也是評價車輛性能指標的重要途徑，是車輛裝配轉移至車輛調試工作的最終環節。

調試裝配場地的重點關鍵工序為整車稱重試驗，一般需要用到城軌車輛稱重調載試驗系統等相關設備與技術。城軌車輛稱重調載試驗系統主要包括車體調簧和轉向架調簧兩個部分，其中車體調簧可以經由車體水平性試驗來實現，而轉向架調簧則主要經由調整一系彈簧來實現。這種工藝技術應用有利于車輛二系支承載荷分布得到一定程度的優化。其優勢不僅體現在可以促進調簧操作的效率和精準性，同時在保證整車重量在輪載上均勻分布、提升車體和轉向架的互換性等方面，均發揮著不可忽視的重要作用。

3 不銹鋼地鐵車輛裝配工藝設計優化

3.1 現有裝配工藝設計問題

（1）總組裝配場地采用固定臺位組裝，車輛裝配作業過程停留在固定臺位上，臺位作業人員和生產物料每天都是不同的，臺位利用率低，人員需求數量較多，工藝資源配置需求量大，物流物料配送壓力大，生產組織壓力大。（2）總組臺位遷移采用天車吊裝作業，車輛吊裝過程中需要占用廠房空中作業空間，容易造成安全隱患，天車作業過程中吊裝通道上所有裝配操作均需要停止工作，妨礙裝配作業的正常開展進行。（3）車輛裝配作業在高位，過渡梁安裝拆卸在預組場地進行，大大降低了生產效率，占用了生產場地資源，增加設備投入，增加人工成本，不便于安全生產和精益生產等。同時在總組裝配場地起落車臺位更換架車支撐，將假臺返回車體車間，整車在預組總組裝配場地內需要進行三次起落車作業，過渡梁需要在預組場地內來回遷移，對生產過程造成很大安全隱患，同時增加車間內部的物料周轉成本。（4）組裝臺位之間設物料存儲區，車輛裝配過程中可能遇到臺位移動受阻問題，并且在裝配過程中存在一定的安全隱患。

3.2 裝配工藝問題優化建議

（1）總組裝配作業模式選用流水線作業模式，車輛裝配作業過程在不同臺位上進行流水，臺位職能固定，臺位人員配置、生產物料、工具設備等資源都是相對固定的，便于生產車間進行組織管理。流水線模式提升了臺位及人員的利用率，提升了車間的生產制造能力，更好的實現精益生產。（2）選用輪式運輸車進行整車臺位遷移，由于輪式運輸車作業過程中可以實現前后左右各個方向的無差別移動，可以實現多方位多角度的位置調整，可以在最大限度上保證在最小空間內完成車體的臺位遷移工作。大大減少了車體遷移空間利用，可以實現車體的平穩移動，減少了車體晃動量，保證了裝車零部件的安全可靠。保證在不影響相鄰臺位作業的情況下完成遷車作業，最大限度的保證生產任務的正常進行。（3）過渡梁安裝布置在車體車間交車臺位，車體車間可實現車體整體吊裝，可以減少設備采購維護等費用支出。同時，鋼車體涂裝的主要工作在車體底架部位，車體在高位便于操作員工進行涂裝作業，提升工作效率，減輕員工工作強度，提升涂裝工作質量。預組裝配場地釋放出空間可實現更合理的場地規劃布局。過渡梁在總組裝配場地起落車臺位進行拆解，在更換架車支撐同時連同假臺車一并返回車體車間。這樣在裝配作業流程中起落車縮減為1次。過渡梁和假臺車一起在廠內進行流轉，便于物料循環配送管理，減少了裝配場地周轉運輸，保障了裝配場地的生產安全。（4）物料存儲區優化建議：第

一，撤掉物料通道使各個臺位實現有效連接。物料存放區域規劃在臺位車側位置，大長物料定制規劃專用存放區域。第二，合理利用雙層走臺，上層走臺存放車頂物料，下層走臺存放車內物料。采用這一布局模式，不僅可以充分利用資源增加物料存儲，而且物料更接近安裝位置，有效地提升車輛裝配的工作效率。

4 結束語

綜上所述，不銹鋼地鐵車輛裝配工藝設計是一個相對復雜的過程，不同車輛類型、不同場地資源可以選用不同的工藝方案。上文提出的優化方案是針對現有車輛裝配作業過程的幾點優化建議，在后續生產過程中需要持續進行驗證分析。通過探索更高效的工藝技術、探尋更優質的工藝資源，不斷對裝配工藝設計方案進行優化調整，持續推動地鐵車輛工藝技術水平的提升。

參考文獻：

[1]劉曉芳.不銹鋼地鐵車輛車體結構設計的要點分析[J].山東工業技術，2014（20）：11.

[2]蒲春喜.軌道車輛組裝工藝現狀及展望[J].科技與企業，2014（5）：257.

[3]赫宏聯，徐應明.固定臺位模式下鐵路車輛拉動式組裝[J].大連交通大學學報，2012（10）：14-18.

[4]徐博雅，孫麗，權亞莉，等.基于IE理論的城鐵車總裝配工藝優化[J].大連交通大學學報，2015（05）：42-45.