新能源汽车汽油车混线生产总装工艺再造研究
摘要:社会化经济的大幅增长,使环保意识深入人心。为此,以电力、甲醇等可再生能源为燃料的汽车纷纷出现,这些新能源汽车的出现可以解决现有的环境问题,缓解能源结构压力。文章系统分析了传统汽油车和新能源汽车产品装备及总装生产线的特点与差异。
关键词:新能源汽车;汽油车;混线生产;总装工艺;研究
引言
随着能源和环境问题日益严峻,在政府的高度重视及政策驱动下,中国新能源汽车正处于快速发展时期,新能源汽车作为我国的战略性新兴产业,各大车企也正在积极响应。由于新能源汽车和汽油车在装备和结构等方面的差异,传统汽车企业如何对总装车间生产线进行工艺优化,实现新能源汽车与传统汽油车的混线生产已成为汽车企业面临的新的重要课题。
1传统汽车总装生产线现状
传统汽油车企业在总装生产线规划时,希望能够在满足产品批量生产和保证品质稳定的同时,
达到厂房空间利用率高、设备利用率高、生产作业效率高、物流路径最优、投入成本相对较低等目标。目前,国内主流汽车企业的总装生产线均能够实现同生产线生产多种产品,我们称之为混线生产。目前国内大部分车企在管理体制和生产线布局上都具有一定的柔性,一旦完成规划建设,通常可以实现车型的混线生产。总装生产线通常是由一条连续的主车体输送线、若干条分装线、加工设备、物流区域等组成。虽然不同的生产线具有不同的布局特,但是由于汽油车结构的相似性,各个车企传统的汽油车总装生产工艺也是基本相似、差异较小的。总装就是将发动机、仪表台、车门、内外饰件等零部件组装到白车身上,形成完整的产品车的过程,工艺流程。
2新能源汽车生产带来的挑战
甲醇汽车2.1基于物流过程分析的DELMIA软件
物流面积与生产线面积比约为1∶1,物流是影响生产效率的关键因素之一,合理的生产线物流在多品种规模定制生产线中显得尤为重要。物流过程分析,先建立物流运行节点图,对此类节点之间的物流运行状态进行仿真,预先发现物流瓶颈,合理规划物流运行路线,从而降低新能源汽车投放市场周期,工艺设计、物流过程分析、过程分析功能是通过DELMIA软件
产品数模和工艺资源数模在软件中形成各种约束关系并实时同步更新,如修改其中任一数模的约束关系,软件同步更新与此关联模型的三维图和二维图。软件结构树模式是达索产品解决方案的核心部分,确保三个模块之间的集成和同步,并且为工艺过程设计提供层次明了的数据库支撑。
2.2作业工序差异,有效车位不足
由于系统和构造上的差异,新能源汽车和传统汽油车分别具有专属的装配零件和工序,导致两者在装配作业顺序上存在较大的差异。新能源汽车一般的工艺流程,与总装汽油车生产工艺流程对比,增加了电池总成分装、电池/空调系统冷却液加注等专有工序,减少了发动机分装、油箱装配、进排气系统相关部件装配等工序。由于装配顺序上的差异,在工艺设计和现场工程编排过程中,新能源车生产需要更多的装配岗位和有效作业车位,以及专有的零件物流存放区域。与传统汽油车生产相比,就产生了有效作业车位不足、物流存储面积不足等困扰课题。以国内某主流车企G的四折线型主输送线为例进行分析,其电动车和汽油车生产有效车位需求分别为185个和152个,其中通用有效车位为146个;电动车专用车位39个,汽油车专用车位6个,如果要实现两者的混线生产,需求有效作业车位为191个,已超其原有生产线规划建设的有效车位数(175个)。
3汽车混线生产工艺再造
3.1总装工序的模块化整合
混线生产的总装车间,在工艺编排过程中可进行模块化整合。模块化整合是指根据某种联系规则将可以进行独立设计的子系统或者模块组合起来,形成更加复杂的大系统的过程。将模块化的概念带入到整车设计开发中,制造与生产管理的各个环节之中。是将整车分为若干块的模块集成生产最终拼接,整车质量容易保证,有利于国产化的实施,可以改善劳动条件降低施工难度,维修方便,同时兼顾整合与成本削减,利用“单品种或模块集成的大量生产”可以解决该问题,从而突破了降本增效的壁垒。在二十世纪20年代,美国通用汽车导入了“克隆系统”,通过推进众多车型席卷了整个汽车市场。通用汽车通过推进各零部件的标准化,使多种车型共用同一种设计零部件件,在利用这种克隆系统使整车成本下降的同时,同时能够推广多种车型共用及衍生。
3.2提前备件与工程重排
(1)提前备件工程整合:通过提取备件工程,利用新能源汽车和汽油汽车生产的专用岗位在
生产其他车型时的空闲时间和空闲作业车位,将新能源汽车的备件工程与汽油车专用作业岗位、汽油车的备件工程与新能源汽车的专用作业岗位分别进行整合,提升专用岗位空闲时间的利用率,削减有效作业车位的需求。
(2)工程重排削减专用岗:可以通过工程重排,削减专有岗位,如对汽油汽车的工程进行重排,在满足品质要求的基础上,排除设备位置和区域限制的作业内容,检讨其他作业内容是否可以打破原有的装配顺序和岗位定置,进行工艺重排,与新能源汽车相关工程进行整合,削减专用岗位和有效作业车位的需求。
3.3专业人才能力培养
新能源汽车与传统燃油汽车在维护保养、制造等方面有一定的差异。主要表现在新能源汽车大部分是以电能作为主要驱动源,因此在电的使用、维护保养方面安全特别重要。根据新能源汽车技术路线不同,国内主推纯电动汽车,插电式混合动力是过度阶段,燃料电池汽车是在进行中,因此维修保养方面纯电动车更为简单、插电式混合动力和燃料电池保养技术更为复杂。基于技术方面原因,新能源汽车专业人才的能力培养,除传统汽车一些基本能力培养要素以外,更需要新能源汽车专业知识,包括新能源汽车三大件(电机、电控、电池)的维修
保养、新能源汽车电子控制、燃料电池电堆维护保养、基础充电设施维护与保养,因此,这些专业课程必须开设。通过这些课程学习,使专业人员掌握新能源汽车理论知识,并通过实操提升他们在专业方面的技能,以满足企业的需求。
3.4可分装业务外包转移
近年来,随着中国汽车制造业的高速发展,汽车零部件配套供应商也逐步具备了较高的生产管理能力和质量控制水平,使整车制造企业将内部的生产业务转移到外部成为可能,进而简化内部作业工序,提升作业效率。
面对新能源汽车混线生产,整车制造企业可以通过与外包供应商建立双赢的战略合作关系,如建立长期的契约关系或者合资控股等方式,不断提升外包供应商的产品质量和生产服务能力,使之具备承担总装工艺中可以整体分装(如车门、仪表台、前后悬挂、发动机等)或者可以整体线外部件组装外包业务的承接能力。通过外包业务转移达到削减有效作业车位需求和物流面积需求的效果
结束语
新能源汽车与传统汽油车混线生产的模式已成为未来一段时间内的必然趋势,混线生产是一项复杂的系统工程,需要从设计、制造、采购等领域综合进行协同规划。工艺规划人员应尽可能早期的参与到新车型的产品设计开发中,实现工艺设计与产品设计同步推进,降低相关工装设备改造或新增的硬件投资,提升混线生产工艺设定的合理性和高效性,进而使新能源汽车与传统汽油车混线生产的优势更为明显。
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