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当合理利用自动化实现效益最大化

发布时间:2021-09-14 22:58:43 阅读: 来源:针阀厂家

合理利用自动化实现效益最大化

目前,在我国劳动力成本较低的情况下,劳动密集型生产方式尚能以较大优势参与市场竞争,但是随着国民经济的快速增长,劳动力成本较低的优势必将逐步丧失。因此,随着我国汽车行业的飞速发展,国内各大汽车公司,尤其是整车厂对自动化设备的需求将越来越高,传统的劳动密集型生产方式将逐渐被淘汰。根据发达国家的经验,自动化机器的重复性远优于手工操作,生应对贸易保护主义能力增强产过程的自动化是生产高品质的产品的必要条件。

汽车制造业中的自动化

在汽车车身制造8、旋紧试样后的4大工艺——冲压、焊装、涂装、总装中,自动化主要是指操作过程的自动化,主要有:工位之间的输送;机器人——焊接、喷漆、涂胶;上下料操作的自动化等。实施自动化的主要目的是改善工艺性和提高可操作性,例如:在喷漆车间实施自动化可避免恶劣工作条件,在焊装车间可增进工艺可操作性。

虽然使用自动化设备可以节省人力消耗,加快生产速度,改进产品一致性及制造质量,但是同时我们也要看到,自动化的一次性投资额高,生产线发生故障时停机时间增加,而且对于其他辅助设备也有较高的要求。

下面我们就以冲压车间的自动化改造及焊装车间的自动化体系为例,详细分析在汽车制造业中使用自动化设备的成本与收益。

冲压车间的自动化改造

1. 冲压车间上下料方式对比:

表1是在冲压车间的自动化改造中,采用人工手动、机器人、机械手、新型上下料装置4种上下料方式的对比,从中可见:

□ 新型送料装置并不适合于传统冲压线的自动化改造;

□ 机器人如果应用于大型冲压线的改造,由于悬臂较长,会造成机器人轴关节机械磨损加剧,相应会增加故障停机率和维修费用,若应用于中小冲压线的自动化改造,由于工件小、悬臂短,则可充分发挥机器人柔性高的优势,是较理想的方案;

□ 应用机械手的方式进行自动化改造是较为经济、实用的方案:鉴于汽车外覆盖件向整体大型方向发展,工件惯量大、压机间距大,综合设备投资、维护保养及故障停机率等各方面因素考虑。

2. 冲压自动化改造快速送料装置方案的技术分析:

上世纪末出现的多工位压力机、紧凑型压力机和2004年初出现的伺服压力机逐渐在成线冲压设备中崭露头角,自动化送料系统也悄然发生了变化,新型的快速送料装置应运而生。

新型快速送料装置的最大优点是:结构紧凑、速度快,大大提高了冲压线的生产效率;故障停机率低;设备的柔性好;适合于新的大型冲压自动化项目。但与此同时,新型送料装置对压机的最大间距有严格要求,必须≤6m;设备投资非常高,运行的维护、保养费用较高且价格十分昂贵。一般情况下含压机整线报价在1.5亿元至2.1亿元不等。

米勒万加顿的快速送料装置

小松的快速送料装置

GUDEL的快速送料装置

ATR的快速送料装置

目前,在快速送料装置的开发和研制方面居于世界领先位置的有:德国米勒万加顿、舒勒、GUDEL、ATR、日本小松、韩国的WIA 。

焊装车间的自动化体系

焊装车间的自动化应该根据付出和改进的关系而分阶段和部门进行。粗略地讲,总线的自动化会先于分装,而在总线上,汽车车身的骨架合成会先于其他部分。总线自动化会包括两部分:车身的移动和焊接。传统上,在总线上焊接机器人的采用是最为集中的。

本文只对汽车车身的骨架合成做一些探讨。由于没有价格数据,只对其功能,占地面积方面做比较,重点是柔性化,以下是几个例子。

1.丰田汽车焊装车间自动化体系的特点:

□ 夹具从里面夹住侧围,焊接换位方便节拍快

□ 可混4种以上车型生产

□ 可任意切换

□ 占用工位面积小

□ 可人工焊接,焊接空间大、操作方便

2.日本富士,韩国现代和大宇国际等焊装车间自动化体系的特点:

□ 可以混2种车型生产,也可通过串联实现4车型生产

□ 可任意切换

□ 占用工位面积小

□ 可以人工预装侧围(需要产品有预搭扣)

3.柯马焊装车间自动化体系的特点:

□ 可以混4种车型生产

□ 可任意切换

□ 可焊空间大,机械结构简国家“1025计划”明确提出了节能减排的目标单,只需要调试机器人

□ 占用工位面积小

□ 可以人工预装侧围(需要产品有预搭扣)

日本富士,韩国现代和大宇国际采用的4种车型的柔性骨架合成装置

柯马采用的4种车型的柔性骨架合成装置

在以上案例中,丰田的自动化装置如果节省焊枪的换位时间,还可以提高节拍或者增加打点数目。由于骨架合成装置是白车身尺寸控制最重要的工序,同一节拍下点焊打点数目和打点位置是关键,也是评审和对比的重要方面,因此,骨架合成装置的自动化是被工业界普遍接受的。在骨架合成装置自动化中主要考虑的是柔性、质量、安全和效率。

我国汽车制造业领域对自动化的选择

由于人工成本低廉,目前我国汽车制造企业对自动化的要求并不强烈,但是随着国民经济的快速增长,劳动力成本较低的现象将逐步消失,生产过程的自动化将是不可避免的必然趋势。

当然使用通常自动化设备的费用偏高,也是我国汽车制造企业对自动化的要求并不强烈的另一个原因,但在目前阶段,我国汽车制造业自动化的部分实现还是可能的。例如,补焊线采用机器人与否,主要是取决于人工费用。据粗略估计,如果人工费用超过3.2万元/年/人,机器人的优势就显露出来了。

日本富士、韩国现代和大宇国际采用的2种车型的柔性骨架合成装置

对于汽车制造业自动化的展望

1、自动化和柔性制造

自动化与柔性化是相辅相成/相违相勃的,过分自动化与过分柔性化都不可取,柔性自动化是我们的目标和理想。要实现柔性自动化,我们有许多可以借鉴的现有系统,目前在汽车柔性自动化方面比较著名的体系有:丰田的FBL体系和GBL系统、日产的柔性系统、通用的C柔性系统。这其中,有的实施得比较成功,有的就缺点多多,这在本文中就不加以评论了。

2. 汽车制造业自动化是质量问题也是成本问题

汽车制造业的自动化是质量问题也是成本问题,在人工成本相对高的区域会领先,国外的企业会有一定的优势,并会将优势保留相当长的一个时期,但是国内企业的自动化率也会逐步提高,两者之间的差异会逐步减小。与此同时,汽车制造的自动化会随着用户对产品质量要求的增强而增加,所以,汽车生产企业对于自动化相应技术的要求会更高。

沙济伦博士 奇瑞汽车公司规划设计院副总工程师

原载AI《汽车制造业》杂志(end)

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