新能源汽车总装车间生产模式探讨

汽车   2024-10-08 20:31   上海  

在现代制造业的革新浪潮中,一种整合了强制流水作业与柔性生产理念的独特模式正逐渐成为焦点。此模式的核心特色在于,它巧妙地将流水线的固定布局与非固定布局相融合,使得生产工位兼具稳定性和灵活性。具体到新能源汽车总装车间的应用场景,这意味着生产线不仅能够遵循既定的工序流程高效运作,确保标准化产品的高质量产出,同时也能敏捷响应个性化定制需求,通过动态调整工位布局和生产序列,迅速匹配客户的特定要求。

本文立足于行业前沿,围绕新能源汽车总装车间的最新设计规划,深度解析了这一创新生产模式的运作机制与实践效益。我们旨在揭示,通过精确调控标准化与定制化之间的平衡点,如何在保证生产效率和产品质量的同时,有效满足市场多元化的需求趋势,推动新能源汽车产业的可持续发展。

这一生产模式的成功实施,关键在于实现技术、管理与市场需求的无缝对接。它不仅依赖于先进的制造技术和智能化的信息系统,还要求企业具备灵活的供应链管理和卓越的人才培养体系,确保从设计研发到生产交付的全链条协同优化。

综上所述,强制流水与柔性化相结合的生产模式,为新能源汽车行业提供了全新的视角和解决方案,它不仅促进了生产效率的提升,更引领了行业向更加个性化、智能化的方向迈进。通过对这一模式的深入研究与实践,企业能够更好地应对市场挑战,把握未来发展机遇。

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总装车间的任务




一家新兴的制造企业,其最新设立的总装车间肩负着纯电动乘用车从物料筹备到最终交付的全过程管理,包括但不限于车身内部装饰、底盘组装、整车集成、特定组件安装、全面的质量检验与调试,以及必要的返工处理和产品交付手续。为确保高效运作,该车间实行双班倒的工作安排,全年共计运营250个工作日,每班次工作时长为8小时,生产节奏设定为每小时45台车辆的高标准输出。

简而言之,这家企业的总装车间是纯电动乘用车生产链上的关键节点,从零部件的精细组装到整车的性能验证,每个环节都严格遵循精益生产的理念,力求在有限的时间内最大化产出质量可靠的产品。通过实施双班制,不仅延长了生产时间窗口,提高了设备利用率,也确保了年度产能目标的顺利达成,充分体现了现代化制造企业在生产组织与管理上的先进性与高效性。

该车间的高效生产模式,不仅是企业核心竞争力的体现,也是行业发展趋势的缩影。面对日益激烈的市场竞争,企业通过优化生产流程,提升自动化水平,强化质量控制,不仅能够满足市场对高效率、高品质产品的需求,同时也为企业赢得了宝贵的市场口碑和客户信任。

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工艺设计原则




1.规划定位

总装车间的规划定位为高度柔性化,在关键或差异化工位采用装配岛的方式,其余工位采用传统成线的形式进行装配,同时结合国内外同类型工厂的优点,采用适合本公司特点的工艺方法和检测技术,在确保产品质量、提高劳动效率的前提下,以经济性的投资创造出良好的效益。

2.车间内的工段分工

按产品结构特点和工艺要求,总装车间划分为5个工段。

1)准备工段:负责各个线物料的分拣和发送。

2)内饰工段:负责车身的内饰装配及相关部件分装。

3)底盘工段:负责整车底盘装配,相应底盘部件的分装,如电机的分装、前悬架和后悬架、电池合装。

4)最终工段:负责整车的最后装配、液体加注、下线前的检查和调整。

5)检测返修工段:负责整车下线后的出厂检测、调整、故障排除以及产品质量评审等工作。

3. 车间布置

根据厂区内各车间之间的生产流程关系和总平面布置,结合总装车间的工艺流程,合理地确定总装车间的平面布置,使车间物流顺畅,功能分区清晰,且具有良好的采光通风条件。

4. 设备选用

在确保生产效能与产品品质的基础上,我们优先考虑采用本土制造的设备资源。对于非标准装备的选择与设计,我们致力于实现其通用兼容性,或是只需微调即可适应未来新品的制造需求,以此来灵活应对市场的多样化挑战。然而,针对国内目前尚无法供应或技术尚未成熟的部分关键设备,为了严守产品品质的高标准,计划引进海外先进技术。在本方案中,拟议的进口设备主要包括:真空加注装置、多功能紧固设备、玻璃涂胶自动化机械臂以及综合检测系统等。

简而言之,我们的策略是在充分利用国内现有技术优势的同时,适度引入国际先进设备,以填补本土技术空白,确保生产线的整体效能与产品品质达到国际一流水平。这一做法不仅有助于提升企业的核心竞争力,也为国内制造业的技术升级与创新探索开辟了新的路径。

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主要工艺




1. 工艺布置

为了确保总装车间的物流运作与整个厂区的物流体系协调一致,并考虑到生产管理的便捷性及未来的扩展需求,我们进行了以下的车间布局规划:主要生产线采取并行排列,沿东西轴线展开,居于车间中心地带;在车间的南部与西部,特别设置了卸货遮雨设施;各类物流区域则紧邻主生产线布局,以提高物料流转效率;至于整车检测及返修区,则被安排在车间北部,邻近试车跑道,便于检测后的直接路试与快速反馈。
简言之,通过精心规划,我们不仅优化了车间内的物流路径,减少了无效搬运,还为后续的产能扩张预留了空间,确保了生产流程的顺畅与高效,同时也为产品的质量控制与改进创造了有利条件。这一布局方案充分体现了前瞻性与实用性的完美结合,为车间的高效运作奠定了坚实基础。

2. 主要生产线选型

车身储存线,目前各大同级别车企常用的有平库和立库。相对于平库,立库具有更多的优势:提高了车身的排序响应速度,减少了出错率,更易于扩展,柔性化更高。此次规划中,车身储存线选取的是立库形式。

内饰线采用AGV输送形式。AGV输送线与传统的滑板线功能类似,但有更多的优势:AGV可与车型信息进行绑定,实时知道生产车辆的准确位置,更加信息化、智能化;可实时调整工艺速度及工位节距,同时方便有装配质量问题的车辆下线处理,更加灵活、柔性化;生产线不用做地坑基础,可节约土建施工费用及缩短项目建设周期;生产线后期线路改造或搬迁,更简单容易且费用低。该规划中内饰线采用AGV输送线,如图1所示。

图 1 内饰线(AGV 输送线)


底盘线采用高柔性、可根据车型适配升降高度的可升降吊具线(EMS+VAC),如图2所示。该装配形式具备卓越的装配人机工程受到业内主机厂的高度推荐。底盘拼合是整车总装最关键的工序,采用柔性的EMS+VAC和AGV组合完成,如图3所示。

图 2 底盘线(EMS+VAC)

图 3 底盘拼合(EMS+VAC+AGV)


最终线主要负责完成座椅、车门的安装以及液体加注、下线前的检查和调整,这些工作都是车身外围的工作,相对于传统的滑板线或者板链线,AGV输送线完全可以实现,且更具优势。

检测线主要完成整车功能性及性能性指标参数检测。比如:四轮定位、侧滑、制动、综合转毂测试及整车密封性测试等,以满足国家相关法规规范。

在关键或差异化工位,采用装配岛的方式,主要涉及车门、风窗玻璃、天幕、侧窗玻璃、座椅和轮胎等装配。

该规划方案中内饰线、底盘线和最终线都采用成线的形式,与传统强制流水线一致,在各个线中间,根据关键或者差异化工位需求,穿插一些手动或者自动装配岛,实现高度柔性化生产需求。这种强制流水与柔性化相结合的工艺生产模式,根据客户定制化产品需要,采用流水线固定布局+无固定布局,工位既有固定布置,又有灵活布置,既有定序生产,又能结合客户需求,灵活布置。

其余分装线、车门线和前后悬分装线等都采用AGV线,兼顾效率与柔性,报交线采用塑料板链。

整体规划的主要生产线选型如表所示。


3. 工艺规划总装车间工艺流程如图4所示。

图 4 车间工艺流程


(1)车身从立库通过输送线转运到达总装车间,在内饰转接工位通过机器人把车身放到内饰AGV上。

(2)内饰线采用装配岛+AGV线+装配岛形式。在内饰AGV线前设置拆车门装配岛,然后是内饰线AGV,进行内饰通用件的装配,然后进入差异化装配岛(选装)或直接进入底盘转接工位。通过升降机转入底盘线,进行底盘装配,内饰线的AGV返回到起始端转接位接下一个车身。

(3)底盘装配采用可升降吊具(EMS+VAC),符合传统的吊挂方案。底盘合装采用整体AGV合装方式。

(4)最终装配采用装配岛+AGV线,完成底盘装配的整车随吊具进入转接升降机,通过升降机将车身落到最终线AGV上。AGV带着车身进入车门装配岛,进行车门装配,然后进入关键工位装配岛,进行轮胎装配、自动加注等作业,完成自动装配后,进入AGV流水线进行最终装配,包括外观检查和调整,最后下线。

(5)整车下线后进入检测线进行出厂检测,测试项目包括四轮定位、前照灯、侧滑、转毂(DVT)试验、制动测试、底盘检查,然后进行整车密封性测试和淋雨试验,最后通过报交线进行交付性检查。

4. 物料输送

(1)内饰线、最终线、车门线的物料采用SPS小车配送,物流人员根据生产顺序将每辆车所需的零件进行分拣、排序,SPS小车随对应车型一起前进,直到小车内零件装配完成。该物流输送方式在降低工人装配强度的同时,也提高了装配效率。

(2)轮胎、座椅、保险杠、仪表板等大件采用AGV直接输送到工位。



结论

本文基于目前规划的新工厂总装车间工艺需求,对强制流水与柔性化相结合的工艺生产模式进行了分析。该生产模式相比于传统的强制流水生产模式,有更好的灵活性,可以更好地适应客户定制化生产需求,相对于全柔性生产模式,可以兼顾效率。该生产模式中,内饰线、底盘线、最终线按照传统的固定成线布置,中间穿插自动装配岛和人工装配岛,对不同的产品实现差异化装配,以适应多种产品共线生产需求,该生产模式更加灵活,且具有可拓展性。

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