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论文方式解析-某企业装配生产线优化设计

2021-04-23 13:44:03

  汽车生产企业来更换现阶段的所有汽车装配生产线是得要无比庞大的资金来支持的,这也是对现阶段汽车装配生产线生产能力的浪费,鉴于这个原因汽车生产企业在现阶段会去提高现有汽车装配生产线的生产效率,从而提高汽车生产企业的的市场竞争力。所以提高现阶段汽车装配生产线的生产效率成为了汽车生产企业发展的核心因素。

  由于汽车行业的竞争逐渐白日化,我国的国产自主品牌的成长也伴随着无比巨大的危机,自主品牌汽车厂商都慢慢开始运用合理的管理办法来压缩产出成本,增加企业利润。除此之外,因为汽车需求发展的越发多元化,汽车厂商产品的推陈出新也变为了一个大势头,新型车型的更新速度是会越发的快速。所以,汽车生厂商为了应对这个趋势需要构建格外灵敏的装配生产线,以此来进行对新型车型的投入生产。上述背景为基础,本文把生产模式精益化作为指导理论,对比亚迪汽车的装配生产线进行分析,得出了在工艺布局和物流运输布局等方面存在着问题后,对比亚迪汽车公司装配生产线也采取了更新措施。

  1.1课题背景

  时代的不断发展,慢慢增长的经济,人民大众持续增长的收入,很多人都开始提高了对于自己生活质量的标准,现在汽车已经变成了广大人民群众在 熊家生活中不可或缺的东西。根据国家统计调查,我们国家在2019年生产汽车的数量高达2808万辆,汽车销售数量的年增加比率已经超过了6%。所以,我国汽车行业中每个生产汽车的企业都在不约而同地准备提高自己的生产能力。即使我们国家一些汽车企业已经开始使用机械半自动或者机械全自动的汽车装配生产线,可是当下存在的问题是我国汽车生产企业的汽车生产效率过低,汽车装配生产线的产出水平低于市场上的需求。有个主要方面的原因导致了汽车生产效率不高,一个是我们国家一些汽车装配生产线过于落后,其产出能力太低;另一个是汽车装配生产线存在着设计方面的缺陷,使得工作时无法提高整个生产线的生产效率,使得产出能力不高,生产汽车的周期时间后延;除开这些,因为管理经营的疏忽,所以导致汽车产出能力的不高,生产汽车的周期时间后延,在汽车生产过程中也有着浪费或者没有合理利用原材料与劳动力的问题,这也在某个方面提高了汽车的生产成本。

  汽车生产企业来更换现阶段的所有汽车装配生产线是得要无比庞大的资金来支持的,这也是对现阶段汽车装配生产线生产能力的浪费,鉴于这个原因汽车生产企业在现阶段会去提高现有汽车装配生产线的生产效率,从而提高汽车生产企业的的市场竞争力。所以提高现阶段汽车装配生产线的生产效率成为了汽车生产企业发展的核心因素。

  那么如何提高现阶段汽车装配生产线的生产效率成为了一些汽车生产企业管理层关心的话题。在这些汽车生产企业中,比亚迪汽车公司是一家发展规模快速的公司,公司生产的主要产品有中小型轿车和SUV。在近几年的时间里,因为不断地学习与吸收国外汽车生产企业的高端制造技术,比亚迪汽车公司自身的规模迅速发展,公司产品的质量在慢慢不断地提高,也在不断获得我国广大 熊民的品牌认可。因为公司的成立时间较晚以及缺乏必要的经验积累,比亚迪汽车公司与国外老牌汽车生产企业之间有着很大的距离。尤其是我国消费者消费水平的高速增长和消费模式的多元化,汽车生产企业产品的与时俱进变成了一个无法避免的时代趋势。之前消费者认可的微小型车辆产品慢慢转变成一般型汽车和中型汽车,汽车生产企业推出新产品的时间周期也变得越来越小。新产品推出的时间周期这块,比亚迪汽车公司当前的生产适应能力变得越来越差,具体情况展现在汽车装配生产线的僵硬化(新老车型之间的转化艰难)、生产的低产能化、物流运输的低效率化、员工工作的高强度化、工作环境舒适程度恶劣等这些方面。本文将精益生产理论作为核心指导理论,对比亚迪汽车公司的汽车装配生产线采取改造措施,改造的主要方面有汽车装配生产线的工艺技术优化以及装装配系统的流程结构改造,以此来创造有利条件实现生产效率最大程度提高、生产成本最大程度压缩、生产模式最大程度调整,从而使得比亚迪汽车公司在市场竞争保持优势。

  1.2研究目的和意义

  在产品制造全球化和市场需求个性化的背景下,制造企业面临着如何以最短的交货时间、最好的产品质量、最低的价格和最好的服务向客户提供个性化产品的挑战。汽车企业对装配线的平衡问题展开研究是对企业自身在未来的长期发展有好处的。对于装配线平衡问题的研究有下面这些意义:

  降低浪费程度,装配生产线的使用效率和产品的产出效率都得到了提高。

  降低了产品生产过程中的意外性,使得产品质量得到提高。运用管理手段对生产要素进行科学安排,最大程度地降低闲置时间存在的空间,使得生产过程中每一个生产节点都可以尽可能地保持劳动强度的一致,以此来让整个生产过程都在低劳动强度中运行,从而保证生产过程的高效率和高准确。

  降低库存的混乱程度,对库存状态进行科学并且合理的安排,从而避免在线上出现没有必要的库存,提高库存的使用效率,增强公司的资金流动速度。

  综合上述可得,对比亚迪装配生产线展开平衡问题的研究是具有重要的发展意义的。随着市场不断地发展,企业的竞争程度也在不断地增强,都面临用工价格等生产成本的增长。所以,企业特别需要科学的经营管理生产理论,以此来达到企业内部细致化管控,提高生产过程中的产出效率,压缩产品的制造成本,得到高额利润,以此实现企业在未来的可持续性的长期发展。以上述的内容为基础,本文对比亚迪装配线展开优化措施,提升企业的产品生产能力和装配线中的平衡率,以此来提高在市场中的产品数量,扩大企业的市场份额占有率和市场竞争力。

  1.3国内外研究现状

  1.3.1汽车装配线的国外研究现状

  汽车装配生产线平稳问题的研究在国外开展的比较早,其中就有在世界都著名的丰田公司。为了实现生产过程中成本的降低,减少没有意义的浪费,被称为“生产管理教父”的小野乃一用图形的方式把生产装配线上的物流以及信息变化展现在了丰田汽车的生产过程中,最后研究出了整个汽车行业都为之认可的精益生产管理。

  还有由沃麦克(Womcck,J.P.)和琼斯(Jodes,D.T.)撰写的《精益解决方案:企业和客户共同创造价值和财富——精益思想系列》,这本书对于价值流的说明进行了科学的定义,并且推导出了在生产过程中以价值流为核心的实物分析和改良。当然也有像Ahmad Nar Aizat学者一样采用价值流的理论分析,提出了了要对生产线造成的浪费行为进行改革和实施方案,以此来降低企业中的浪费现象[1]。而Mondan学者却是对丰田汽车的生产方式进行了探索,把按时生产方法作用在企业生产过程中,得出要是半成品的流动速度提高,则会提高库存的使用效率,以此带动整个装配生产线的产出效率[2]。

  学者Agrawal P T则对装配生产线的平衡问题展开了细致的概念说明,能够让一线工作人员的工作满意程度得到提高,方便解决在生产过程中的现场问题。

  1.3.2汽车装配线的国内研究现状

  我们国家的学者也在生产线问题这一块展开了充分的研究。在对生产线进行精益化改变时,以刘光福为领头的一批学者建立生产线模型并且结合传统思维和精益思维分析其结果,运用以市场反应速度和产品质量为核心的指标数据展开评价,最终得到结果:当生产线的生产工作状态处于精益化程度的生产理念时,生产线工作会更加规范有效。在对生产线现状展开分析时,陈伟宇以工作总量、临点过程、规范作业、工具放置等因素为基础展开了装配生产线的优化,最后导致了装配生产线平衡率的提高[3]。陈采则是展开了对装配生产线生产过程中具体工艺的研究,得出了优化意见并采取措施,优化了装配生产线,将PLC控制增加在了改进后的生产线当中,实现了自动化的生产环节。

  生产过程精益化的理论概念大规模运用于了生产线的运行和优化中,不仅有价值流程图法、行为分析法、CIT管理法,还有看板管理、可视化管理、5C现场管理、标准作业、物料搬运、设备管理、标准组织、质量管理、产品流程、安全、卫生和环保等诸多知识。但是,现实情况中处理生产线问题,工业工程的思维模式很难运用在分析问题的实际过程中,所以优化算法成为了解决生产线问题的首选。

  1.4论文研究的主要工作

  1.4.1装配线研究内容

  论文在进行时,会选择汽车装配线的进行研究和分析,并运用精益生产理论对生产线提出切实可行的改进建议。通过理论与实践相结合的结果,找出问题所在,并提出改进意见。在论文的研究过程中,对生产线进行了同步、相应的优化,并通过实际改进效果对论文的研究成果进行了验证。主要内容如下:

  1)绪论。介绍了本文的理论背景、现实意义和目的所在,当前的研究现状以及装配生产线的研究理论和方法。

  2)分析。为了对汽车装配生产线展开优化措施,本文运用了基础概念。以生产理念精益化为基础的现场优化方法,从产品规划、生产线设计标准化程度、操作标准等方面对生产线进行了优化设计。以及其装配线现状的分析,并进一步分析当前存在的问题和不足。

  3)论述。分析如何规划生产线的产品布局,优化产品工艺,研究现有生产线的配置重新安排生产线的产品,减少不必要的设计和人员利用损失,优化生产线。找出现有生产线设计中存在的浪费问题,提出投入成本较低的改进方案,最终规范生产线设计,优化生产线,建立操作规范化。

  4)总结。对全文进行总结,并针对本文的不足之处提出改进方向。

  1.4.2装配线研究方法

  1)文献归集法。本文在阅读和梳理国内外装配线P理论、精益生产等文献的基础上,总结了提高生产效率和平衡生产线的问题。

  2)现场观察法。接触一线汽车装配的工作场所,掌握当前装配生产线的生产过程和工艺细节,详细记下相关真实数据并展开分析和研究。

  3)数据研究法。对汽车装配生产线的真实情况进行整理,用工艺过程分析、时长分析、行为分析等办法展开对汽车装配生产线的研究,找出汽车装配生产线生产过程中存在的问题并提出解决办法。

  4)模型搭建法。利用模拟软件建立汽车装配线优化前后的模型,并对优化前后的运行数据进行分析比较,得出结论。

  第二章比亚迪公司汽车装配生产线现状及问题分析

  2.1比亚迪汽车装配生产线简介

  (1)内饰装配

  车体经喷漆车间加工后,进入总装车间第一个进出缓冲区,经第一个进出缓冲区整理后进入总装线内部。汽车的内饰部分主要由汽车底盘的相关工艺和内饰工艺的装配,如:前悬架、电动天窗、ABS、顶盖内衬仪表、工作台、散热器、冷凝器、前后挡风玻璃等。

  (2)底盘装配

  当汽车从专门负责内饰部分的区域出来,就到了汽车底盘的装配部分。整车装配生产线的核心就是汽车底盘装配部分,囊括了整车装配底部的全部要素,如:制动管路、后悬架、动力总成、消声器、油箱、排气系统等。通常负责底盘装配的生产线中的悬挂体都是用悬挂机身来装配的,工作方式是由电机来传动从而进行车身运输工作。

  (3)总装部分

  在完成了汽车底盘装配的工作后,电机传动整个车身进行运输工作到达了总装部分。对于总装部分来说,最为之重要的工作是趁车辆还没脱机之前保证剩下工艺原件的安装完成,包括电池、前灯、轮胎、前后保险杠、座椅、方向盘和各种液体。电机滑板和悬挂吊索一起构成了总装线的传动方式。

  (4)辅助生产线

  实现生产过程中生产效率的最大提高,对产品质量的进一步把控,降低生产线的僵硬滞后,很多汽车企业都专门为三条主要流程生产线旁边增加设立了辅助性质的生产线。譬如:前后悬分装线、调整线等。前后悬分装线是指在装配前期就对汽车的前悬和后悬进行组合装配,后期利用工具把这两个部分当作一个整体直接安装在车身上。调整线通常在装配线最末端的位置,主要功能是对汽车的质量合格检查和质量标准调动。

  由上述可知,内饰装配、底盘装配、总装这三条主要流程生产线以及辅助生产线一起组成了一条机构配备完整的汽车总装线。如图2.1所示,这也是比亚迪总装车间的主要组成部分,下面就比亚迪总装厂的现状进行分析。

  图2.1汽车装配线示意图

  2.2比亚迪汽车公司装配车间现状分析

  2.2.1比亚迪汽车公司装配车间布局说明

  比亚迪的装配车间主要有两条装配线,如图2.2所示,一条装配生产线是专门用于装配大型卡车,另一条装配生产线是专门用来装配小型轿车。一个装配车间算上这两条装配线还需要一条雨水线、一条商业化线和一条检测线。下图展示的就是装配车间的整体结构。主要是为了应对微小型汽车存在的多种生产模式和调整模式的高度柔性,本文主要研究的内容是如何对微小型汽车装配生产线展开优化更新措施。

  图2.2汽车装配车间整体布置

  2.2.2比亚迪汽车公司装配线现状分析

  目前,比亚迪的装配线每小时装配汽车的数量为25辆。主装配线包括两条U型内线、两条U型底盘装配线和一条与内线平行的总装配线,如上图所示。车身从涂装车间通过传动方式从内饰装配线刚开始的地方在送进内饰装配部分生产线车间,同时在该车间进行汽车底盘装饰相关工艺要素以及汽车内部工艺要素的装定。在内饰装配车间和底盘车间之间有一条走廊。留下的空间通过空气悬挂运输方式穿过底盘车间,车底工艺元件在底盘车间完成装配。

  装配线后勤缓冲区主要位于整个装配车间最北部的地方,它的主要职能是集中中型零件和小型零件以及进行出入库;在整个车间最东部的位置有单独开设一个区域用来作为物流仓库使用,它的主要职能是调动、入库和使用大型零件和中型零件以及集成模板零件;然后再配备一条专用座椅线在装配线旁,为配送计划提供指导,方便装配工作,装配线内部装饰、底盘和总装线两侧设有物料储存区。在底盘车间的北面,有前悬架发动机分装线和后桥分装线。模块化装配后,前悬架发动机和后桥由小车运至底盘车间与车体装配。为方便装配工作,根据附近工位的要求,在车内装饰、底盘和总装线两侧设置物料储存区,临时储存各种零部件。目前,比亚迪装配车间除座椅、前悬架发动机、后桥等大型模块化部件采用专用线运输外,其他部件均采用料车料箱配送和靠边储存物料方式供应。一般来说,生产线一侧的物料是为了保证生产线正常运行半个小时所必需的。

  2.3比亚迪汽车公司装配生产线存在问题及改造方案研究

  2.3.1装配线存在问题分析

  企业想把调好装配生产线的灵活程度、产出比率和运输比率,这个部分把生产精益化的主要理论与装配生产线的运作方式兼顾起来,避免浪费现象的产生。对于装配生产线来说,一般可以归结为下列三个方面的问题:工艺布局、物流布局和效率。具体内容如下所示:

  (1)工艺布局

  车身除了前悬和后桥两种装配方式外,装配生产线上的车身都毫无例外采用“一条线笔直到头”的方式开始装配。在装配生产线当中缺少合理的格式模板,以至于装配线的部分节点存在过度使用、过度装配的现象,尤其是当小尺寸规模零件的出现,过度使用、装配现象就会在内饰装配生产线上重点突出。一旦发生了这种现象,就会增加车间内的零部件数量,从而导致浪费现象的出现,由于装配生产线上每道程序的工作时长不一致,就会出现装配生产线的平衡问题并且很难得以解决,以至于出现格外严重的浪费现象。尤其是在多个车辆模板在一条生产线上混合生产时,数量繁多并且工艺复杂的装配件和生产要素使得无法对生产线进行科学安排,以上这些问题格外重要,以至于多模型的汽车生产很难在装配生产线上进行。

  (2)物流分配

  装配线上使用的每一个材料是由专门的材料运输车来进行来回运输的,这种材料运输车在装配生产线旁边导致了周围使用空间的缩小,主要功能是装入每样车辆装配的材料,以至于装配生产线旁边的库存管理脏乱无章,极大程度地导致浪费现象的加剧。装配生产线上出现多模型装配的时候,会使得大量物资材料的堆放和挤压。另一个角度,在材料运输车进行更换时,要对材料运输车之间的材料运输进行调整,从而出现了在调整材料上的工作资源浪费,与此同时大大损害了整个装配生产线的灵活程度,出现了多种车辆装配困难的现象。这样这种一对一的单一材料运输模式让每个部分材料的装填工作都要由人员来完成,毫无意义的来回移动、过多的材料选择和运输时间都对人员使用效率造成了严重的影响,一方面使得人员的工作强度增加,另一方面也导致了公司工时的浪费。

  除此之外,因为多种车型材料混装、人为选择材料的失误、少拿多拿材料,出现了用料错误和材料数目不对的状况,在车辆进行装配时这种现象更是经常性发生。装配生产线上使用的物料一般都位于车间北部地区的物流缓冲区域和车间东部地区的物流仓库。这就导致了要用叉车来把材料运送到装配生产线上,这就增加了材料运输路径长度,来回反复多部门的运送过程也使得管理成本的增长,还会出现运输垃圾。

  (3)工作效率

  在生产线上的装饰过程中,特别多人机之间相互配合不顺畅,例如内饰装配线和总装线都不具备升高降低功能,导致在装饰过程中工人要俯下或者蹲下身子来进行工作,形成了动作的重复产生。此外还会造成一线装配人员的工作疲劳,从而影响了装配过程中的产品质量和产出效率。

  2.3.2装配线改造方案研究

  为了保证新车型的正常投产,增强比亚迪装配线在生产线柔性、生产效率、物流运输效率、工作人员劳动强度、工作环境舒适性等方面的实力,本文以理念精益化为基础,展开对比亚迪汽车公司装配生产线进行优化措施的研究。

  生产过程精益化是以市场上的需求状况为基础的小数量、多种类生产模式,目的在于帮助公司压缩成本、提高利润、以人为本。企业在压缩成本、提高利润之前需要将多种资源的资源利用效率提高,用更少的资源来获得更多的利润,核心思想就是禁止浪费。思想模式精益化阐述的是浪费现象既存在于无意义的生产活动中,还存在于所有超过了“最低使用限度”的资源利用活动。生产活动精益化的核心之一就是标准化,标准化和自动化构成了其中的两大支柱。在这些之外,生产模式精益化还注重长期的稳定改进、品质把控,最主要的是将资源的使用率增加。

  运用思想模式精益化来对各个问题进行研究会造成以下影响:由于技术和物流安排不合理,很难适应新车的生产,导致材料使用效率低下,时间和劳动效率低下,生产效率低,管理成本高,资源利用率低,根本原因是浪费。同样的因为工作环境和舒适度不高符合以人为本的理念,导致工人效率低下,导致劳动利用率低。

  结合上述可以得出,本质问题就是浪费现象的产生,生产模式精益化是最大程度地降低使用过程中的浪费现象,提高对于资源的使用效率,所以改造的目的在于遏制并且消灭生产过程中的浪费现象。在生产过程精益化的体系结构中,从根本上解决浪费现象,是要将标准化作为基本要素,将自动化作为支撑要素,可得生产模式的两大支撑和基础就是第二条原则。其次,鉴于人员才是构成生产线的主要因素,生产的提高和浪费的消灭都跟人员发生不可分离的现象,员工综合素质的高低取决了企业获得利润的高低,以此可知以人为本就是那第三个原则。从其他角度看,进行优化改革不是一瞬间就可以完成的,是要采取长期并且持续的行动来推动装配生产线的优化和改进,由于要切合现实活动中的实际情况,本文不涉及持续性优化的内容。

  所以,将上述三个原则作为基础,重点解决生产问题中的重要问题,因为要更进一步地来消灭在生产装配过程中的浪费现象,本文把如何对装配生产线进行优化改造的方案分为了工艺布局改造和物流布局改造两和方面。其中,工艺布局改造的主要内容包括工艺总体布局改造、模块化改造、工效学合理利用、线路平衡优化等;物流布局优化的主要内容包括整个物流、布局设计、物料拉动改进方案的实施等,具体如下:

  工艺布局的整体综合优化。工资布局优化旨在进行多种车辆装配的同时,将资源的使用效率提高,细化来看就是把将主线和数量繁多的多个模型零件分开,并对这些零件进行统一的流水线装配,降低在主要生产线上的装配零件数量,以此来推动工资布局的整体优化。

  (2)人员与机器的协调处理。机器的使用要以以人为本为基础,并以此来将工作强度降低、对工作的周围环境进行优化,从而提高生产线的产出水平、降低生产过程中的行为重复,最后提高了资源的使用效率!

  (3)模块化改造。在对工作内容进行统一规划后,为了增强各个板块的产出利用效率,减少装配过程中的资源浪费,有必要对模块化转换进行研究。具体内容是:模块的组成结构、模块装配流程的设计,以及装配流水线工作的要点。

  (4)整体物流布局的设计。整个物流布局改革的目的是为了改善工厂环境,降低库存成本,提高物流效率,服务驱动生产,增强生产线的灵活性等,合理选择和匹配各装配线的拉料方式,减少浪费处理,库存和行动。

  总的来说,根据实际情况,遵循三个原则,提出总装车间装配线升级方案,对新机型顺利投产,提高装配线的灵活性和生产效率具有重要意义。

  第3章汽车装配生产线工艺布局改造研究

  上文确定了比亚迪装配车间的研究内容,且运用精益思想,探讨了基于工艺布局优化和物流布局优化的装配线改造方案,本章将对工艺布局优化进行探讨。前文已经确定了整体工艺布局的改造内容,分别为:人机工程的合理运用、整体布置的规划等,下面就上述内容展开研究。

  3.1装配生产线整体工艺布局改造研究

  为了保证装配线工艺布局改造的顺利进行,需要对装配线的总体布局进行规划,包括分装线的布局、分装线的运输形式以及分装线与主装线的连接。此外,整体布局的规划还应包括了对专业器械和工艺的整体改造。依据思想模式精益化,在准备对总体结构进行规划布局时,要遵守下列原则:

  (1)零件装配的传输距离最小化;

  (2)零件集中化、综合化管理,有利于提高使用效率;

  (3)改造前后装备生产线的工作总量不能发生明显变化。

  整体布局结构进行优化后如下图3.1所示。

  图3.1第一次概念优化后的整体布局

  对比优化前和优化后,分析装配线整体布置的主要优化内容如下:

  (1)优化前,内饰线的上部是理论与实践训练区和零件缓冲区。理论与实践培训区是与生产无关的闲置区域,该区域的空间没有得到有效利用,因此在内部车间的上部区域增加门和仪表板装配线有利于增加资源的使用效率。另一个角度,车门、仪表台的装配生产线放置在图中的位置有利于缩减模板与模块之间的运输距离。车门和仪表台的装配生产线采用的是摩擦线。对于车门的装配生产线来说,在内饰装配车间最开始的地方拆开并卸下四个门装在四个门夹具上面,接着对车门装配生产区域实行模块配备,运用摩擦线把车门传动到最后总成区域并和车身进行装配。

  对于仪表台装配线,仪表台在装配区进行模块化装配后,运至室内装饰车间末端与车身进行装配。

  (2)优化前,从图中可以看出,负责装配材料的供应零件缓存区周围有大面积的空位,导致空间利用率低。而且,前端模块组装在底盘生产线的末端。因此,如果前端模块组装线布置在上述区域内,可以缩短模块的转移距离。因此,该计划将原始零件缓存移到图的左侧,为新的装配线前端模块装配线留下很大的空间。模块化零件组装完成后,通过摩擦线将前模块运至底盘车间末端,与车身进行组装。

  3.2装配生产线人机工程的应用研究

  在进行装配生产时,人员与机器之间的不顺畅配合会增加人员劳动的强度,容易使得员工疲倦,最后对产品产出效率和产品产出质量都有影响。将“以人为本”作为基本原则,合理安排人员与机器之间的配合,可以降低员工的劳动强度,改善工作环境,减少装配质量造成的不合格浪费,减少冗余和低效行为造成的浪费。为了更有效地将人机工程学理论融入到这条流水线的改造过程中,本部分将对装配线的此部分进行优化。

  3.2.1可升降设备的改造

  目前,汽车行业广泛使用的起重设备主要有可升降宽滑板、可升降导轨、可升降EHB技术等。

  可升降式宽滑板输送系统主要包括驱动系统、输送系统、宽滑板系统和电控系统等。与传统的宽滑板输送系统相比,传动系统采用摩擦传动,输送系统采用双链输送机;实现了输送时滑板系统也采用木架覆盖钢板。最大的差别是:可升降宽滑板输送系统中,滑板设计是具有自己独立的升降空间,每一个展开工作的操作台在进行升降活动的同时都可以根据实际情况的具体需要来进行任意调整,以此可以在最大程度优化工作人员的工作条件,达到了人员与机械的统一。

  可升降导轨与过去一般使用的直线导轨之间最大的差别是在实际的装配生产中对于起重导轨的位置摆放,在设计之初是要以实际工作的工作位置为基础,所以将导轨设计成了方便车身起重的弯曲样子。它具有设计制造成本低、维护简单、符合人体工程学的优点,可大大降低操作人员的劳动强度。

  比亚迪总装线内饰车间采用传统的拉动滑板运输方式,车身采用多边形、管道定位使用的是支架支撑,距滑板高约40厘米,高度不能够去很好的调控,需要工人装配时不断的进出,如图3.2所示,而前部轿厢的端部应以蹲伏或弯腰的姿势操作,如下所示。为了满足不同工作位置的装配高度要求,采用可升降式宽滑板输送系统代替传统的宽滑板输送系统。

  图3.2改造前工人装配方式

  3.3装配生产线模块化改造研究

  在之前我们结束了对于装配生产线进行模块化的规划,得出了各装配线的模块化布局、传送方式和主要工艺生产线的交替布局。从前面的研究可以知道,装配线的模块化能够降低主要装配生产线上的库存积压,降低因为生产线平衡率过低导致的等候浪费,有利于多种机型的灵活生产。为了实现模块化分载线的正常运行,提高了模块化分载的效率,减少了资源浪费。本节将结合装配线的现状,对门和前端进行模块化改造。

  3.3.1车门的模块化改造

  车门模块组件主要由门锁、门把手系统、门束、门玻璃、车窗降系统、密封系统、防刮条、后视镜、锁紧装置、门内饰板、内开门把手、扬声器、限幅器、控制模组等组成。

  目前,比亚迪装配线的门装配方法是将门和门体集成在内饰线上来组装相关部件。这种装配方法效率低下,而且由于车门的障碍,使得汽车内部零件的装配更加困难。因此,车门将被模块化。车门模块化装配方法是在内部生产线的前几个位置拆卸连接车门与车身的螺栓或轴,将车门从车身拆卸下来,放在专用吊具上,通过摩擦传动将吊具驱动到车门装配线上,在分装线上组装车门模块,然后将其转移到总装线上组装车门模块,辅助装配机械手将车门安装在车身上。

  在门的模块化设计中,应考虑以下几点:(1)门安装在门体上后,门与门体的间隙和表面差应刚好适合;(2)车门和车身的连接线需要简单并且牢固;(3)检测车门时应简单方便;(4)车门铰链设计需要改成可拆卸类的设计。

  因为疫情原因无法实地考察,在整合各种调研资料后采用了东风汽车公司的分块装卸车门结构如图3.3所示。

  图3.3模块优化后车门拆卸分装图

  3.4本章小结

  本章节运用思想模式精益化,得出要对装配生产线展开布局优化的讨论,而且对此进行了细致的探讨。首先是对总体结构的不足与缺陷进行探讨,包括了模块化产品的规划、总体布局的规划等。然后,研究了人机工程的理论和应用。最后,对车门模块进行了研究,完成了装配线的模块化改造。

  第四章汽车装配线物流布局优化研究及整体改造效果评价

  4.1装配生产线物流布局优化理论分析

  把生产理论精益化当作核心理论,对装配生产车间生产流水线结构进行更换,事实上是要把思想模式精益化运用到现代物流运输管理中来,也就是在实际的运输过程中,采取持续提高库存的使用效率,让需要的零件在需要的时间能够按照需要的数量达到需要的位置,从而降低生产成本、提高产出效率。

  本文采用生产模式精益化的理论,得出物流运输的基本规则,以此来消灭浪费。接着以上述规则为根据,将物流运输的各个部位展开深层次的探索,把过量使用资源和不产生任何价值的环节揭露出来,再通过现代的经营管理办法开始对资源配置进行优化,以此不断降低浪费,提神物流运输当中的资源使用效率。

  以生产理论精益化为基础和因此得出的“四不原则”,第一我们要搭建一个高效率的物资材料运输体系,一线生产过程的精益化物流运输是要采取多个有效物资材料供给方式来拉动实现的。将多个物资材料供给方式进行有效结合,能够合理配备资源,降低浪费,提高资源的使用效率。

  4.2装配生产线整体物流布局的设计

  根据上面分析,装配线目前使用的是单一的物料输送罐,生产线边侧储存物料的流动方式,这是由于生产线上库存量大、现场混乱、物料无法放置、换车时间长等状况导致的,不仅产生了严重的浪费现象,并且对汽车装配生产线的灵活性造成了极大的影响。以提升产出效率和装配生产线灵活程度为前提,必须要确保新兴车型的投入产能,让产品的结构变得越发多样化,让产品竞争力越发强度化,是非常有必要来改革现阶段的物流结构,但在进行改革的同时,要首先对于我们设计产品的总体方案有个目标。

  4.2.1装配生产线整体物流布局的设计原则

  物流布局整体改革的意义在于能够加强生产线的反应程度,降低物流运输的成本,提升物流运输的效益,并且和生产模式精益化理论相结合,降低浪费比例,提升资源材料利用效率,本文对如何进行物流布局优化提出了下列要求:(1)确保信息的更新顺畅;(2)达到带动生产;(3)推出实施规范;(4)提高对动态物流信息的掌控;(5)物流仓储就近原则;(6)优化物流的精益结构。以上述要求为基础,总装生产线的物流结构布局要按照下列基本原则:

  (1)安全第一原则。安全是工作制本。汽车装配时的生产车间是一个变化多端的人员机械产品材料来回交互的体系。物资材料在进行搬运操作时,运送物料的推车和用于辅助功能的运输设备都保持在一个高度效率的状态,肯定都有着很大的忧虑。

  (2)流动原则。高效率生产的前提是拥有一个能够高效率流动的物流结构,所以在设计物流布局中,首当其冲的是确保车间物资运送的流动性。

  (3)路径最短原则。物流在运输过程中,必须要确保运输路径的最短距离以及最少运输次数,降低没必要的来回反复和运输时间。

  (4)周转最低原则。物资材料在分配过程时,以最小的数量存在,并且降低缓冲的单元数量。

  (5)数量最小原则。在对企业的正常生产经营活动产生影响时,把仓库物资材料的数量降到最低并以此来提高资金的周转速度。

  (6)人体工程学原理。最大程度使用机械来对设备、物料进行输送,降低一线员工的工作强度,将材料的运输效率提高。

  (7)灵活性原则。汽车装配线的发展不能够是单一的,不然整体车间工作的效率会非常的低下,装配线要有同时生产好几类车型的能力,才能满足消费者对于企业的多元化要求。

  4.2.2装配生产线整体物流布局的设计研究

  当我们着手此部分优化时,第一就是要从整体出发对物流结构开始设计,并且以这个作为基础,展开对其他内容的优化探究。物流体系的总体设计包含:物料转运方式的优化、单独开出物流储存区域、规划货物运作路线距离等。

  选择合适的物流拉动方式。科学地选取和配置各个装配生产线的物料运输模式,能够降低因为运输过程和安排调整导致的物料浪费、因库存边际数量过多而导致的库存浪费和库存运行艰难,还有运输物料的动作浪费。所以,依据现实现实状况,这一次改革会把不同物料的供应形式科学地结合起来,常用的拉式物料供应模式有:看板物料拉式、暗光物料拉式、SPS物料拉式、顺序拉式等。看板拉料模式用于包装统一标准和微小型物资材料的运送;暗光拉料模式则是用于无需分拣的大型物料的运送;SPS拉料模式用于大型物料的配送;顺序拉式应用于数量多、价格高、稳定结构的部件运送。

  就内装、底盘和总装三大装配生产线而言,开展装定配备的零件种类无比繁多,单个的物资材料供给不能够满足其自身需求,可是,每一天不同的装配生产线都有着自己独有的特点,每种物料供应模式的两个状态也不完全相同。

  举个例子,内饰装配生产线所需要的数目庞大并且种类繁多的零部件,并且绝大多数零部件都是小体积,那么就要使用材料拉动方式。另外,内饰装配线的模块化零部件要采用顺序拉式模式,大型部件例如前、后挡风玻璃就要运用暗光材质拉动模式。最后总装装配生产线和每个子装配生产线都跟内饰装配生产线一样。底盘装配生产线的零件重,体积大,要是不需要分类,就会采取暗灯拉料方式,例如邮箱这一类的,要进行分类,就得采取顺序拉式方式,像轮胎。此外,底盘装配生产线像螺丝这些小规模零部件就要采取看板集中供应方式。物流运送缓冲区域的规划设计。

  为了减少浪费,物流缓冲区的规划在保证物流运输畅通的前提下,最大化空间利用率,在需求区附近布置物流缓冲区,具体如下图4.1所示。

  图4.1第二次整体布局物流优化方案

  对比原布局和二次优化,可以看出,根据三条主装配线和主分装配线的具体要求,本次规划将重点放在北侧的内饰线物流缓冲区布局上。在此之间,因为要符合SPS物资拉动模式的要求,物流缓冲区在周围以物资超市的形式分布建立,按照物流运输路途最短的原则,每个物资超市必须在流水线周围建。物流运输路线的设计。对于物流运输路线进行合理设计是要避免工厂内运输拥堵,确保材料能在必要的时间以必要的数量出现在必要的地点上,避免运输浪费和囤积浪费。装配生产线的更新升级需要进行大量的工艺整改,物流运输缓冲区域的重新规划。物流运输缓冲区域要建立与生产环节要对应的节点范围内,减少物资材料的运输路径~防止出现重复运输对工作现场造成拥堵。

  一个科学并且合理地物流运输布局是能够在最大程度降低运输的浪费,将物料的利用效率提升。除此之外,装配生产线灵活程度的提升也是要通过科学合理的物流运输布局来完成。

  4.3装配生产线整体改造效果评价

  在这个部分里,要对升级后的效果进行点评,是在开始效果点评之前根据目标和理论构建一个完整的效果评价体系。

  4.3.1升级改造效果评价体系的建立

  企业装配生产线的更新升级有物流运输结构的改造和工资布局的优化。本文当中第三部分和第四部分展开了充分的说明,对于这两个部分的置换也大致结束。为了增加装配生产线的灵活程度,提升产出比率,减少生产成本,增加企业收益,让生产出来的产品能够在竞争越发多元化、越发激烈化的市场上开展装配,特意选择了下面几个因素来对升级后的结果展开评价,分别是:综合运行率、产能利用率、平均装配时间、线平衡率、工作站饱和率、综合直线率、线库存容积率、装配线灵活性:

  (1)综合运转率。综合运转率是指实际产量与计划产量的比值,如式:

  综合运转率=实际产量/(UPHx计划作业时间)

  式中:UPH为每小时计划产量。

  运用综合利用比率,可以对物料、时长、人员等资源进行综合评价的利用比率,也可以从反面得出装配生产线上资源的浪费情况。除此之外,不同类型的装配生产线开始混合使用时,综合运转比率也可以得出装配生产线的灵活程度。

  (2)平均装配时间(HPV)。平均装配时间是指平均每装配一台车所耗费的时间,如式:

  平均装配时间=总作业时间/实际产量

  机械设备与人员数量这些因素固定不变时,装配生产的平均时长不高,这就代表着在相同的时间里能够有更多的产品产出,整体的资源利用比率高。除此之外,混合流水线生产对装配生产平均时长的影响从某一个方面也可以得出装配生产线的灵活程度。

  (3)线平衡率。线平衡率是指各工位工作节拍之和与瓶颈工位节拍与工位数量之积的比值,如式:

  线平衡率=工位节拍/(工位数*瓶颈工位节拍)

  装配生产线的实际产出水平是受极限节奏的钳制,装配生产线的平衡水平高低反射的是生产线里面等候时长的长短,装配生产线的平衡水平高就代表着等候时长的利用率高。

  (4)线边库存容积率。线边库存容积率为线边库存面积的比值,如式:

  线边库存容积率=线边库存面积/线边总面积

  线侧库存量比率可以用来评估线侧库存的规模和线侧库存能力的水平。低的生产线侧库存率对生产线库存改革、工作环境改良、调换车辆效率有好的影响作用,以至于增强装配生产线的灵活程度,降低浪费。

  (5)装配生产线的灵活程度。为了适应出工周期日益缩短的新车型的生产,要求装配线具有高度的灵活性。为了能够在最快的时间内对新车型进行适应并投入生产,所以对装配生产线要求要有特别高的灵活程度。

  4.3.2升级改造效果评价体系的实施

  (1)综合运转率的评价

  根据工人师傅提供的数据,以前装配线综合的工作率在70%-80%之间。预计改造后的装配线综合效率在75%~85%之间。

  (2)平均装配时间的评价

  评价前,A型和B型的平均装配时间分别为4小时和3小时,C型的平均装配时间分别为5小时。通过预测分析,A、B、C三种车型在第二条装配线上的平均装配时间分别为3.2小时/辆、2.7小时/辆和4.5小时/辆,说明升级换代可以提高生产效率。

  (3)线平衡率的评价

  升级前,装配线的线平衡为74.2%,底盘线的线平衡为73.6%,总装线的线平衡为78.5%。升级后,配平线平衡率为78.5%,底盘线平衡率为79.7%,最终线平衡率为81.7%。由此可见,升级对提高装配线的线平衡率有明显效果,说明升级效果良好。

  (4)线边库存容积率的评价

  以室内装修线为例,升级前,室内装修线边总面积为2x8x51=816平米,其中线边存量使用面积为120平米,线边存量容积率为70.4%。升级后,线路边缘面积不变,但库存面积减少到80平方米,线路边缘库存容积率为75.2%,说明升级后可以大大减少对线路边缘空间的占用。

  (5)装配生产线的灵活程度的评价

  因为受到物流运输结构和工资布局的约束,装配生产流水线线的三种模式需要在装配过程中呈现高度集中,如上午装配模式均为A模式,下午装配模式均为B模式,装配流水线难以展开高效率的混流生产。在对工艺布局进行优化和物流运输结构开展改革,装配生产线可以达到用一辆车运送最小生产单元的混合车型生产。

  4.4本章小节

  本文在开头部分探究了对于装配生产车间物流运输结构的调整问题,从理论部分分析装配生产流水线的物流结构优化理论,以思维模式精益化为基础,开展了对装配生产线综合物流运输结构的调整,得出了整个物流运输结构的设计和模式,物流运输缓冲区域,物流运输路径。接着,构建起对一个效果评价模式对调整后的结果进行评价,并对改造前后的工作站饱和率、线侧库存容积率和柔性均达到了设计要求升级效果良好。综合运行率、平均装配时间、线平衡率、工作站饱和率、线侧库存容积率和柔性进行了比较,结果表明,改造后的装配线整体运行效率、平均装配时间、线平衡率有了较大优化