车身车间又称为焊装车间

1、车身车间又称为焊装车间， 生产的是整个汽车零部件的载体 白车身。 车身是以钢制结构件构成的整车支撑部件， 其制造成本约占汽车总成本 的 40% 左右，焊接质量优劣对整车质量起着决定性作用。车身通常由300600个形状复杂的冲压件及标准件，在70100个工位上以快节奏 焊接而成，辅以少量的焊接、胶接和螺接，焊点多达 40006000个。车身车间机运线规划的重点是将工艺设备、输送设备、通道走廊和 设备全生命周期等一系列因素有机协调， 得出最佳方案，在满足生产要 求的前提下，尽量减少物流搬运量和搬运时间，提高柔性化生产能力。机运线的先进程度直接决定制造水平的高低， 目前上汽乘用车结合 多个工厂规划实

2、际情况， 已经基本实现了以柔性化、多车型混合焊接为 目标的高度自动化、机器人 取代人工的生产线规划技术，达到了国际 先进水平。方案规划机运线的方案规划和车间的工艺流程设计是一个并行的过程， 方案 规划以特定的工艺流程为前提， 同时不同的机运线布局设计又反过来影 响工艺流程的设计。 上汽某工厂的车身车间采用工艺流程原则来进行布 局设计， 车身各个零部件按加工工艺顺序流经不同的工位， 不仅能够达 到特定的高生产节拍，同时可以给生产提供最大限度的制造柔性。在方案规划阶段，需要通过部门交流、历史资料和规划目标等来确 定机运线的输入， 根据输入因地制宜地规划最适合的方案。 输入主要分 为两类：第一类是与

3、工艺相关的输入，如产品的变更、节拍要求变化、 存储区大小的需求以及车型生产配比调整等 ;第二类是与国家标准和工 厂规范相关的输入，如各类设备的国家标准、整车的通过性、机运技术 规范和设备的选型标准等。 工艺输入中最典型和常见的是工艺变更以及 工艺能力不足提出的需求。1. 工艺变更提出的需求上汽某车身车间共线生产 A 和 B 两种车型， B 车型侧围分为侧围 外板和内板，需要在拼合侧围和车顶板后才能拼合侧围外板，因此B车型需要有内总拼和总拼两次总拼；而A车型侧围内板和外板可在侧围分 拼完成拼合， 因此完成内总拼后可直接进行补焊。 两种车型的工艺流程 如图 1 所示。在规划这两种车型时， 需要额外

4、地考虑 A 车型到补焊线的机运线 （B 车型为已有车型，规划 A车型时内总拼和总拼线均已存在）。A车型到 补焊线的工艺机运线就可以认为是一种工艺方案变更对机运线造成的 需求。A 车型每天的产量较高，因此要求机运线具备快速通过、缓冲能力 不小于 30min 的能力 （即不少于 20台车的存储量 ）。根据以上条件可以初 步确定内总拼（FI）线到补焊（RL）线的机运需要有两条或以上的通道，其 中一条路线短，用于快速通过 ;另外一条路线车身存储量大，两条线的 总量不少于 20台车，根据以上需求进行规划 （见图 2）。图2中缓冲区快速通道FI350到RL005只需要5个辊床位，满足快 速通过要求。FI3

5、50到FI510小循环中车身存储量为 4台车，FI360到FI500大循环中车身存储量为 15台车，共用BLD160和BLD165 ,共21 台车，可在FI停线时确保补焊线连续生产不小于 30min,满足缓存要求。2. 工艺能力不足产生的需求 工艺能力不足的典型需求就是生产节拍的提高, 机运线的运输能力、 各个缓存区域的缓存能力设置等都是为了确保最终下线车辆的节拍。 生 产节拍的调整会造成提速、改造和新建等与其他因素交互的新需求。在上汽车身车间 A2 车型导入的过程中,为了兼顾多种车型的生产 配比,我们对整个侧围 EMS 输送线进行了柔性化设计,如图 3 所示, 其中绿色为A、B和Z车型的老线

6、路，红色为新增的 A、A2和B车型 线路,蓝色的为 A 和 A2 车型共用线路。在确保高节拍的 B 车型和 A 车型的正常输送外,在低节拍的 Z 车型侧围处增加了 A2 车型的侧围输 送线,共线后的侧围机运线将可以实现 B、 A、 Z 和 A2 四种车型的柔性 化,具备无级切换输送能力,同时确保 A 车型和 A2 车型能同时以高节 拍生产。设备选型现代机运形式多种多样,例如根据输送形式可分为：地面输送 （辊 床输送线、滑板输送线和往复杆输送线等 ）和空中输送 （摩擦输送线、 EMS 输送线和悬挂输送线等 ）。随着技术发展,机运线已经可以完成基本所 有的运输形式,并且同一种运行轨迹亦可以通过多种

7、设备达到,同样的 运输形式又可以根据具体设置获得不同的生产节拍, 因此机运线的设备 选型对于生产线的规划影响深远。1输送设备的可选形式设备选用的考虑因素通常包括生产节拍、 采购成本和设备柔性化可扩展能力。根据目前上汽工厂的规划实际，常用机运形式的节拍与设备选型通常遵照表1。a 1节拍与设备选型节拍E5JPMU40JTM5身底板主线手推绒往夏杆输医鉴高速辗侏往复杆辅盪錢往夏杆输送绕补幄娃往宴杆輸注箜高速規床恚调线骨廉输館绒板式输酬手推线手鹤机器人机器人谢转接手王葫芦升降机机器人零件上絃手工葫芦葫芦机器人在实际生产中，节拍并不是一成不变的，因此柔性化对机运线的全 生命周期必不可少，通常一条机运线面

8、临的挑战包括： 在新车型推出时 需要能够达到较高的节拍；当车型陈旧后，线体的生产节拍能相应地降 低;线体使用后，如何满足由制造需求产生的车型生产线节拍的变化；车型改款时，需要在原有生产线中兼容新的改款车型 ；车型增加时，需要 在现有线体中兼容更多的车型。2.遵循标准进行选型机运线的规划是一个设备全生命周期的整体规划，因此不光需要考虑设备的采购成本，同时还需要考虑设备维护成本、新老产品的更新和 兼容、设备的利旧性和设备使用年限等因素。标准件的设备在购买、维 护等各方面都更有优势，因此在规划时首选的方案就是充分利用标准件。图4六羯长度的羯床输送方式图4所示的是两种六辊长度的辊床输送方式， 一种是五

9、辊加一辊的 输送设备，另一种是六辊的输送设备。 两种方式都可以解决六辊长度的 规划问题，在规划中就会面临设备的选型，事实上在规划中选择五辊加 一辊的方式会更加适合，原因包括：相对于六辊辊床，标准设备五辊辊 床制作周期更短；如果与预想尺寸不吻合，五辊辊床调整起来更灵活；旧 的线体拆除后，标准件五辊辊床可以利旧。对于已经拥有一定基础的基地生产线体来说， 新线体的规划应该尽 可能地与现有产品型号一致并减少备件数量， 良好的设备一致性也有助 于确保线体的稳定性和新老线体的兼容。3. 遵循原则进行选型机运线的规划需遵循整体考虑、空间和距离最小的原则，在尽量减少干涉、空间浪费的情况下给予未来足够的拓展空间

10、。以皮带横移机、 横移机、叉式移载机这三种完成横移功能的设备对空间的利用对比为例， 如表2所示表2 横移方茱横穆工位数设备名称方案r谡畚数量缓存1两个位置移行橫移机直接横移横移机1台|1皮芾横移机直接横移皮带横移机1台2叉孟移载机移载到移载机叉式移载机1台，幌碌1台22二位置穆行懂移机直接横移横移机1台1皮芾構移机直接橫移皮帝構移机台，升降台2台3叉式移载机移载到移戟机再移 载到另一台维床黒式移载机1台，棍床2台33梦位蚤移行橫移机宜接橫移1皮芾横移机直接横移皮带横移机2台，升降台2台4更式移戟机移载到移载机1 载 到移戦机2,最后移 载到另一台辐床叉式移载机2台，幌床2台3表3横?多方茱评估

11、方案:横移机叉式移载机皮詣横移机动力来涌电动机电动机电动机可维护性结构外露结构外露部分结构外露技低低低利旧性好差般工作范围大小中空间利用率低一般1I 冋节拍高高高费用低咼低根据表3的横移方案评估，我们综合考虑利旧性、工作范围、空间 利用率和投资费用等因素，在满足节拍要求的情况下，采用横移机方案既可减少规划空间，又不会增加太多费用，因此在A车型内总拼到补焊 机运线的规划中，我们选用皮带横移机来存储而不是全部布置辊床。对 比上汽车身车间A车身存储区和BLD车身存储区，同样存储14台车, 皮带横移机需要约270m2,辊床和旋转辊床的组合需要约 500m2,显然 皮带横移机存储空间利用率高。计算验证和

12、仿真1单一线体或系统的计算验证对于单一的线体或系统，采用估算或者生产时序仿真的方法就可以 获得较高的可靠性。在验证线体是否符合节拍需求时，为了保证出口处 的出车节拍，我们一方面要考虑线体内的两车间隔，另一方面要考虑停 线后的缓存时间。在线体内的两车间隔方面，例如图 5所示的连续运行的线体，若运 行速度为20m/min、线体全长为120m且节拍为40JPH,在不考虑设备 开动率、车身长度等因素的情况下，两台车的出车间隔为90s，即两台车之间的距离必须小于30m。JOni/minOV lJOibi图5连绫运行线休在停线后的缓存数量方面，设备停机会直接影响出口处的出车，缓 存区域的车体数量为线体停线

13、后可以连续出车的时间。例如图6所示的补焊线车体存储区，机运线节拍为 40JPH，要求停线后能够保证机运线 连续出车30min,需要的存储数量为20台车。机运线存储 |0000 图&补焊线车休存储区m在实际计算中，为了更贴近应用，则需要考虑设备开动率、休息时 间、适当的余量以及更多的人为、客观因素。2车身车间的仿真验证仿真软件能够提供全方位的虚拟仿真，并且可以加入随机事件模拟车间的停线情况，仿真结果可以验证设置的缓存数量是否合适、设备运 行是否存在瓶颈以及多车型切换是否会干扰生产节拍等。例如图7所示的车间仿真，通过仿真找出了限制车间生产节拍的关键设备，可以有依据地进行调整，效果良好。结语本文结合

14、上汽某车身车间的应用， 对该车间的机运线柔性化规划提 出了一些方法，为其他机运线或设备规划提供了一定的参考。机运线的规划主要遵循精益生产的理念，有以下几个原则：(1)整体考虑原则，设计时应将对布局产生影响的所有因素进行整体 考虑，从而获得最优化的方案；移动距离最小原则，产品搬运距离的大小会影响搬运费用以及机 运设备布置的成本，同时对物流空间和空间利用情况造成影响；(3) 连续性原则，机运线的布局应能保证生产的连续性，适当地安排 缓冲确保出车的连续性，消除无谓的停滞(4) 空间利用原则，充分有效地利用生产区域和存储区域的空间，提 高车间的整体空间利用率；(5) 柔性化原则，在机运线规划之前应考虑到后续因素变化可能带来 的布局变更，以便于后续扩展和调整；(6) 利旧原则，对于机运线的更新和扩展应考虑到已有的设备，在控制成本的情况下尽量减少设备的浪费；一致性原则，新规划的机运线设备与旧设备的转接及备件应尽量保持一致，从设备全生命周期的角度综合考虑费用；(7) 安全原则，应考虑到作业人员的情况，一