探索汽车总装车间柔性化生产系统.pdf

48 2023年第04期ASSEMBLY总装柔性化生产系统，要求具有快速转换产能及产品的能力，用以快速应对客户定制化需求。本文基于国内某车企的总装工艺方案探索柔性化生产系统，该方案中，AGV 作为柔性化生产设备的应用，贯穿于内饰、底盘大部分和最终线的大部分操作，AGV串联起主线内饰线、底盘线和最终线（TCF）。输入条件1.企业背景本文介绍的车企是一家以高新技术研发为主的科技公司，产品为电动汽车，设计主元素为：绿色、科技、开放及人性化。2.产品和生产纲领以年产 10 万辆新能源乘用车为例，具体产品信息见表 1，产能信息见表 2。3.设计原则按照个性化定制需求提供个性化的产品和服务，该车企要求的设计原则如下：最大限度地提高设备柔性和可拓展性；线体要求车型高度兼容性；快速导入，随时切换生产模式；应用成熟的机器人自动装配。工艺设计1.输送线选型 输送线主要包含车身储存线、内饰线（Trim）、底盘线（Chassis）、最终线（Final）、各种分装线、淋雨线及终检线等内容。本文重点对主线（TCF）选型做重点介绍，其余线体仅做简单介绍。（1）传统强制流水线模式目前以生产爆款车或者畅销车型为目标的工厂，产品（车企）能够主导市场，效率放在首要位置，采用定序化生产，使用传统强制流水生产模式，生产能力最大可以达到 60 80JPH，实现效率最大化；其主线采用流水线模式，以国内高端的车企为例，各生产线选型如下：内饰线：内饰线主要负责乘用车内饰件的装配工作。目前国内主流的高端乘用车总装车间内饰线探索汽车总装车间柔性化生产系统随着定制化需求日益增长，车企对生产计划有很强的灵活性和不确定性，要求采用更加灵活、更具有扩展性的工艺和装备来适应灵活的产能需求。基于此，本文探索应用柔性化生产系统，为应对客户多样化的需求提供了思路。中国汽车工业工程有限公司 林丽 云度新能源汽车有限公司上海分公司 蔡自凡表1 产品信息产品平台数量2产品车型数量4最大产品整备质量2498 kg最大白车身尺寸5200 mm（L）2050 mm（W）1800 mm（H）最大白车身质量550 kg/台表2 产能信息生产节拍（净）30JPH生产班次双班设计年产能100000图 1 电动升降滑板48-56 总装.indd 482023/6/26 17:24:39492023年第04期输送形式是电动升降滑板，具体如图 1 所示。底盘线主要负责底盘零部件的装配工作。目前国内主流的高端乘用车总装车间内底盘线输送线形式是升降吊具（EMS+VAC），具体如图 2 所示。最终线主要负责座椅、车门的安装工作，油液的加注、下线前检查等工作。目前国内主流乘用车最终线输送线形式是升降滑板，具体如图 3 所示。（2）柔性化生产模式该新势力车企的产品为电动汽车，该公司要求打造生产个性化、定制化产品的工厂，以客户需求为导向，产品种类多，需要共线生产，要求生产线必须能够快速、灵活地应对，必须把柔性化放在第一位，采用柔性化的生产模式。针对该公司具体情况，为最大化地满足客户端的个性化定制需求，总装车间装配方案设计时，内饰线、底盘线和最终线都采用AGV，即采用 AGV 岛式装配工艺，如图 4 所示，其方式主要由智能化 AGV 进行车身运载和物流配送，按照定制化生产需求，穿梭进行在装配岛之间，结合自动化装配机器人，灵活地完成汽车装配任务。该装配工艺提升自动化、智能化装配程度以减少人工，提高装配质量和效率，最大限度满足批量化、柔性化多品种共线，便于解决工艺节拍瓶颈问题，在装配岛工艺设计方面，基于分组类别的标准化装配单元，简化了总装车间的规划布置，装配线可根据数字化生产管理系统的指令，柔性化定制 AGV 在各装配岛之间的行车路线和机器人装配动作，从而实现汽车装配线的定制化生产。（3）两种模式对比柔性化模式主线采用 AGV 作为载体来运载车身，相对于传统输送线，有如下优势：AGV 作为输送载体，可与车型信息进行绑定，实时知道生产车辆的准确位置，更加信息化、智能化；AGV 作为输送载体，可实时调整工艺速度及工位节距，同时方便有装配质量问题车辆下线处理，更加灵活、柔性化；AGV 作为输送载体，AGV 本体上装有雷达、安全触边、急停和声光报警等多重安全装置，更加安全；AGV作为输送载体，生产线由定点工位切换成边连续工位（或反之由连续工位切换为定点工位）更加容易。AGV 作为输送载体，生产线不用做地坑基础，节约土建施工费用及缩短项目建设周期；AGV 作为输送载体，生产线后期线路改造或搬迁，简单容易且费用低。基于 AGV 作为输送载体的上述优点，改变了传统的强制流水线模式，目Vacu 助力工业化大规模系列化生产模式下的结构件高压铸造工艺您能获得的附加价值 提高工艺安全，加强过程控制 提升零部件质量 采用可靠的过程控制降低废品率 加快工艺优化进程，优化模具和排气阀设计，降低成本 Pfeiffer Vacuum (Shanghai)Co.,Ltd.普发真空技术（上海）有限公司T+86 21 3393 3940 www.pfeiffer-关注我们Optimize Your Process广告图 2 升降吊具图 3 升降滑板492023年第04期48-56 总装.indd 492023/6/26 17:24:4050 2023年第04期ASSEMBLY总装前汽车制造系统对柔性的要求越来越高的情况下，AGV 输送形式是未来装配柔性化的趋势。（4）其他输送线对标国内高端汽车厂，满足业主设计需求，考虑到柔性化定制需求、人机工程覆盖的全面化，且兼顾主线 AGV 输送形式，其他输送线选型见表 3。2.工艺方案设计针对该公司要求：以客户需求为导向，最大化地满足客户端的个性化定制需求，人机工程覆盖的全面化，在对总装车间装配方案设计时，考虑全 AGV 柔性方案。（1）平面布置车间平面布置图如图5所示。（2）工艺方案介绍车间长 400 m，宽 256 m，物流周转区在车间的东北侧，其余为生产区。该总装车间工艺方案，内饰线、底盘线、最终线和 OK 线都采用 AGV，主线主要由智能化AGV 代替传统的生产线，进行车身运载，AGV 小车从装配开始贯穿到装配结束。整体工艺是通过智能 AGV 运载车身，按照工艺顺序前往指定装配岛，与自动化装配设备协作，完成各个工艺步骤。该工艺方案中，有底盘合装装配岛、电池合装装配岛、轮胎自动装配工作站和座椅自动装配工作站等。AGV 岛式装配工艺将原有的流水生产线变成了一个个装配单元，简化了车间的规划布置，可以更好地与自动化装配相匹配，提高了装配质量和效率，能够更加准确、迅速地响应定制化的生产需求，也便于解决工艺节拍瓶颈问题。表3 其他输送线选型表车身储存线立库OK 线AGV（与主线共用）车门分装线AGV+空中横向积存仪表板分装线AGV电机分装线AGV前桥分装线AGV后桥分装线AGV座椅输送线机动辊道车轮输送线机动辊道淋雨线塑料板链报交线 塑料板链 总结本文结合该国内某高端电图 5 工艺平面布置图图 4 AGV 岛式装配动汽车总装车间的项目设计实际情况，首先介绍了项目的输入条件，对比了传统强制流水线模式和柔性化生产模式，按照业主高度定制化要求，设计了符合要求的全 AGV 工艺方案。该装配工艺提升了自动化、智能化装配程度，提高装配质量和效率，最大限度地满足了批量化、柔性化多品种共线的需求，为探索汽车总装车间生产柔性化模式，应对客户多样化的需求提供了思路。48-56 总装.indd 502023/6/26 17:24:40