电机装配后功率变小 [中大功率发动机小批量生产现场装配工艺分析]

　　摘要：小批量生产具有在制品在移动中加工、各工位同时作业的特点，这就要求将整个装配过程分割成若干独立作业单元，然后将这些作业单元合理安排到流水线的各个工作站上。随着快速多变的市场需求，企业面临的竞争越来越激励，如何提高小批量生产现场装配的整体效率和产量，减少工序间的在制品，以及追求同步化生产越来越受到人们的重视。本文首先论述了中大功率发动机装配生产现场的流程，然后具体探讨了中大功率发动机小批量生产现场装配工艺的生产现场平衡问题与生产顺序问题，最后进行了案例分析，提高了装配工艺效率。
　　关键词：中大功率发动机；小批量生产；现场装配工艺；平衡问题；生产顺序问题
　　中图分类号：S219文献标识码： A 文章编号：
　　 中大功率发动机是大型车辆的整个心脏，其装配过程是整车制造技术的集中体现。发动机的装配过程是通过发动机装配生产现场实现的，理想的发动机装配生产现场规划设计能使整个装配生产现场负荷均衡且满足市场响应。一方面，为了提高装配质量和生产效率，充分利用资源，要解决发动机生产现场装配生产现场的平衡问题[1]。另一方面，为了满足市场多样化需求，要解决发动机生产现场装配生产现场的投产顺序问题。在生产现场装配生产现场上，不同装配工作站对不同产品装配的作业时间相差很大，产生闲置和超载现象，装配时所需零部件也不完全相同使装配过程中各种零部件的消耗速率变化很大，导致零部件的需求量产生很大波动[2]。因此产品的投产顺序直接影响企业的生产效率，解决产品投产顺序成为关键问题。本文为此具体从上述两个方面分析了中大功率发动机小批量生产现场装配工艺。
　　1 中大功率发动机装配生产现场的流程
　　 大型车辆发动机的整个生产过程是由发动机的零件加工、发动机装配及发动机生产试验三部分组成。发动机装配生产现场一般由一条主线和几条分装线两部分组成。发动机试验又包括生产试验和性能抽验两部分。
　　 发动机内装配线和发动机外装配线的布置形式可以是矩形形式，也可以是直线形式，矩形布置形式可充分利用传送线的工位空间，减少空工位，减少厂房的战地面积，节约投资。为适应多品种、不同产量的柔性生产，装配主线主要传输传送装置多采用摩擦辊轮带随行夹具非同步式输送线，配合转位装置及其它设备组成，一般配有变频器调整减速器电机频率，可以实现传输速度无级可调[3]。缸体内装线、缸盖部装线两部分是保证发动机性能质量的关键。气缸盖部装线一般由自动辊道线与摩擦辊轮带随行夹具非同步式输送线相结合组成，摩擦辊轮带随行夹具非同步式输送线采用双排式，前排为装配线，后排为托盘返回线，构成回路。装配好的气缸盖配气机构组件由自行小车输送到发动机外装线上等待装配。采用自行小车可使通道畅通，人流物流不受阻，它部件的组装多采用在工作台上装配集中布置的方式，用自动小车输送到总装线和气缸盖部装线相应工位旁[4]。
　　 发动机清洗前和清洗后辊道线为第一段，该段多采用动力辊道传送线，中间插入缸体清洗机，缸体等零部件清洗后装配部分零件，并输送到内装线上线工位旁；发动机内装配线承担缸体内部零部件及机油盘的装配；发动机外装配线承担气缸盖配气机构组件、变速器及一些外装件的装配。总装后下线的整机由空中自行小车将其提升一定高度后，再水平移送到磨合发动机输送线起始端，降到发动机磨合输送线台面水平高度后放置于发动机磨合输送线上，然后空中自行小车返回进行下一循环[5]。磨合输送线也多采用摩擦辊轮带随行夹具非同步式输送线，布置形式一般为矩形式。磨合输送线将待磨合的发动机自动送到磨合台架旁，然后多采用带KBK轨道的气动葫芦吊装到磨合台架上，磨合又称生产试验，其主要目的是采用合理的磨合规范以延长发动机寿命，同时对发动机的降速稳定性、加速稳定性、机油和冷却水的压力和温度、异响等项目予以检测。磨合完毕的发动机下台架后放置于输送机上运往组批包装地进行组批，组批后的发动机按一定比例运往性能交验工段对发动机性能按技术规范进行检测，性能抽验主要是检测发动机的功率、扭矩、油耗、排放等性能指标。检测合格的发动机吊装到发动机转运架上或进行包装后，运往发动机成品暂存地或成品库，等待出厂[6]。
　　2 中大功率发动机小批量生产现场装配工艺的生产现场平衡问题
　　2.1 生产现场平衡问题
　　 装配生产现场平衡问题就是在不违反各作业元素优先关系的前提下，通过合理的作业编排、科学的管理和改善，均衡装配生产现场各工作站负荷，使装配生产现场达到一种平衡、均匀、流畅的状态。装配生产现场平衡问题就是组合优化问题，具体表现两方面。一方面，发掘系统潜力，消除工作站瓶颈，缩短装配生产现场长度，减少投资成本，稳定产品质量，加快物流速度，增加产量。另一方面，给工人一种公平感，改善雇员关系，从而调动工人的积极性，提高劳动生产率[7]。
　　2.2 生产现场平衡的实施分析
　　2.2.1 装配线作业时间
　　 装配作业时间是运用一些技术手段来确定操作者按规定的作业标准完成作业所需的时间。时间研究对于一个现代化企业来说必不可少，是企业管理的基础条件之一，时间研究在劳动生产率水平计算、平衡生产人员之间的工作量、确定设备的生产能力等方面有广泛用途，并为编制生产计划与生产进度、劳动成本的管理、劳动定额的定制和车间平面布置的合理性提供基础资料和科学理论依据，也是总装作业均衡编排所必需的重要数据。发动机总成装配作业时间一般是指从发动机缸体上总装线开始到发动机校验检测之前所进行的装配时间和其它与装配有关的作业时间的总和。时间研究的方法主要有工作抽样、秒表测时研究、预订动作时间标准法、方法-时间衡量法和标准资料法等。秒表测试研究法的优点是方便快捷，缺点是必须根据作业者的熟练程度以及作业条件选定评比系数，评比系数的选定具有一定的主观性，因此对时间研究的结果影响比较大[8]。预定动作时间标准法的优点是不受作业熟练程度和评比者主观性的影响，具有一定的客观公正性，但时间花费大。
　　2.2.2 最低合理作业元素的划分
　　 最低合理作业元素就是指不能再分的作业元素或最小自然作业单元。由于一台发动机一般有300个以上的零部件，如果作业单元划分的过细，会使整个平衡过程十分复杂；划分的过粗，又使平衡难以很好的进行。因此，必须寻找一个最佳尺度。为简便起见，可以将一连串在逻辑上不可分割，且必须有同一人在同一工位完成的系列动作单元组合在一起，作为一个作业元素进行研究。如将螺栓、平垫圈、弹簧垫圈装配在某一部件上，三者只能在同一工位上连续完成装配，因此该部件加上各种禁锢件的装配可视为同一作业元素[9]。
　　2.2.3 作业时间段的划分
　　 测时研究要对每一道装配工艺进行操作分析，然后对工艺的操作循环时问以不同的“规律时间段”进行分解。对于总装配线操作，“规律时间段”的分解一般在10-50秒之间，较短的时间段划分的目的是为了在总装产量提高的情况下较好地利用作业时间进行新的装配工位分配。在划分“规律时间段”的同时不能忽视一些“频率时间段”，“频率时间段”就是在某些操作循环中所必需进行的一些非循环操作时间。例如，更换电动板手电池、统计检测、检查设备的各项技术操作参数及设备整体部件的更换等。在每道工序的操作分析中必须列出非循环操作的“频率时间段”，然后确定其频率数，将“频率时间段”的操作时间除以频率数，把非循环操作频率时问换算到每一个循环操作的规律时间中。操作分析划分好时间段后，可以用连续分段计时秒表对每个时间段进行测量计时，为了保证时间的准确性，每个时间段的测量计时最好在20个数据以上[10]。