为迈凯轮MP4-12C发动机打造创新工厂

作者：Stuart Birch

欢迎访问e展厅 展厅 1 发动机展厅 汽油发动机, 柴油机, 船用柴油机, 天然气发动机, 气缸及部件, ... 为迈凯轮MP4-12C高性能的动力系统规划并建造一家小型的组装厂（600平方米）对任何发动机制造商来说都是一个不小的挑战。而对汽车工程及咨询公司里卡多（Ricardo）来说，发动机制造还是第一次。里卡多公司不仅深入参与了迈凯轮M838T V8发动机的设计与开发工作，还全揽了这款发动机的生产与制造，而且需要在短短的18个月内在非常紧凑的区域内完成这项任务。 这个小型工厂的生产线配备了10个工作站，具备进料检查和在线零部件输送功能。该产线设置在里卡多位于英国南部Shoreham技术中心中。MacDonald Humfrey Automation（MHA）及其兄弟公司Exmac Automation在工厂的建设中起到了关键的作用，基本从零开始将该工厂建成。 每个工作站都有一个人机界面操作HMI系统，由MacDonald Humfrey公司提供。该系统会根据每一个组装步骤的要求为工人的操作提供精确的指导。每个工作站上采用的工具和组装设备都与系统相连，直接将每台发动机的数据记录到主保修数据库中，为最终产品提供可追溯性。 每个工作站通过HMI系统进行联锁，这样可以保证所有的操作和检查都完成且信息录入数据库后才能够进入到下一个工作站。 除了主生产线，该小型工厂还包含汽缸盖分装线、配装区以及下线热态测试单元，可以保证每一台发动机的性能都可以得到完全的测试和验证。 “因为工厂比较小，生产输送系统的设计尤其具备挑战性。此外，50分钟的总装配生产周期也带来了一定的挑战。不过这个时间周期相对比较长，因为每个班次仅组装8台发动机，产量较低。”里卡多技术专家Dave Thompson解释道。 Exmac公司的物料搬运系统可以让操作工人将发动机缸体装载在产线上，还可以在每个工作台上进行翻转操作。此外，该系统允许进行手动转位，让工人对组装流程有更多的掌控性，可以随意调节生产周期，这样里卡多公司也可以根据需要针对不同型号的发动机进行批量生产。 Exmac设计了这条包含10个工作站的产线，其目的是要尽量减少生产区域的占地面积。发动机缸体固定在轻型起重小车上，采用竖直方向安装的轻型回转支撑和快放板。快放板与发动机警铃壳上的托架搭配使用。 发动机位置锁定后，安装人员可以对其进行360度旋转，便于各个位置的操作。当一号工作站所有装配工作都完成后，Exmac的控制系统可以让安装人员将起重小车锁定在固定位置，直到二号工作站准备好。然后在系统允许的情况下，起重小车被推向二号工作站，同样其位置会被锁定，直到二号工作站装配工作完成。整个生产线都会按照这样的流程进行下去。 如果任何一个工作站出现问题，起重小车会继续移动到产线的末端，然后会移开固定在锁定位置，发动机会根据需要进行重新配置。之后小车和发动机会回到一号工作站，接着移动到合适的位置，让发动机继续完成组装过程。 Exmac设计的机械琐止系统可以在每个工作站上定位小车的位置，将其锁定，同时确保在HMI系统没有确认操作员已经完成所有工作前是不会打开的。 针对该产线采用的HMI系统，MacDonald Humfrey公司项目经理Paul Crosbie表示，里卡多还设想了一个定制的跟踪系统，为其生产工程师提供所有的操作任务清单，他们可以对其进行调整和更改。举例来说，他们可以设置一步步的任务指示说明，告诉操作人员怎样装配，他们还可以给每项任务分配时间，对生产周期进行时间量化。 HMI系统还要将所有的操作集中起来，确定所有的任务都已经完成。这意味着每一步的操作都要有单独的控制程序。这种HMI系统必须根据实际的需求进行定制化开发。所幸的是，MacDonald Humfrey公司之前在为阿斯顿-马丁、宝马及捷豹路虎等公司进行系统开发过程中积累了丰富的经验。 为里卡多发动机装配线开发的HMI系统在整个生产线的过程中都采用按步骤操作的方式，通过每个工作站的屏幕显示具体的信息和视图指示，甚至包含每一个螺栓拧紧及扭矩设定的指示性操作。针对螺栓拧紧的操作，屏幕会标亮当前需要拧紧的螺栓。绿灯表明该螺栓已经被拧紧，然后就会标亮下一个需要被拧紧的螺栓。 生产线中所有机械操作如停机、按键以及工具的互锁等均采用西门子可编程逻辑控制器进行驱动。控制器的另一端通过基于服务器的PC系统进行控制，负责运行所有的安装指示并记录所有的信息。每台发动机的型号在进行组装前都会扫描到系统中，同时确保接下来所有的操作都要记录在该型号发动机的目录下。 所有的数据都会录入到MacDonald Humfrey公司的MachPick电子标签系统中，防止零部件在拾取的时候出错。该系统可以进行用户自定义，可以设置为顺序拾取或同步拾取，系统会给出事故报告并进行控制。此外该系统还会给出防区指示警告及外形检测，还会对库存进行监控，提醒补货。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (10/25/2012)