張輝 魏博 于亞南

【摘 要】基本思路是先確定產(chǎn)品產(chǎn)能、自制件范圍，然后進(jìn)行工藝、設(shè)備選型，確定涉及功能模塊，按物流順暢原則進(jìn)行布置，再綜合考慮各種輔助辦公區(qū)，最后進(jìn)行廠房公用設(shè)計(jì)，完成一個(gè)車間最主要規(guī)劃設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】工廠；物流規(guī)劃；建設(shè)

引言

現(xiàn)結(jié)合案例作介紹。主要考慮產(chǎn)品產(chǎn)能需求、工藝路線及布局、設(shè)備選型、模具存放區(qū)/原料庫房/辦公區(qū)/工段園地、生產(chǎn)模式、質(zhì)量控制、廠房平面規(guī)劃、土建公用設(shè)計(jì)等。

1、產(chǎn)品產(chǎn)能、工藝、設(shè)備與生產(chǎn)管理規(guī)劃

1.1、產(chǎn)品輸入

（l）投產(chǎn)車型。不同車型其工藝流程、工藝布局、設(shè)備選型、模具與物料緩沖區(qū)，及擴(kuò)建預(yù)留都不一樣。該基地投產(chǎn)車型包括7座家用車、緊湊型車、中型車、SUV等。（2）自制件種類與數(shù)量。為保證產(chǎn)量和質(zhì)量，確定車門外板、左/右側(cè)圍外板、左/右翼子板、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、車頂蓋、尾門外板等10多個(gè)重要車身覆蓋件采取自制。內(nèi)板由供應(yīng)商提供，以減少自身生產(chǎn)規(guī)模、建設(shè)投資，及降低運(yùn)行成本、風(fēng)險(xiǎn)。

1.2、產(chǎn)能

依據(jù)工廠產(chǎn)量測(cè)算：月產(chǎn)能（沖次）=小時(shí)產(chǎn)量x每日工作小時(shí)數(shù)x每月工作日x模具線數(shù)；月實(shí)際產(chǎn)能（沖次）=每分鐘實(shí)際沖次x60x每日工作小時(shí)數(shù)x每月工作日。

1.3、工藝

車身外板多為三維非規(guī)則曲面，尺寸大、形狀復(fù)雜，外觀質(zhì)量要求極高以滿足造型，配合精度高、形狀和尺寸的一致性好以保證焊接和裝配質(zhì)量。對(duì)不同車型零件，沖壓的工藝特點(diǎn)、設(shè)備、模具、材料都不同。為精益投資和運(yùn)行成本，該車間選擇4序而非5序工藝，兩者優(yōu)缺點(diǎn)如下：（1）4序工藝優(yōu)點(diǎn)是投資、運(yùn)行成本相對(duì)較低，與本地其它工廠生產(chǎn)工藝相同，滿足產(chǎn)品柔性；缺點(diǎn)是較復(fù)雜零件的模具設(shè)計(jì)難度較高、模具較復(fù)雜、生產(chǎn)穩(wěn)定性較差。（2）5序工藝優(yōu)點(diǎn)是可簡(jiǎn)化相應(yīng)模具設(shè)計(jì)，減小模具設(shè)計(jì)難度，降低模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，提高穩(wěn)定性；缺點(diǎn)是公司在柳州的其它工廠均為4序壓力機(jī)生產(chǎn)，若5序設(shè)備損壞，需5序生產(chǎn)模具將無法實(shí)現(xiàn)柔線生產(chǎn)，對(duì)產(chǎn)能產(chǎn)品柔性產(chǎn)生較大影響，且占地與設(shè)備投資大。

2、設(shè)備

2.1、在線清洗

生產(chǎn)停線中，擦模所占比率為巧%一30%，而第一道成型拉深工序擦模又占較大比重。使用清洗機(jī)，能提高零件表面清潔度，減少停線擦模時(shí)間。部分模具第一序拉深量比較大，零件易開裂，板料經(jīng)過清洗機(jī)涂油后，有助于拉深時(shí)走料平順，減少開裂。清洗機(jī)由4個(gè)AC變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使用油基清洗介質(zhì)，包括1對(duì)聚氨醋送進(jìn)輥，1對(duì)反向尼龍刷輥，1對(duì)無紡布3M擠干輥。油箱由不銹鋼板制成，裝備有雙過濾器，過濾能力25微米。清洗機(jī)與拆垛機(jī)，壓機(jī)上料機(jī)器人相連。主要參數(shù)：清洗機(jī)速度最大120米/分鐘（可調(diào)），擠干輥上輥壓力最大100PIL，泵輸出量約600升/分鐘，油箱加熱器功率6Kw。

2.2、壓力機(jī)

（l）根據(jù)產(chǎn)量、生產(chǎn)線自動(dòng)化程度，按工藝流程排列，通常采用以雙動(dòng)壓力機(jī)為首的，加上多臺(tái)單動(dòng)寬臺(tái)面壓力機(jī)，多以貫通式縱向排列的形式。（2）由于車身覆蓋件形狀復(fù)雜，單動(dòng)壓力機(jī)很難達(dá)到要求，在拉深工序，采用2250噸寬臺(tái)面雙動(dòng)壓力機(jī)。（3）由于車身覆蓋件輪廓尺寸大而材料厚度小，同時(shí)為了縮短換模時(shí)間，其它切邊、翻邊、整型工序采用寬臺(tái)面多點(diǎn)且?guī)Щ顒?dòng)臺(tái)面的1000噸壓力機(jī)。為控制投資、便于生產(chǎn)維保，兩條壓力機(jī)線供應(yīng)商均為濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司，其特點(diǎn)為：l）適合高強(qiáng)度鋼材的沖壓使用；2）配合單臂機(jī)械手及高速拆垛系統(tǒng)，可不停機(jī)更換料垛；3）滑塊運(yùn)動(dòng)曲線特性好，速度最高可達(dá)18轉(zhuǎn)/分；4）生產(chǎn)線的沖壓效率有效提升；5）整線設(shè)計(jì)最大沖壓節(jié)拍為12次/分鐘，能實(shí)現(xiàn)一模雙件的沖壓；

2.3、自動(dòng)化輸送

線零件輸送一般有3種方式：a.機(jī)器人（六臺(tái)機(jī)器人+拆垛對(duì)中+零件輸送帶），b.傳統(tǒng)機(jī)械手（八臺(tái)機(jī)械手+3臺(tái)穿梭機(jī)+拆垛對(duì)中+零件輸送帶），C.高速機(jī)械手（5臺(tái)機(jī)械手+拆垛對(duì)中+零件輸送帶）。該車間選擇C模式，供應(yīng)商為瑞士Gudel。主要特點(diǎn)：1、各軸驅(qū)動(dòng)由電機(jī)提供電能，采用德國(guó)RExROTH伺服電機(jī)；2、定位精準(zhǔn)、可靠性高，搬運(yùn)負(fù)載80kg；3、可完成傳統(tǒng)機(jī)械手取件、穿梭和上件三個(gè)設(shè)備的工作；4、整線最高節(jié)拍可達(dá)12次，比普通機(jī)器人生產(chǎn)節(jié)拍提升40%以上；5、零件在傳送過程中不需旋轉(zhuǎn)、設(shè)備少、技術(shù)成熟。

2.4、天車

天車用于吊運(yùn)模具、板料等，為50T/10T橋式雙梁起重機(jī)，由大車、小車、小車軌道、護(hù)欄、大小卷揚(yáng)、吊鉤、滑輪、鋼絲繩、駕駛室、變頻器、遙控系統(tǒng)、大車軌道、電源安全滑觸線等組成。起升及行走機(jī)構(gòu)采用變頻調(diào)速控制，具備駕駛室控制、遙控兩種操作模式。大車軌道采用5k0歲m鋼軌，小車軌道采用焊接壓板。大車、小車、主鉤、副鉤均采用變頻調(diào)速，變頻器附帶用于設(shè)置參數(shù)和手動(dòng)輸入的面板，供應(yīng)商為美國(guó)Allen一Bradley。

2.5、生產(chǎn)管理

（l）生產(chǎn)計(jì)劃管理：建立每日生產(chǎn)計(jì)劃控制流程、板料和零件物料清單表等；（2）運(yùn)輸管理：吊車轉(zhuǎn)運(yùn)板料、拖車轉(zhuǎn)運(yùn)零件、叉車僅在庫房裝卸零件，運(yùn)輸路線規(guī)劃；（3）庫存管理：支持零件數(shù)據(jù)跟蹤、庫房零件布局、最大最小庫存設(shè)置、先進(jìn)先出保證；（4）原材料管理：板料接收流程及庫存設(shè)置、可疑板料處理；（5）落料件管理：最大最小緩沖量設(shè)置、落料件質(zhì)量控制；（6）半成品管理：生產(chǎn)工序件在24小時(shí)內(nèi)完成工序并入庫，試模、項(xiàng)目工序件隔離存放，專項(xiàng)處理。

3、廠房平面規(guī)劃

（l）根據(jù)生產(chǎn)線條數(shù)和每條線生產(chǎn)前后緩沖面積、物流通道大小、叉車轉(zhuǎn)彎半徑等綜合考慮生產(chǎn)區(qū)域面積。（2）根據(jù)規(guī)劃模具尺寸，直接計(jì)算模具面積。模具面積乘以物流系數(shù)（物流通道、模具間存放通道等）除以2得出實(shí)際所需面積大小。（3）根據(jù)規(guī)劃零件工位器具尺寸、裝箱定額，計(jì)算庫房面積；考慮沖壓件入庫物流、焊裝車間取件物流最短為原則，一般布在生產(chǎn)線尾，并靠近焊裝車間。（4）如數(shù)模尺寸已知道，直接計(jì)算檢具面積；如車型模具尺寸不清楚，采用現(xiàn)有相似車型類比法；平均法計(jì)算檢具面積大小，最后乘以物流系數(shù)（物流、檢具間存放通道等）。（5）模修面積由模修設(shè)備所占面積、同時(shí)維修多少套模具所占面積構(gòu)成。位置應(yīng)考慮各線模具轉(zhuǎn)運(yùn)方便，物流最短、模修粉塵遠(yuǎn)離生產(chǎn)線等因素。（6）板料存放區(qū)根據(jù)產(chǎn)量、周轉(zhuǎn)時(shí)間、板料平均大小計(jì)算?，F(xiàn)為了節(jié)省面積，一般采用立體貨架、集中存放、統(tǒng)一發(fā)送的方式。（7）根據(jù)飯金返修數(shù)量計(jì)算其飯金翻修面積。叉車充電區(qū)應(yīng)同時(shí)滿足多少輛叉車充電，考慮防爆設(shè)施。（8）辦公生活區(qū)考慮管理人員、工程師、信息文檔、參觀接待，會(huì)議室、培訓(xùn)室、工具材料庫房、衛(wèi)生間等。（9）工段園地根據(jù)實(shí)際空間布設(shè)。（10）考慮員工上下班進(jìn)入車間、生產(chǎn)線員工與車間內(nèi)部人員走動(dòng)、人員參觀路線。

結(jié)束語

本文介紹整車工廠沖壓車間在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段應(yīng)考慮的原則，提出結(jié)合實(shí)際優(yōu)化設(shè)計(jì)、降低投資和運(yùn)行成本、提高生產(chǎn)效率、利于擴(kuò)建需求的設(shè)計(jì)原則。

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（作者單位：1精誠(chéng)工科汽車系統(tǒng)有限公司底盤研究院；

2諾博汽車系統(tǒng)有限公司保定徐水公司制造二部）