汽車零部件車門內飾板自動化生產線優化

廖新榮

摘 要：廣州某汽車零部件有限公司是以生產汽車門內飾板為主的專業生產廠家，產品包含汽車內飾板、其他汽車零部件，公司目前有多條不同車型門板生產線，各門板生產線存在平衡率低，存在在制品多，手工作業勞動強度大等問題，導入次世代生產線、設備自動化代替手工作業可有效地優化汽車門板工藝，提升市場競爭力。本文闡述了通過建立自動化門板生產線改善，實現各工位負荷均衡和一個流生產，改善后門板生產線C/T由原來的 84秒降低到50秒，改善效果顯著。

關鍵詞：次世代生產線;自動化包邊;自動噴膠;生產節拍;產品質量;職業衛生

1 引言

廣州某汽車零部件有限公司是一家生產汽車零配件的企業，產品主要以汽車門內飾板為主的專業生產廠家，汽車門板是車身內飾件重要的裝置之一，其重要功能是為駕駛員及乘客提供便于操作、舒適而安全的駕駛位置，為乘客提供舒適、安全的乘坐空間。車內門飾板生產方式為單件大批量生產，生產穩定性、重復性和專業化程度較高。廣愛興一直存在門板生產效率低、人員勞動強度高等問題，這些增加了不必要的生產成本，生產線的改造迫在眉睫，應進行工序自動化，平衡生產線，提高設備自動化和人員利用率，減少人員勞動強度，為企業增加效益。

2 生產線現狀以及主要問題

汽車門板是汽車產品內飾件的主要代表產品，相比較其他產品來說有需求量大，原材料和產成品庫存多，工藝流程比較復雜、手工勞動密集型、不易實現自動化生產等特點。其門板工藝流程一般包括：下型板注塑、扶手披皮小總成、上蓋小總成、中片噴膠、中片貼合、門板組立、鎖付螺釘和鉚接、外觀檢驗和包裝入庫等。具體操作工序如圖1。

工藝流程圖所示：

從現行門板生產線工藝流程圖可以看出存在的問題點：

根據現場工藝流程布局圖、生產節拍、產品合格率、人員勞動強度等方面收集的數據繪制出門板生產工藝，通過工藝流程圖分析發現線外作業存在工時過長、生產不平衡、作業勞動強度大等根本原因，根據客戶需求和拉動式生產的標準要求，制定自動化生產改進計劃，解決生產周期過長問題、人員勞動強度大的問題;

生產線平衡問題是門板生產流程設計及作業標準化過程中的關鍵一環，平衡生產線主要通過門板生產線線外作業、線內作業各工序自動化調整等方法使各工序的工作負荷相當，實現均衡生產。而從門板流圖可以輕易識別生產的增值以及非增值時間，剔除不產生價值的步驟和工序，避免時間、人員、和物料的浪費。

（1）人工噴膠作業存在的問題點：

①投入人員較多;為與門板主線實現同步生產，實施生產線一個流，噴膠崗位需投入中片噴膠3人，扶手噴膠4人;共計投入噴膠人員達7人;

②品質穩定性較不佳;員工使用手工膠槍進行自由噴涂，膠量大小、膠水均勻程度無法有效保障，大批量生產不利產品的穩定性，圖2。

③職業病防止;門板工藝使用的膠水含有甲類有害揮發性液體，長期近距離噴膠作業不利于員工職業病的防治。

（2）披皮工序人員投入多：

設備和人員配置不當：線外扶手披皮手工作業，34臺份/人/天，人員需求28人/天

生產線布局：1、按照門板生產工藝分為前后左右四個門，布置為前后門兩條生產作業線;

2、前后每條生產線需要14人作業。

存在問題點：1.投入人員多，生產制造成本高;

2.人員作業強度大，作業員易疲勞;

3.人員手工作業，品質不穩定。

（3）組裝崗位自動化程度低：

現行的汽車門板在組裝過程中，由于工藝較多，為節省周期，提交效率，往往由多工序分工完成，目前門板的組裝生產的流程主要是在上工序作業完成后傳遞給下工序時主要靠人工轉動治具傳遞，存在的問題：門板在組立上下工序的傳遞過程中存在人工工時的浪費、人員勞動強度度以及傳遞過程中碰撞存在品質的不良，人工傳遞所需的工時如下：

門板組立手工傳遞工時=7.5秒/pcs*2次/pcs=15秒/pcs

另外門板在組立過程中門板所需的CLIP、螺釘數量較多，全部采用手工裝配：

存在的問題：

①手工作業勞動強度大，人員易疲勞;

②手工作業存在漏裝、混裝等品質隱患存在;

③ 裝配工時較長：

裝CLIP工時：4秒/pcs*10pcs=40秒/pcs

鎖螺釘工時：2.5秒/pcs*18pcs=45秒/pcs

3 門板生產線自動化改善方案

根據以上問題及問題產生的原因分析，提出以下的改善，從人員、設備可以有效識別出現問題的節點，生產過程的周期時間為84min，而真正的增值時間只有50s，生產計劃時間利用率很低。首先應當平衡生產線，采用自動化代替手工作業。

3.1 手工噴膠替換為機器人自動噴膠改善方案：

隨著人工成本的上漲，自動化設備的技術成熟，改善方案中使用機器人模擬人工噴膠的軌跡，實現自動噴膠，減少每班5個人投入，效率提升350%，大大提高企業競爭力。

3.2 投入自動披皮模具，替代部分手工作業

改善方案：投入自動化設備替代部分人工作業，54臺份/人/天，人員需求16人/天

生產線布局：

1.按照門板生產工藝分為前后左右四個門，改善為前后門兩條自動化披皮作業線;

2.前后每條生產線需要8人作業。

優點：1.效率提升80%，投入人員減少12人/天，制造成本降低

2.作業強度減小，作業員疲勞度降低

3.設備自動化作業，品質穩定

3.3 投入高速化次世代治具線，替代手工作業

根據現狀門板生產工藝存在的問題點及不足，通過充分的討論及分析，制定自動化生產改進方案，解決生產工時長、人員勞動強度大的問題主要改善如下：

（1）門板通過搬送機構實現上、下工序的自動傳遞，節省原來人工傳遞工時15秒/pcs;

（2）手工鎖螺釘、裝CLIP通過機械手與搬送機構的配合實現全自動操作，節省人工裝配工時100秒/pcs;

（3）中間位的2套鉚接裝置、2套鎖螺釘裝置采用L線與R線的共用設計，當L線自動搬送時，中間位的鉚接裝置、鎖螺釘裝置移到R線作業，反之亦然。通過此設計可以達到節省設備的硬件制作成本的目的。

門板組裝工藝改善效果：

（1）每pcs節省工時：門板搬運15秒+鎖螺釘45秒+裝CLIP 40秒=100秒/pcs;

（2）每臺份節省工時：100秒/pcs*4pcs/臺份=400秒/臺份;

（3）改善前門板組裝崗位總工時：250秒/pcs，3人作業，C/T：84秒/pcs;

（4）改善后門板組裝崗位總工時：250-100=150秒/pcs，3人作業，C/T：50秒;

（5）改善后C/T提升：84-50=34秒/pcs

4 效果評價

4.1 優化后的次世代治具生產線工作節拍縮短，提高了生產效率，降低了人工成本，效益比優化前明顯提高;

4.2 扶手披皮機器的一致性和穩定性克服了人員作業因素帶來的不足，使門板扶手小總成披皮美觀，質量符合顧客要求;

4.3 由于人工噴膠、CLIP裝配、鏍釘鎖付等人工作業品質合格由94%合格率提高到了100%;

4.4 生產線上扶手披皮采用自動化包邊，減少作業人員直接接觸職業危害因素，降低了對員工健康的影響，采用自動化代替人工作業減輕了員工的勞動強度，同時，并改善了作業環境;

4.5 通過批量生產驗證，次世代治具生產線自動化設備工作單元運行穩定、可靠，生產效益得到了提升。

參考文獻：

[1]李光耀.《汽車內飾件設計與制造工藝》 ?機械工業出版社.2009.08.

[2]賈新穎.《汽車內飾門板總成的設計與工藝研究》.