生产线的自动化改造是一个循序渐近的过程。本文以变速器齿轮加工生产线为例，对其加工工艺进行了探讨，阐述了规划原则及方法。

2012年，中国汽车工业虽然再次出现微增长，但中国汽车企业投资热度依然不减，仍有很多企业有投资建设新厂和新生产线的规划。随着近年来中国人口红利进入结束期，劳动力短缺日益成为现实，技能型人才培养明显不足，形成技术工人的结构性短缺，专业人才的薪资水平也水涨船高。如今，我们曾经期待多年的自动化生产线已经被生产企业逐渐列为首选。

本文以变速器齿轮加工生产线为例，对其加工工艺进行了探讨，阐述了规划原则及方法。

规划原则及方法

通常情况下，齿轮机加工的工艺路线为：毛坯—车加工—齿形加工—热处理—磨削加工—成品。因为热处理的特殊性，业内通常把它作为机加工的分界点，既我们常说的热前机加工和热后机加工，因此生产线规划也就分成热前和热后两部分。

生产线规划首先要确认预期年度各月产量（M），预计极限日产量（N），根据工作时间（T）及设备可动率（U）确定生产节拍（S），再根据工艺方案确定机床数量，必要时还需根据机床数量重新调整工艺方案，以达到均衡化生产。

在此，以两条热前机加工线的规划为例进行对比分析。

A生产线年度月产量及工作时间如表1所示。每班工作时间T=7.5h，经验机加工设备可动率U=75%，生产节拍S=T×60×U/Nmax=7.5×60×75%/200=1.6875min/件。其工艺方案如表2所示。

B生产线年度月产量及工作时间如表3所示。每班工作时间T=7.5h，经验机加工设备可动率U=75%，生产节拍S=T×60×U/Nmax=7.5×60×75%/1000=0.3375min/件。其工艺方案如表4所示。

表2、表4所示A、B两条生产线的采购机床数量均为单班制生产设计。如果改为双班制生产，则采购机床数量将发生变化，如表5所示。

从表1和表3的数据可以看出，B生产线的日产量是A生产线的4倍，但实际中B生产线所购买的设备的数量远远小于A生产线的3倍。

在计算方法中，我们采用了极限日产量。需要说明的是，为了减少投资也可以用平均日产量来进行计算。但由于在预估产量时都相对比较保守，如果一旦市场的变化远远快于企业的预期，就有可能出现客户需求不能满足时再次追加投资，而当追加装备能量产时往往客户的需求又没有那么多了。所以，建议适当预留部分产能以应对市场的快速变化，虽然存在一定的风险，但不会对生产企业有很大的影响。

这里的工作日数量和可动率是按人工作业给出的，纯自动化的设备可以增加30%左右。事实上，设备还需进行日常的检修和保养，不可能24h不停地转动。

生产线上机床的布置

那么，建立怎样的自动化生产线就成为一个行业面临的课题。什么样的自动化生产线更适合自己的需要？我想没有一个标准的答案，但可以这样讲，满足需要的不一定是最好的，但最好的一定可以满足需要。

关于自动化生产线的布置，笔者有如下建议：

第一，产量少时可以单机独立工作。由自动化设备组成的复杂线体，必须具备单机运行和多机不同编组管理运行能力，以便于根据情况及时调整，降低全线停产的可能性，减少停机损失。

第二，尽可能减少物流周转，建立自动流转，确保一个流生产理念的实现。

第三，夹具、刀具和量具设计柔性化、模块化，自动切换减少品种切换时间损失。

第四，自动检验识别工件及机床、刀具误差，并进行自动补偿；对于无法实现自动检验的要定时提醒线体人员检测。

第五，对于不可避免有人员参与操作的生产线，要充分考虑操作者劳动时间不饱满的问题，必要时可以适当减少自动化部位，适当增加一定量的人员作业，降低投资成本。

在此，以B生产线布置方案为例，对三种形式的生产线布置进行探讨，如图1、图2和图3所示。

从布置方案的物流方式来看，方案一、方案二均有跨越同类机床的情况，而方案三则没有，较为合理，可以分步投资，并更有利于自动化布置，有利于零件在机床之间流动，机床间工件的自动上下料也容易实现，保证一个流的精益生产。

结语

国内汽车零部件机加工自动线还处于起步阶段，大家都希望尽可能使用自动设备以减少人员的投入，但有的生产企业却出现了即使上了自动设备也没有减少人员的现象。上自动线的目的首先就是要减少人为因素的影响，提高产品质量，提高工程保证能力，仅仅体现局部自动化功能是得不偿失的，有时候也是不必要的。

笔者曾经参观过几家日本整车和零部件生产企业，所观察到的无论是整车还是零部件的自动化生产线，都是根据各生产企业不同阶段的需求而建立的，并随着需求的变化还在进行着自动化的改进，而无人生产线并不多见。希望，我们的企业能够面对现实，不要急攻进利，要根据自身实力和发展需要，把生产线的自动化改造当作一个循序渐近的永恒主题，也许这才更符合我国的的国情。