軌道車輛電子類產品智能工作臺的應用實踐

李磊 武波 孫永剛

摘? 要：軌道車輛各類電子產品種類繁多，電子插件-PCBA-組裝-測試的典型工藝路線除了對物料和半成品的供給和周轉提出較高的要求之外，其組裝工序的作業復雜度也較高，作業效率和過程質量管控成為現場管理和工藝改善的重點之一。文章旨在以軌道交通電子通信類產品的產品分析、工藝改進為基礎，應用智能化軟硬件，構建符合產品和工藝特點的智能工作臺，對生產周期、作業效率、關鍵數據采集等方面對智能工作臺的應用效果進行評估。

關鍵詞：軌道車輛;智能制造;生產方式;智能工作臺;工藝分析

中圖分類號：U270 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）29-0178-03

Abstract： There are many kinds of electronic products for rail vehicles. The typical process route of electronic plug-in-PCBA-assembly-testing has not only posed higher requirements for the supply and turnover of materials and semi-finished products， but also has high operation complexity. Operation efficiency and process quality control have become one of the key points of on-site management and process improvement. Based on the product analysis and process improvement of rail transit electronic communication products， this paper aims to apply intelligent software and hardware to build an intelligent workbench in line with the characteristics of the product and process. The application effect of the intelligent workbench is evaluated in the aspects of production cycle， operation efficiency， key data collection and so on.

Keywords： rail vehicle; intelligent manufacturing; mode of production; intelligent worktable; process analysis

1 項目背景

近年來隨著軌道交通行業的持續穩定發展，軌道交通車輛配套核心部件的產品種類和需求數量也呈現不斷增長的趨勢。在深入推進產業升級、兩化融合的過程中，根據產品組裝過程較為復雜、物料種類較多且易出錯的情況、作業效率的穩定性存在改進空間等實際需求，我們開展了專項改善，旨在通過IE手法、各類分析工具、智能化工具、智能化軟硬件系統等手段探索并打造出符合自身需求且具備高效和引導作用的智能化應用平臺，使其服務于生產現場，并為后續產品研發設計、高效量產、持續改善提供有效支持。

1.1 生產方式選擇

立足于多品種、小批量的訂單需求，運用精益生產的理念，對生產方式的分析和策劃方法進行了整理和比較。

離散制造業生產方式通常可分為3類：產線式、單元式、按功能劃分式。結合國內外制造業領先企業的應用實踐，針對產品的持續產能需求采用PQ分析法，通常可參考圖1。

（1）當產量80%+產品比率20%（A組）時，產品品種少且產量穩定，可以保證設備運轉率，則適合產量大的產品生產，通常采取流水產線式生產方式。

（2）當產量95%+產品比率50%（B組）時，各產品的設備是專有化的，則適合中等產量具有差異較小工序的產品生產，通常采取單元工作站式生產方式。

（3）除此之外（C組）時，適用于各產品的設備沒有專有化，設備運轉率要求不高，產量較低的產品，通常采用按功能劃分的生產方式，如加工中心等。

1.2 生產方式的比較

如表1，根據事業部的產品需求預測，依據上述原則并結合產品結構和工藝分析，得出結論：單元式生產方式更符合我公司主型產品的交付要求，其主要有以下優點：

（1）靈活性高，易于應對多品種小批量生產和訂單變動。

（2）質量有保證，易于提升產品質量一致性。

（3）節省空間，可以消除過程停滯，縮短周期時間。

（4）節約設備投資，以多個小型設備的有效利用為前提。

（5）提高生產效率，能夠減少無附加值動作。

本文以電子類產品的智能工作臺應用為例，從需求調研和產品選型，工藝分析和改善、方案設計和制作、工作臺的實際應用等環節出發，通過智能工作臺的應用帶動工藝管理，加強了人、機器與信息系統的協作，使質量控制、追溯分析等要點管控，實現了最小工步智能化管理的目的。

2 項目方案設計

本項目主要針對軌道車輛電子類產品多品種小批量的需求特點，以精益化為主線，圍繞節拍化生產方式在智能化生產領域的實際應用，選取典型產品進行了智能工作臺實踐，具體如下：

2.1 目標產品選定

通過產品PQ分析，結合產品的應用和示范效果，以需求量中等、物料種類多、組裝工藝復雜和產品質量受作業熟練度影響大的產品作為候選目標的原則，確定了“監控屏類終端產品”為目標產品。