汽车制造总装配车间工艺布置设计方案评价

汽车制造总装配车间工艺布置设计方案评价

汪耀光张晨哲

华晨汽车集团控股有限公司辽宁沈阳110000

摘要：本文主要针对汽车制造总装配车间的工艺布置展开探讨，分析了在汽车制造过程中，如何进行总装配车间工艺布置设计，并分析了设计方案的一些方法和评价措施，希望能够为今后的汽车制造总装配车间工艺布置工作提供参考。

关键词：汽车制造，总装配车间，工艺布置，设计方案

前言：在汽车制造总装配车间的工艺布置过程中，一定要采取更加科学合理的布置方案和设计的措施，进而提高其整体的布置效果，所以，在今后的汽车制造总装配车间，工艺布置过程中，要明确其设计方案的科学性。

1、工艺布置设计基本要求

以某汽车厂总装配车间为例，为了进一步提高本车间装配能力，提升工作效率，拟针对本车间进行合理改造。为了使本车间工艺布置设计方案更加合理，要求首先明确本车间在工艺布置设计方面的基本要求：

首先，从生产纲领的角度上来说，这一要求是汽车制造企业高层决策人员根据启辰成品市场定位，市场份额，以及市场发展潜力所制定的，其所指的是本车间的最大生产能力。对于该总装配车间而言，原有生产纲领为12万辆/a，改造后生产纲领需要提高至15万辆/a。

其次，从生产班制的角度上来说，这一要求是汽车制造企业管理者以生产纲领为依据，结合本企业自身规模以及运行成本等方面的特点所制定的，是本车间生产作业中所必须遵循的基本制度。对于该总装配车间而言，原有生产班制为250d/a，2班运转模式，每班工作时间为460.0min/d，改造后未对生产班制进行调整。

再次，从综合运转率的角度上来说，这一要求是总装配车间技术人员根据已有工作经验，在综合对生产、质量、设备、以及配套件等相关停产因素进行考虑的基础之上，参考同类汽车制造上所得出的，其所指的是运转效率的均值。对于本总装配车间来说，原有综合运转率为85%，平均存在15%停产因素。改造后综合运转率要求提高至90%，仅余10%停产因素。

最后，从节拍的角度上来说，这一要求是根据上述生产纲领、生产班制、以及综合运转率的取值，通过一定的计算方式得出的，具体的计算方式为“节拍（s/辆）=生产时间（s）*综合运转率（min/d）/生产纲领（辆/a）”。因此，对于本总装车间而言，改造后节拍应当控制为83.0s/辆。

2、汽车总布置设计

总布置，又称总体布置，总体设计。是将整车所有零部件及驾驶员和乘员安放在合适合理的位置，使其充分发挥各自的功能，且满足企业、顾客及相关法律法规等要求，确保车辆是一个和谐的整体。通过数年的发展，总布置工作逐渐向5个方向发展。

2.1平台化研究

主要研究全新平台的设计与开发，及在现有平台上的新车型开发。平台化研究可以帮助企业做好未来产品规划；可以缩短新车型开发时间；可以共用供应商、生产线及试验成果，增加通用件、沿用件的利用，从而减少开发和生产成本。

2.2造型与工程集成

造型师往往只注重必要的设计元素，而工程师可能只会过度关注零部件。缺少了总布置工程师，造型师与零部件工程师之间就少了一座桥梁。总布置工程师会综合考虑造型上的需求，同时还会兼顾零部件的工程约束和整车一些整体需求。

2.3整车架构

整车架构可以分为两个方面的工作：方案设计和DMU校核。在整车设计的前期，只有造型面的情况下，总布置工程师需要提出各种可行的方案，以将整车所有的零部件放置在合理的位置上。在相关设计进行到一定的阶段，需要校核各零部件是否满足结构、安装、维修、安全、噪声、热、振动等各方面的要求，以决定是否需要进行设计更改，以提出新一轮的方案并进行检查。

2.4人机工程

人机工程主要分为乘员的基本舒适性、储物空间及人机界面。乘员的基本舒适性可以从人体坐姿和周边空间、上下车方便性及视野三方面考虑；储物空间需要从乘员周围和行李箱进行分析；人机界面需要从机器设备的舒适性、可接触性、可视性和逻辑性，以及人的操作习惯、逻辑思维等方面进行分析。

2.5法律、法规研究

总布置所需要考虑的法律法规主要是从整车角度出发，校核其是否满足相关设计要求。

3、总装车间布局方案

总装车间的布局方案是本车间展开设备安装、人员配置、定制管理、以及土建施工等相关作业的基本依据与基础，车间布局方案的设计需要在满足工艺要求的基础之上开展。

在总装车间布局方案的设计中，需要特别重视对车间形式的分析工作。结合已有的实践工作经验来看，车间的基本形式主要受到工位走向以及工位数两个指标的影响。其中，工位数的计算方式为：

工位数=装配工时/（节拍*每工位人数）；

而对于工位走向而言，主要是在考虑物流方式、主生产线与分装线连接方式的基础之上确定的。以此为基础，加入对物流通道、预留空间、以及辅助设施空间的布置，就基本能够确定整个总装配车间的形式。

对于本总装配车间而言，在进行改造前，车间内共设置为152个工位，采取双层生产布局模式，一层中设置底盘线、最终装配车间、以及2*整车质量检测线，二层则设置的车身体储存线以及2*内部装饰线。很显然，这种布局方式存在一定的局限性，二层生产线的运行完全依赖于连接1～2层的电梯，在高效率运行的条件下容易导致产能的提升受到制约。并且，布置于二层的生产线过长，在制品数量明显降低，大量人力、物力被严重消耗。

针对此问题，对总装配车间工艺布置方案进行改进，改进的整体思路是：维持总装配车间内152个工位数保持不变，二层中取消2*内部装饰线，仅保留车身储存线，1层则增加2*内部装饰线，同时新增升降机，直接将车身自二层储存区转移至一层内饰生产线上。内饰线侧增设仪表分装线，完成对车辆内部相关仪表的装配工作。根据这一思路，整个装配车间的关键工艺划分为内饰线、底盘线、终检线、分装线、检测线这几个方面。

4、基于FLEXSIM的生产车间布局优化

工艺布局，又称为功能布局。功能布局是将所有相同类型的资源放于同一区域的一种布局形式。工艺布局根据资源的功能特征对其进行分组，当产品品种多而生产批量小时，工艺布局将能提供最大的制造柔性。它适用于同类产品多，产量低，中小批量的生产车间。这种布局方法有利于降低运输成本，平衡同组设备的负荷并且该布局方法设备成本较低且易维护，但它的物流流动时间长，工序相互冲突，会造成大量制造成本的浪费。

固定位置布局十分适用于车间的建造和装配，时刻可以了解工人和制造设施沿着产品移动。其特点为产品不动，制造设备与人员沿着产品移动，但它缺乏存货空间，控制系统复杂，管理负担高。和工艺布局相对应的是单元布局，其中单元布局是将车间内的设施划分成若干个制造单元，以单元为基本单位组织生产。混合布局是指在车间内，并非只有单一的布局形式存在，而是存在产品布局、工艺布局和固定位布局并存的一种布局形式。这种布局形式发挥多种布局形式的优点，避免各自的缺点。

通过对车间原布局进行了FLEXSIM的建模与仿真，从仿真能够中分析出了不足之处并提出合理的改善方案。最后在FLEXSIM中建立了更加优化的布局方案的模型，并进行了仿真。才能够拥有适量的缓存容量、正确的仿真策略、准确的调度原则可以提高现有设备布局条件下车间生产系统的整体效率。

结束语：

综上所述，汽车制造总装配车间工艺布置设计方案有很多，要选择更加科学合理的设计方案，才能够提高设计的水平，本文总结了工艺布置设计方案的评价措施，可供仅供参考和借鉴。

参考文献：

[1]栗移新，殷红幸.汽车总装车间规划中的同步工艺开发[J].装备制造技术，2018，（3）：56-57.

[2]张华强.论汽车制造企业总装车间的班组管理工作[J].标准科学，2018，（6）：12-15.