總裝車間小規(guī)模物料隨行系統(tǒng)的分析與應(yīng)用

邵彥錚

摘 要：現(xiàn)今汽車企業(yè)為了節(jié)約生產(chǎn)成本，多采用多種車型混線生產(chǎn)的模式，而這一模式的應(yīng)用，導(dǎo)致零件種類的增多，線邊貨架增多，錯(cuò)裝漏裝率增加，為了提高裝配效率和裝配質(zhì)量，各大汽車公司分別引入隨行配料系統(tǒng)。本文主要針對(duì)一汽哈爾濱輕型商用汽車有限公司（以下簡(jiǎn)稱“哈輕公司”）的特點(diǎn)，規(guī)劃隨行配料系統(tǒng)的工藝布局，設(shè)計(jì)并優(yōu)化隨行料車，利用揀料單系統(tǒng)和Hello標(biāo)簽準(zhǔn)確引導(dǎo)配料員配料，小規(guī)模低成本的運(yùn)行隨行配料系統(tǒng)。此系統(tǒng)使得總裝車間多車型混流生產(chǎn)更加靈活、設(shè)備投資減少、生產(chǎn)線線邊擺放零件大幅度減少、線邊整潔通暢。

關(guān)鍵詞：總裝車間；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1 小規(guī)模物料隨行系統(tǒng)運(yùn)行的意義

當(dāng)今汽車生產(chǎn)中，物流配送因其復(fù)雜性與制約性受到廣大生產(chǎn)企業(yè)的關(guān)注和研究。汽車行業(yè)受成本影響，通常會(huì)采用增加車型品種，提高生產(chǎn)線柔性化的方法，將不同底盤、不同內(nèi)飾、不同配置的車型在一條生產(chǎn)線生產(chǎn)。在這種混線生產(chǎn)的情況下，使得線旁料架不斷增多，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)排布受空間制約，物流配送的難度加大，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。如何利用并不寬裕的物料存儲(chǔ)區(qū)域，提高裝配線的柔性化和生產(chǎn)效率，并減少投入的浪費(fèi)，這是現(xiàn)如今每個(gè)汽車公司發(fā)展的方向。因此應(yīng)該在精益生產(chǎn)上下功夫，走精益物流的路子。

上世紀(jì)50年代，汽車行業(yè)創(chuàng)建了“精益生產(chǎn)”這個(gè)概念，在其精益生產(chǎn)的理念中提出一個(gè)利于配料供給的方式——隨行配料系統(tǒng)（SPS）。隨行配料系統(tǒng)具有防差錯(cuò)功能并且能引導(dǎo)配貨者快速、準(zhǔn)確地配貨，再利用物料傳輸系統(tǒng)，自動(dòng)托運(yùn)料車至生產(chǎn)線邊，減少裝配者取件距離，減少操作工時(shí)，提高工作效率。哈輕公司主要生產(chǎn)輕型貨運(yùn)卡車，總裝車間目前有4147、501、F330及S230等多個(gè)車型平臺(tái)，上百種不同配置車輛混線生產(chǎn)，線旁物料空間嚴(yán)重不足，錯(cuò)裝漏裝現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，生產(chǎn)效率和裝配質(zhì)量受到制約。隨行配料系統(tǒng)可以很好地解決以上問(wèn)題。如何靈活的并且低成本的引入隨行配料系統(tǒng)，為哈輕公司總裝車間提高生產(chǎn)效率，提升裝配質(zhì)量，減少投入正是哈輕公司努力的方向。因此，本人在哈輕公司試行了低成本、小規(guī)模的隨行物料系統(tǒng)。

2 隨行配料系統(tǒng)（SPS）布局設(shè)計(jì)方案

2.1 調(diào)整隨行配料系統(tǒng)（SPS）平面布置圖

哈輕公司總裝車間內(nèi)飾線第一工段主要以小型零部件如車門線束、門鎖、安全帶、轉(zhuǎn)向燈等為主且線旁物料明顯緊湊。如果多種車型混線生產(chǎn)，不同選裝的零部件共同投放線旁，內(nèi)飾第一工段可能會(huì)產(chǎn)生線旁配料混亂，錯(cuò)裝漏裝的現(xiàn)象。因此，我選取第一工段進(jìn)行隨行配料系統(tǒng)試行。增加小規(guī)模隨行配料系統(tǒng)，在內(nèi)飾線首設(shè)立配料區(qū)，將容易錯(cuò)裝漏裝的零部件移動(dòng)配料區(qū)，用配料車中配料，減少線旁物料架的數(shù)量。根據(jù)內(nèi)飾線的情況將第二工位設(shè)立上線點(diǎn)，第八工位設(shè)立下線點(diǎn)，配料車沿同側(cè)逆向返回配料區(qū)，形成閉環(huán)。（如圖1）

2.2 設(shè)計(jì)配料區(qū)布局

配料區(qū)物料架根據(jù)空間大小，按左右排列布局，中間留有配料車通行通道，使用不同顏色標(biāo)注配料車行走路線。配料料架按照車型不同，區(qū)分不同區(qū)域，用以減少配料的步行時(shí)間。輥輪料架至少有三層，朝向配料員供料，把外觀類似的零件分開(kāi)放置。按人機(jī)工程要求，將常用零件擺在中層，不常用的擺在頂層或底層。減輕配料員識(shí)別零部件的難度。

3 設(shè)計(jì)配料車及配料箱

3.1 配料車設(shè)計(jì)原則

1.隨行方式設(shè)計(jì)原則：動(dòng)力源易獲得；保證料車隨線運(yùn)行穩(wěn)定；不妨礙裝配操作。

2.料箱設(shè)計(jì)原則：易損件優(yōu)先布置；形狀復(fù)雜件優(yōu)先布置；易錯(cuò)裝零件隔開(kāi)。

3.2 配料車設(shè)計(jì)

哈輕公司的總裝內(nèi)飾一裝配線特點(diǎn)是采用大彎板鏈輸送車身，板鏈系統(tǒng)可以給配料車提供動(dòng)力而無(wú)需增加額外的動(dòng)力設(shè)備?？紤]到成本、靈活性以及抗干擾性等方面，同時(shí)要兼顧配料車不妨礙操作者裝配，使用這種用線棒制成帶輪配料車，該配料車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，后期維護(hù)簡(jiǎn)單。經(jīng)過(guò)測(cè)量?jī)?nèi)飾線兩臺(tái)車之間距離為1200mm，在不影響裝配的前提下將配料車的尺寸設(shè)定為長(zhǎng)＼寬＼高分別為420＼300＼900（單位mm）最終設(shè)計(jì)料車。

3.3 料箱設(shè)計(jì)

為保證物料車的空間最大化，料箱的設(shè)計(jì)要單獨(dú)進(jìn)行。該工段選取的物料存在幾個(gè)特征：體積較小、外形尺寸不規(guī)則、重量輕、配置多、顏色多，以便更好地服務(wù)于裝配線并針對(duì)零件和裝配線本身特點(diǎn)。為防止零部件之間磕碰劃傷，料箱需用格板分開(kāi)，根據(jù)物料體積形狀單獨(dú)設(shè)計(jì)每個(gè)格子大小形狀，在料箱表面粘貼不同顏色以區(qū)分左右。

3.4 配料車數(shù)量設(shè)計(jì)

哈輕公司總裝車間的現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)拍是10JPH，即每工位操作時(shí)間360秒，物料車從上線開(kāi)始隨線行進(jìn)，經(jīng)8個(gè)工位，配貨車裝配時(shí)間為30秒，配料員單臺(tái)車配料需要120秒，從配貨區(qū)到料車上線距離13.5米，空車返回配料區(qū)，共行進(jìn)42米，人員手動(dòng)推車行進(jìn)速度為1米/秒。如果一人負(fù)責(zé)配料及回收料車，完成一個(gè)配貨過(guò)程需要351秒小于360秒，而料車數(shù)量應(yīng)滿在線運(yùn)行數(shù)量和空車等待數(shù)量，共計(jì)16臺(tái)。

4 開(kāi)發(fā)揀料單配貨和Hello標(biāo)簽系統(tǒng)

4.1 揀料單配貨系統(tǒng)

揀料單配貨系統(tǒng)作為輔助系統(tǒng)，可幫助配貨員快速，準(zhǔn)確的配貨，減少配貨工時(shí)。揀料單系統(tǒng)是基于哈輕公司現(xiàn)有的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）開(kāi)發(fā)，物料通過(guò)系統(tǒng)控制，被配送到指定位置，并且打印出揀料單，由配料人員按照揀料單的指示通過(guò)物料的Hello標(biāo)簽的顏色、符號(hào)、數(shù)字和字母等信息引導(dǎo)，正確、快速、輕松地完成配貨工作。揀料單配貨系統(tǒng)相比較于一般的亮燈配料系統(tǒng)有具有成本低廉、效率高、可靠靈活的特點(diǎn)。適用于小規(guī)模，配料數(shù)量較小的隨行配料系統(tǒng)。

4.2 開(kāi)發(fā)Hello標(biāo)簽

Hello標(biāo)簽是一種物料地址標(biāo)簽，它通過(guò)不同顏色區(qū)分車型平臺(tái)，數(shù)字和字母組成零件編號(hào)，每個(gè)零件編號(hào)對(duì)應(yīng)唯一的物料編號(hào)（不超過(guò)四位為宜），為便于快速識(shí)別配料信息。Hello標(biāo)簽通過(guò)視覺(jué)上的差異化，引導(dǎo)配料員輕松的查找到揀料單上的物料，并且將物料準(zhǔn)確投放的配料車?yán)?，完成配料工作（如圖2、3）。

5 測(cè)算收益

針對(duì)哈輕公司的生產(chǎn)狀況，小規(guī)模隨行物料系統(tǒng)在工時(shí)、料架密度、成本等方面獲得了一定的收益，具體收益如下：

5.1 大幅度減少線邊操作工取件工時(shí)及行走工時(shí)，XX總裝內(nèi)飾線第一工段節(jié)省取件工時(shí)和行走工時(shí)線上工時(shí)約90秒，減輕了裝配工的工作強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

5.2 由于配料零件在配料區(qū)集中放置，節(jié)省線邊零件存放面積，共計(jì)減少46個(gè)零件有效面積，解決了零件在線邊放置困難的問(wèn)題，總裝內(nèi)飾線第一工段可以減少5個(gè)物料空間。

5.3 由于采用揀料單和Hello標(biāo)簽系統(tǒng)進(jìn)行配料，降低了零件錯(cuò)裝漏裝的風(fēng)險(xiǎn)，并有效地實(shí)現(xiàn)了零件防差錯(cuò)。

5.4 結(jié)合哈輕公司實(shí)際情況，小規(guī)模隨行物料系統(tǒng)的運(yùn)行，使用線棒，簡(jiǎn)易料盒等材料制作配料車，借用現(xiàn)有的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）開(kāi)發(fā)揀料單和Hello標(biāo)簽，因地制宜無(wú)需改造隨動(dòng)系統(tǒng)，有效的降低了投入設(shè)備和改造成本。

6 結(jié)論

本文基于“精益生產(chǎn)”的理念，針對(duì)哈輕公司總裝的實(shí)際情況進(jìn)行了隨行配料系統(tǒng)（SPS）供貨方式的設(shè)計(jì)，主要完成了隨行配料系統(tǒng)的生產(chǎn)布局、料車、物料傳輸系統(tǒng)以及揀料單及Hello標(biāo)簽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。隨行配料系統(tǒng)對(duì)于汽車生產(chǎn)有著重要意義，完善的隨行配料系統(tǒng)不僅可以降低工時(shí)，提高生產(chǎn)效率，而且可以保證生產(chǎn)質(zhì)量，防止錯(cuò)裝漏裝。哈輕公司總裝車間第一工段小規(guī)模隨行配料系統(tǒng)的試運(yùn)行，很好的改善了多車型混線生產(chǎn)的問(wèn)題，但仍有很大改進(jìn)空間，可以為今后的精益生產(chǎn)工作提供可借鑒的意義：

6.1 在廠房建設(shè)初期，將考慮隨行配料系統(tǒng)項(xiàng)目納入設(shè)計(jì)范疇，使廠內(nèi)配貨系統(tǒng)設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)化。

6.2 根據(jù)工藝順序，合理布置零件，使其更符合人機(jī)工程學(xué)原理。

6.3 在投資允許的情況下，建設(shè)全裝配線的隨行物料系統(tǒng)，使用AGV運(yùn)載工具進(jìn)行自動(dòng)化物料運(yùn)輸，使用亮燈系統(tǒng)防差錯(cuò)配貨管理等。

參考文獻(xiàn)：

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