轨道车辆不锈钢车体标准化生产线管理体系研究

轨道车辆不锈钢车体标准化生产线管理体系研究

冯东喆 裴起 魏诗萌

(中车长春轨道客车股份有限公司，吉林 长春 130062)

摘要：为了提升城市轨道交通车辆钢车体生产车间的生产效率和产品质量稳定性，对轨道车辆不锈钢车体的制造现状进行了深入调研，以精益生产线和节拍化生产工位制为研究对象，按照数字化、标准化的生产理念，提出了符合轨道交通领域的钢车体制造数字化构架平台，提升生产效率与控制生产成本；本文从现有钢车体的工艺生产流程以及标准化生产线管理体系两维度进行解读。

关键词：轨道交通 钢车体 生产线 标准化

1、前言

在国家十四五战略规划的指导下，传统制造业面临的企业转型，提质提能的内生压力愈发严峻，对城市轨道交通车辆制造企业而言内部市场竞争激烈，供给侧改革的需求迫切；构建新型轨道交通制造体系，促进轨道产业制造向中高端发展，实现制造强国具有重要意义。

2、车辆钢结构特点

车体一般分为底架、车顶、侧墙、端墙四大部件，结构部件主要为冷弯型钢、冲压件、铸件的组合拼焊形式；具有结构复杂、批量小、通用性差、品种多样的特点；焊接方法主要为点焊、惰性气体保护焊，为半自动式焊接，在数字互联互通方面具有劣势。

2、传统生产模式

钢结构从理念到实物主要经历3个阶段，分别为产品设计阶段、工艺设计阶段和生产制造阶段；

产品设计阶段从项目启动开始，由总体设计确定钢结构的基本框架及车辆断面，确定车辆的总尺寸；总尺寸确定后分发到相关接口部门做基础框架，由车体的底架、侧墙、车顶、端墙等部位设计师，根据数据库、项目要求等进行详细设计，该阶段生成EBOM、技术条件、采购条件以及二维图纸。

详细设计阶段的末期工艺设计阶段开始启动，此时工艺根据上游的EBOM拆分、转化形成MBOM；针对图纸的工艺性、可达性、成本、周期等多方面因素对二维图纸进行审核并沟通图纸细节；该阶段的末期工艺输出工艺布局、工艺方案、工艺规程、焊接文件等相关技术文件。

MBOM生效后，生产制造阶段开始启动，此时的主要以生产计划、生产订单为主，待生产部门、质量部门等相关单位组织并完成开工前准备后，进入产品试制阶段。此阶段会集中反馈现场异常问题，当首批车型全部生产完成，进入量产阶段。

图1 钢车体传统生产模式解析图

传统生产模式由于缺乏完整的工艺数据库，对工艺人员的个人经验要求高，图纸工艺性审核结果参差不齐，部分问题隐性化，转移至下一阶段，导致生产试制过程对现场指导依赖性强。

3、标准化产线模式

不锈钢车体标准化车间是基于不锈钢车体制造的业务流和信息流的融合，实现从产品设计到制造运营，再到生产线直达底层设备的全过程技术数据交互，重点对产品设计工艺协同、结构模块化、虚拟现实仿真、设备组网以及数据采集等关键技术进行重点研究。

工位制节拍化生产方式一实现生产目标为导向，围绕品质、效率和效益，通过节拍拉动生产，从作业单元、人员配置、作业分割、生产管理等方面，运用精益生产的工具和方法，消除浪费，持续改善，不断最求尽善尽美；

数字化产品设计协同是基于提高标准化、模块化产品研发能力和完善工艺仿真验证能力，提升系统内、外部协同水平，为产品研发和工艺设计全面推进数字化设计提供基础保障；

通过不断前期项目中大量各类标准件库、管路库等企业资源库进一步完善和整理，规范使用方法，建立更齐全的产品模型库。

通过结构模块化和设计工艺协同对设计方法和工艺流程进行固化，实现工艺设计与产品设计对接，达到工艺设计规范，流程顺畅。

为了提升工艺仿真验证能力，需采集现场信息，将设备数据、工装数据、工具数据、人员数据等引入到仿真优化系统中，扩充三维仿真及验证能力，形成适合生产业务特点的工艺仿真验证系统，在虚拟制造环境中进行规划、仿真和模拟，逐步融合现实生产环境，通过虚拟验证指导实际生产。

MOM系统是通过利用计算机软件技术、网络技术和数据库技术将先进的制造运营管理理念和制造运营管理过程进行固化，形成标准、通用、自动进行制造运营管理的软件系统，实现功能性软件集成的软件框架。

图2 标准化生产线管理体系

不锈钢车体车间以用户需求为前提、以数据现状为基础、以业务价值为标尺、以分析技术为手段，针对具体的业务问题，制定个性化的数据分析解决方案，通过图形化和三维技术展示，形成真实工厂的数字映像。减少每个工位中出现的随机性和不可预见性，可使工位节拍时间更标准可控，提高数据分析的效率及准确性。

4、结论

标准化车间是自动化、信息化、数字化融合的产物，是企业实现智能制造的基础。本文提出钢车体标准化车间的构建思路，以数字化产线和工位节拍为研究对象，建立了标准化车间的中体架构。钢车体标准生产线要做到与市场需求及科学技术紧密结合，要掌握大量数据、积累实践经验，使体系入围标准，具有可操作性及可实施性。标准生产线管理体系应根据实际情况，随时调整，实行滚动式管理，与产品标准体系及最新技术发展相适应，并具备高可实施性。

参考文献

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