提高工艺规划的时间与效率--生产线线平衡分析

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欢迎访问e展厅 展厅 3 PDM/PLM/CAPP展厅 图文档管理系统, CAPP... 1 前言 当前，国内大多数汽车整车厂的总装车间工艺规划都是参考前期车型规划方案及经验性的手动设计工艺规划流程图，然后根据研发生产样车进行装配进行前期验证和生产车间实际情况进行适当调整。整个总装车间工艺规划过程都是依靠工艺员的经验来设计完成的。从而项目在工艺规划上时间周期长，实际应用效率低。 2 总装车间工艺规划中的应用 华晨金杯汽车有限公司作为国内汽车行业自主品牌先行者，在国内汽车车间工艺规划中有着独到之处。但随着公司车型不断增多及更新，新工厂项目的逐步启动，单纯依靠以前的工艺规划经验已经远远达不到未来公司发展的要求。而在规划中我们也遇到了发展的瓶颈，例如：不能高效的分析及编辑工艺流程和操作次序;不能直观参看分析操作约束关系;最为严重的是急剧增加的新车型和纷杂的车型配置，在混线生产的生产平衡分析及柔性化的工艺流程安排等等。为了解决上述遇到的问题，缩短工艺规划时间从而尽早发现工艺规划中的错误，加快新工厂建设，工艺部部署了全球知名的siemens公司的Tecnomatix系统，并实施了相关的解决方案，特别是在总装车间自动线平衡解决方案上，不仅节约了规划时间，提高了分析效率，更重要的是能与我们工艺员的经验结合，从而优化我们的工艺规划流程。 2.1 总装车间的特点 汽车总装的基本过程就是采用手动(或者手动加机械手辅助)的手段，按次序将零部件装配到移动的车身上，最终生成汽车的成品。在过去的十几年中，随着汽车产品型号的急剧增加，产品配置越来越复杂，总装的混流生产变得非常普遍，总装生产线成为汽车制造商在规划设计过程中最费时间的部分。总体来说，总装工艺和制造的特点及发展趋势如下： (1) 制造过程属于高度劳动力密集类型，存在若干优化目标：a) 优化劳动力价值，充分利用在线作业时间;b) 平衡整个生产线，使产出最大化;c) 满足人机工程和要求，实现安全生产;d) 满足物流的需求，实现准时制造。要实现制造过程中效率和质量的最大化，就必须对各个工序进行非常详细的理解和定义，即进行详细的工艺规划。 (2) 汽车产品复杂，装配任务的数量巨大，多个品种混流生产，在投产前验证和优化装配工艺规划以及在投产后对生产过程进行高效的管理都变得至关重要。以上海大众为例，它计划在三年内引进7 到12 种新车型，并进行柔性混线制造，产量提高到每天2500 辆，因此，规划部门的压力也越来越大，它们必须不断提高规划能力，提高规划的质量和效率。 (3) 总装混流生产线由相对确定和静态的特性向不确定和动态的特性转变。在大规模定制环境下，生产的对象需要根据客户需求的变化而在一定范围内变化，有时产品对象会超出生产线设计时预定的能力，因此生产线应具备动态调整的能力，通过快速调整工位、物料传输系统、以及工装夹具等来适应新产品类型的插入。 (4) 提高工艺规划的“共用性”，在全球范围内创建和重复使用最佳的工艺规划实践。体现为：a) 各个车型间共享制造规划信息，提高复用比例，减少重复工作;b) 在分布于全球的各个工厂(这些工厂可能进行相同的总装工作)间共享制造规划信息。 2.2 实际应用及结果 2.2.1 规划前期的数据准备及导入 Tecnomatix是一个完整的规划和制造工艺信息平台，有着强大工艺规划的信息管理功能。为了总装车间装配生产线平衡更加准确，线平衡需要更多前期规划的数据，包括：零件库﹑资源库﹑工艺库等。通过这些所需数据建立总转工艺的标准资源库和标准工艺库。这样在实际的项目中，这样大大减少纷繁表格的查找应用。 2.2.2 工艺库资源的约束 工艺库资源的约束，是根据整车零件的安装顺序关系。Tecnomatix最大的优点就是操作界面十分的直观，并可以检验约束是否有错误操作。这样给后期验证约束错误减少了论证的时间。在此，在根据MTM分析工时后，再对A级车间装配线内饰二工艺流程装配顺序进行约束。特别是A级车后保险杠的约束关系十分繁多，但约束关系十分清晰明确。 2.2.3 进行自动线平衡分析 自动线平衡分析的应用，不仅缩短了以前经验性的手动设计工艺规划流程图的耗时及后期根据现场实际情况的大量调整时间，更重要的自动线平衡给项目提供了大量的理论技术依据，并有效清晰的输出分析报告。这样无论在后期研究工艺规划合理性以及未来新项目的实施都提高宝贵的技术资料，从而避免资源的无序使用。通过利用自动线平衡工具，将相关操作自动操作到工位上，同时考虑到操作工人工作时间平衡。自动线平衡为粗规划，后续将利用手动线平衡根据工时对操作进行分配，使得每一个工位符合节拍要求，操作工人工作负荷平衡，工位操作柔性大为今后混线生产及新车型做准备，从而提高生产线性能。在建立线平衡分析上主要分为了三部分分析内容：1.工时的平衡分析;2.工位柔性分析;3输出总的工艺流程图。 自动线平衡的工艺粗规划，到手动平衡的工艺细规划，都是按着以往前期项目规划流程及思路进行的。只是前期工艺粗规划上利用Tecnomatix软件中的自动线平衡系统，从而大大节约了我们验证工艺流程图合理性的时间。自动线平衡的表格不单单输出工艺流程图的规划，并且根据前期按配置的数据导入，还可以按工位的安装零件清晰的分出不同配置所需零件表格。此表格的输出为后期的混线生产分析提供了较好的工艺规划依据，特别总装车间是在A1与A2车型混产上相同零件较多，所以在两车不同零件上我们可以按着不同配置分配进行约束，从而避免在工艺流程及物料摆放上出现错误，降低了大量的验证时间。 3 结论 综上所述，自动线平衡的正确分析及手动线平衡的调整都是建立在前期大量的数据建立，包括产品库、资源库、工艺库、生产线的建立、工时的定义等等才能输出有效准确的自动线平衡表格。这些资源的建立，为后期新项目奠定了原始数据的基础。更重要的是使用Tecnomatix后比以前规划项目有了如下提高： (1)前期工艺流程及线平衡分析的验证时间缩短 (2)工艺资源重复利用 (3)投资成本的降低 (4)为今后规划项目实现了标准化 而Tecnomatix自动线平衡系统的应用，为我们项目前期规划大量时间验证合理性提供了有效地解决方案。最重要的为混线生产及多配置车型提供了大量理论技术依据及相关参考数据分析，大大提高了我们工艺流程上的安排准确性和规划时间效率。在定义项目标准化上，通过结合我们项目组的标准重新定义了标准化，从而为今后的项目规划上及项目建立流程上实现了统一。 汽车制造行业一直是国内先进制造技术应用的聚集地，企业不仅要有较好的制造设备条件，更重要IT 应用基础，实施数字化制造既是大势所趋，也是形势所迫，一方面，国家的方针政策引导它们不断进行创新，“建立创新体制，形成自主发展能力”是中国汽车行业“十一五规划”提出的九个战略目标之一，汽车制造业要增强创新能力，就离不开产品设计的数字化、工艺规划的数字化和生产管理的数字化;另一方面，市场竞争促使企业从传统制造模式向数字化制造模式转变，在产品越来越复杂、生产设备和制造系统日趋复杂和昂贵的情况下，只有引入数字化制造技术中的虚拟验证功能，并通过定量的手段来分析和优化制造工艺，才能保证在可制造的前提下，实现快速、低成本和高质量的制造。 值得骄傲的是，我公司工艺部早在2006年就开始关注数字化制造，并在今年总装工艺处率先尝试实施数字化制造，这对数字化制造在工艺部广泛应用无疑将起到很好的推动作用。当然，在实施数字化制造过程中遇到的一些困难和挑战也不能回避。实施数字化制造是一项复杂的系统工程，投资巨大，如果采用的技术手段和实施方法不合适，还会存在着一定的风险。因此，我们既需要借鉴国外的成功经验，也要注意到本公司在管理、技术积累、IT 应用等方面的差距，必须采取一种适合于中国国情的实施模式。 相信在新工厂项目中，数字化制造必将在我公司中开花结果，并实现其应用价值。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (11/24/2010)