江铃汽车在不断的市场锻炼中,采用精益生产理念,并借鉴同行的经验,建设了具有先进水平的发动机装配线,为生产更好地发动机打下了坚实的基础。
近年来,在国内宏观经济持续走好的大环境下,我国汽车行业保持了良好的发展态势,汽车产销快速增长,行业经济效益稳步提高。然而,企业需要不断降低产品生产成本,才能在激烈的市场竟争中取得可观的经济利益,实现可持续发展。因此,设计一套低成本且能保证产品质量的发动机装配生产流水线,不断改善企业的生产能力,消除生产中的瓶颈工序,改善企业生产过程中的物流状况,以最小的成本获得最大的效益,才能使企业在竞争中处于不败之地。
运用精益生产理念(Lean Manufacturing)进行工艺优化设计,使得企业可以合理使用各种资源,消除生产过程中不必要的浪费,最大限度地缩短产品生产周期,降低库存和在制品资金占用,加强生产计划和控制,降低生产成本,提高企业利润,从根本上提高企业的管理水平与企业的经济效益。
我公司根据JPS的精益生产理念,借鉴英国Dunton发动机生产线、长安福特以及福特Otosan生产线的优点,设计建造出一条在国内外较为先进的低成本发动机装配生产线。而我们自主生产的JX4D24发动机,对江铃股份公司来说,更具有里程碑式的意义。
JX4D24柴油机主要性能
图1所示为JX4D24柴油机总成图,该款柴油机型具有以下特点:
图1 JX4D24柴油机总成图
1.升功率高
升功率达到43kW/L,最大功率103kW,另有最大功率74kW和85kW的不同配置,满足配置不同车型的市场需求。
2.低排放
采用四气门、EGR循环及冷却系统、VGT增压中冷技术、燃油共轨系统等先进的控制排放技术,达到国Ⅲ标准或国Ⅳ标准。
3.低油耗
全负荷最低燃油消耗率小于210g/kW h。
4.低速扭矩好
在转速为1600~2200r/min时,扭矩达到285~375N m,加速及爬坡性能极佳。
5.舒适
超低噪声,驾驶舒适性、安全性可与中高档轿车相媲美。
6.耐久性、可靠性好
采用四气门、DOHC凸轮轴,缸体带裙架结构,使发动机强度及刚度大大提高。
装配线的特点
1.装配生产流水线选择在二楼建设
由于发动机厂的占地面积较小、空间有限,而项目开发时间节点紧迫,既要满足开发时间节点的要求,又要不影响正常的发动机生产。所以,方案的选择进行了多次更改,最终确定在二楼建设新装配线。
这是一项非常具有挑战性的工作:要面对建筑楼板承重的考验,生产物料及整机物流的考验,生产节拍的考验和产能提升的考验等。经过工艺工程师及设计院设计工程师的共同研究,通过对楼板承重的多次测量、论证,该方案最终获得了通过,并证实楼板承重能实现年产十万台发动机的产能需求。
2.解决楼板的承重问题
二楼楼板原始设计承重为1 000kg/m2,实际承重为800kg/m2。根据这个条件的局限性,要尽可能地考虑楼板的受力均匀及减少在楼板面上的承重设备。根据建筑物特点,利用中心承重柱体,采用了树状悬挂式的钢结构,向两侧延伸,形成环形流水线,并在主线体下平铺一层钢板,使楼板整体受力均匀分布。同时,采用发动机物料配送的方式,减少线边物料货架的堆放,尽可能减少楼板承受的压力。这些设计方案有效地解决了楼板承重的问题(图2)。
图2 装配线一角
先进工艺优化设计
1.人机工程
(1)线体加托盘的中心设计高度控制在约为1.2m的高度,这样比较适宜当地员工的身高要求,方便员工在舒适的高度作业,降低员工的劳动强度。
(2)对重量较大的零件,如缸体、曲轴等零部件,均采用滑移轻便吊葫芦进行吊装,减轻了操作工的劳动强度,同时也提高生产效率。
2.柔性设计
(1)采用可变距式的双轴拧紧机(图3),能依据不同发动机螺拴的距离和工艺要求对拧紧轴间距和拧紧程序进行设定,进而变换调整生产不同类型的发动机关键螺栓力矩的要求,真正实现柔性生产。同时,这些拧紧机均采用滑移式,可根据工位的不同来进行调整,操作简单方便。采用可变距的拧紧机也大大节约了生产成本。
图3 双轴拧紧机
(2)托盘的设计可满足多种发动机的在线装配生产,根据发动机缸体的特点,设计不同的缸体连接块,然后将发动机连接在主线的托盘上,此总设计方案可实现一条生产线满足多机型混线生产,为企业节约了生产成本(图4)。
图4 发动机托盘
3.装配质量
(1)发动机所有部件装配螺栓力矩均采用电动、气动定扭矩扳手控制,保证装配过程的拧紧力矩满足产品设计要求,且终力矩均有数字显示,便于拧紧过程的监控,为保证产品质量提供有力的保障。
(2)采用拧紧工具定期检测标示牌,设备工程师会定期对生产线上的拧紧工具依据标示牌的时间点来进行定期校验维护,有效地保证了拧紧工具使用过程中的可靠性及稳定性,同时也为产品的质量提供了保障。
4.轻便设备的选用
采用便携式刻字机和轴承压装机,操作灵活方便。
5.设备过程监控能力
众所周知,发动机的装配主要靠螺栓连接方式,如何控制好螺栓拧紧质量是关键步骤。在这条新装配线上对关键螺栓,如主盖螺栓、连杆大头螺栓、飞轮螺栓、减震皮带轮螺栓及缸盖螺栓等,采用具有数据自动采集功能和自动统计、分析过程能力的设备。该设备能计算出各个拧紧过程的Cp及Cpk的数值,质量管理部门可定期调出设备的过程能力分析图进行过程监控,确保设备运行的稳定性(图5)。
图5 设备过程监控
6.物流
(1)采用物料配送方式。单台发动机的物料由专人在物料配送区域根据生产线零部件间的装配顺序进行装箱配送,此举有效地控制了在装配过程中易出现零件多装或少装的可能性,是一种有效的防错方式,是工艺优化设计的一大亮点。
(2)采用先进的ANDON系统来监控生产过程中可能出现的物料质量、生产安全、设备以及物料短缺等问题。通过每个工位安装的相关按钮,可及时通知相关负责工程师来解决相应的问题,满足生产的正常运转。
例如,当某个工位出现设备故障,该工位的操作工首先按下设备故障按钮,这时设备工程师办公室的报警器、装配大厅的大屏幕显示屏和装配线班长办公室处的报警器就会同时报警,包括声光报警。这样提高了应急反应速度,有效减少了因设备或其他原因停线造成的时间损失,提高有效工作时间的利用率。
7.可视化管理
可视化,就是通常所说的工厂或企业车间内的用来规范员工行为的图标提示的简称。我厂技术人员在这条新的装配生产线上充分运用了这个工具。例如,发动机有很多关键螺栓,螺栓的拧紧顺序和力矩要求等都不一样。因此,工艺工程师在各个工位对关键操作的步骤进行图片的特别提示,防止操作工操作错误,是一种较为简洁而有效的过程防错方式。
8.网络信息有效运用
对过程中关键的参数进行监控,装配之前必须将每台发动机的ID条形码信息扫描入设备,再进行后续的操作,关键参数被自动记录在相关设备中,以便后续质量问题的跟踪追溯。
9.精密设备运用
对发动机关键参数,如发动机连杆的分级检测、活塞凸出量的检测等,均采用微米量级的精密设备,保证测量结果的精确度及准确度。
结语
采用先进的工艺分析方法,运用生产过程中的有效的过程质量控制方式,设计并建设一条先进的流水生产线,对企业的低成本运作有着很深的指导意义。同时,也是JPS核心生产理念——精益生产的集中体现。
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