摘要：生产线规划及布置作为四大工艺中最复杂的工艺，其概括起来主要逐一考虑产能计算及节拍确定、主线输送方式选择、工序拆分及工位数量确定、侧围总成配送方式选择、总拼工位工艺方式确定、物流仓储规划、平面布置等方面。
关键词：焊装；规划；生产线
引文：作为汽车行业四大工艺之一，焊装工艺的重要性不言而喻，其对车身成型所肩负，从而为整车提供支撑框架的重要使命，除了要使外观造型得到保证之外，还必须保证总装所有零部件安装点的精度，故其工艺远比其他三大工艺复杂，生产线的规划及布置不仅需考虑精度保证、生产效率、配送物流、仓储存放诸多方面权衡，也受限于厂房面积及结构、涂装连廊等现有条件。没有十全十美的布置方案，只有当前最合适的布置方案。作为四大工艺中最复杂的工艺，生产线规划及布置概括起来主要从几个步骤着手：（1）产能计算及节拍确定；（2）主线输送方式选择；（3）工序拆分及工位数量确定；（4）侧围总成配送方式；（5）总拼工位结构方式；（6）物流仓储规划；（7）平面布置及仿真验证。下面就逐一展开介绍。
1产能计算及节拍确定
第一步的规划一定要有市场部及公司战略规划部门输入的年产能要求，根据产能要求计算出生产节拍及单工位作业时间，作为工序拆分及工位数量确定的主要数据，其计算方法如下：生产节拍（JPH）——每小时生产台数。生产天数——365个自然天数，扣除国家法定节假日及双休日，年生产天数大致按251天计算。每天生产时间——单班生产时间8小时、双班16小时、三班22.5小时计算。设备开动率——设备有效开动比例，焊装车间设备开动率规划时一般设定为90%。
2主线输送方式选择
主线输送方式对输送时间及效率其着决定作用，同时还决定了工位的有效作业时间，是工序拆分及工位数量确定的依据。主线输送方式目前常用的有往复杆输送、滚床滑撬输送、随行夹具输送3种方式，具体选用哪种方式需结合效率、节拍、成本综合考虑。
（1）往复杆输送
优点：价格低廉，输送可靠，占地面积小。缺点：输送效率较低，一般往复杆的输送时间达到28s（含举升、输送、下降、回退动作），只能直线输送，如工位数较多是只能分段布置，输送精度较差，需配合定位夹具使用。适用范围：一般用于低节拍、工位数量相对较少的生产线，如输送工位超过10个不建议选用。
（2）滚床滑撬输送
优点：价格适中，输送可靠，输送效率较高（输送时间可达到16s左右），输送不受距离限制，可任意转弯、布置灵活。缺点：需考虑空滑撬的回转方式及布置，会占用较多布置空间，动力滚床成本较高，输送精度较差，需配合定位夹具使用。适用范围：适用于节拍较高、工位数较多的生产线，目前汽车行业使用最为广泛。
（3）随行夹具输送
优点：输送效率最高，定位精度高，输送机构与定位夹具功能合一，不需要额外增加定位夹具，减少了升降时间，输送时间可达8s。缺点：单个输送随行夹具成本高，同时仍需动力滚床定位精度要求高，需考虑空滑撬的回转方式及布置，占用较多布置空间。适用范围：适用于50JPH以上超高节拍的焊装线布置。
3工序拆分及工位数确定
设计部门输入整体产品机构及图纸、工艺路线，界定焊装工艺内容，再拆分工艺到单个工位，需遵循以下原则：（1）点焊一般按平均每个焊点3s作业时间进行综合测算；（2）弧焊由于烟尘排放、工作效率较低，需尽量集中布置，避免分散；（3）装件、取件、夹具夹紧与打开可根据过往经验设定作业时间；（4）单工位有效工作时间+输送时间不得大于工位作业时间；（5）需考虑输送布置中的工位损失。
4侧围总成输送方式
侧围对表面质量要求高，其总成大部分属于A级外观面，所以其输送方式需综合考虑输送效率，是否需要库存、侧围线的布置区域等因素确定，可分为单侧围输送和双侧围配套输送两种，输送方式各有优劣。
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（1）单侧围输送
优点：成本低，抓具与输送一体，无需单独设置吊具及抓手；缺点：（a）只能一个总成输送工作完成后才能返回输送下一个总成，节拍较低；（b）无缓冲库存，当侧围线出现异常时会直接影响整条生产线停线，无缓冲余地；（c）侧围输送后需配合翻转夹具使用。适用范围：适用与节拍相对较低的焊装线，且侧围线需布置在主线两侧，总拼工位必须配合翻转夹具使用。
（2）双侧围配套输送
优点：输送效率高，可灵活制定缓冲库存，且不受输送距离限制，可总拼工位夹具方式可灵活选用。缺点：需配合自动抓手或抓件机器人使用，成本高。适用范围：适用于高节拍生产线，针对车间面积大，侧围线距离主线较远时。
5总拼工位结构方式
总拼工位机构方式需对侧围输送方式结合考虑，其被场地、生产车型种类限制，常用的有翻转滑台和可切换柔性滑台、背扣式3种。
（1）翻转滑台
通过翻转夹具将侧围从水平翻转90°，利用滑台拼装侧围，该方式可与侧围输送方式配合单侧侧围输送方式使用，不用预装侧围，直接拼焊，但效率偏低，不适合高节拍生产线。
（2）可切换柔性滑台
可切换柔性滑台主要由滑台基座、可切换夹具两部分组成，夹具可以整体切换，通过切换生产不同平台车型，生产效率较高，但由于两侧滑台庞大，无法预装侧围，需额外增加预装工位。
（3）背扣式
背扣式在顶部设置转动铰链机构连接两侧夹具，往下旋转后扣在侧围上定位焊接，其主要的优势是生产效率高，但柔性差，只能生产单一车型，且必须增加预装工位，如果单一车型产量高的情况下采用较多。总拼工位的形式多样，不限于以上3种形式，可根据实际情况因地制宜，选择总拼方案，只要保证车身精度与效率兼顾，适合当前形式需求即可。但不管哪一种方案，都必须制定合适长宽高三维尺寸要求，为同步工程及平面布置提供数据输入。
6物流仓储规划
物流仓储规划应结合工艺布置、生产节拍综合考虑，大致应遵循以下原则：（1）仓储区域大小应满足基本库存要求。基本库存一般不少于2小时消耗量，应根据零件总数，零件工位器具尺寸、装框数量计算仓储区域面积，确保面积不小于2小时库存需求面积。（2）仓储区域应靠近在车间物流门及厂区物流通道。（3）结合物流效率与场地节约性考虑，焊装线之间的物流通道宽度一般3m左右。（4）所有需要装件的工位均需预留物流通道，保证配送空间。（5）物流方向不能与车身整体流向相反。
7平面布置及仿真验证
平面布置应对厂房结构以及前面确定的工位数量、侧围输送方式、总拼工位三维尺寸数据等进行布置及仿真模拟所结合，以使厂房结构及工艺规划的可行性得到验证。具体过程中应注意以下事项：（1）所有需要装配零件的工位两侧均需布置物流通道及配送空间；（2）根据侧围配送方式，单侧围配送需保证侧围线布置在主线两侧，否则无法实现侧围配送；（3）应避开厂房钢结构，避免钢结构立柱在工位中间或者物流通道中间；（4）所有夹具、设备、工位器具、厂房结构等均按1∶1实际尺寸布置；（5）受厂房结构限制，需要转弯时，需充分考虑因此损失的作业工位，因为旋转滚床工位是无法作业的；（6）线体宽度应结合作业空间、工位器具摆放空间、夹具及设备尺寸综合考虑；（7）前舱、地板、门总成等分件焊接的区域，应尽量靠近其总成上线的位置；（8）所有布置完成后，应充分检查是否存在干涉区域，如存在即时调整布置。
8结语
通过以上步骤，基本完成焊装生产线规划及仿真，并验证焊装工艺是否合理，如厂房面积不够或工艺实施困难，应立即制定对策，重新审视工艺规划及生产线规划的内容，做出必要的调整，这是规划与仿真验证的根本目的所在。
参考文献
[1]高元伟.汽车车身焊接技术[M].北京：人民邮电出版社，2009.
[2]李文忠，高保雷，邵丹.浅析汽车车身的焊接工艺设计[J].汽车工艺与材料，2006（2）：18-21.
论文作者:阮喆
论文发表刊物:《基层建设》2017年1期
论文发表时间:2017/4/12
标签：工位论文; 夹具论文; 方式论文; 节拍论文; 工艺论文; 生产线论文; 作业论文; 《基层建设》2017年1期论文;