柔性发动机装配线的探讨

（上海日野发动机有限公司，上海201401）

柔性发动机装配线的探讨

陈健飞

（上海日野发动机有限公司，上海201401）

发动机总成装配技术是整机生产最重要的组成部分，也是最复杂的一个部分。以前，大型发动机制造企业的总成装配线结构都比较复杂，维护不方便，一般都是对应一种机型进行生产，柔性较差。随着技术的不断发展和完善，越来越多的厂家投入自动化程度很高的装配线，投资成本较高，但不太适合中小发动机制造企业的发展。所以需要一种结构简单、投入不大，但又有一定柔性的生产线，满足广大中小企业的期望。

装配线柔性简易

1 前言

随着汽车技术的发展，人们对发动机质量要求越来越高，发动机的装配也变得越来越重要。发动机加工企业在引进先进装配线的同时，更加大了辅助设备的引进，如何恰如其分地定位发动机总成的性能和各项主要质量标准，以保证产品的性能指标。在达到上述目标的同时，也要努力将投资和产品成本降到最低。

2 装配线的定位

新建装配线的技术方案的定位方向是至关重要的。要避免两个误区：一是有的技术方案过分注重所谓形象，采用了一些不是很必要的、华而不实甚至是不太成熟的新技术或高配置，多花很多甚至几倍的资金，但没有达到应有的效果，投资回报率低，最终客观的评价是很不理想的；二是有的技术方案一味只追求节省投资，装配线削减了许多必要的设备和功能，从而不具备装配出高品质产品的最基本条件，结果花了钱也达不到应有的效果，反而造成浪费。对同一条装配线技术方案的要求，不同人群从不同角度往往得出差异很大的结论。所以主张在确定技术方案时要多看，多思考，多讨论，实事求是地对具体情况作具体分析，将技术方案的方向定得更科学[1]。

一条典型的装配线应具备以下7个方面的基本功能：（1）质量保证功能；（2）满足多品种产品的柔性生产功能；（3）设备的监控功能；（4）信息采集功能；（5）安全与人机工程合理化功能；（6）物流与零件供应功能；（7）完成总成装配后的整机测试功能（归纳为试车）。

3 J系列发动机装配线分析

上海日野发动机有限公司J系列发动机装配线就是比较典型的结构简单、投入不大，但又能满足上面7个基本功能的装配线，图1是该装配线的平面俯视图。

3.1质量保证功能

此项功能是装配线的核心，是一条装配线最基本的功能，也是耗资最大的部分。

保证产品的装配质量，除了需要投入大量的人工，同时也需要投入大量的设备。上海日野J系列装配线也包含了很多的设备：拧紧机（主轴承盖拧紧机、连杆拧紧机和缸盖拧紧机）、涂胶机（水泵和盖板涂胶机、飞轮壳涂胶机和机油冷却器涂胶机）、清洗机、打刻机、重要部位拧紧防错站等。

J系列发动机装配线的两侧留有足够宽度的运输通道，保证物流通畅和运输中设备和料架、料箱不相互碰撞。有零件存放的工位都配有专用料架和转运器具，不会造成零件磕碰。零部件都是遵循先进先出的原则，控制零件的在线投放量，长时间放置的部品都配有防尘罩。

图1 J系列发动机装配线简易平面示意图

装配线上方安装两排三管的照明灯，光照度合理，可以防止视觉不清和人的疲劳。

3.2满足通过多品种产品的柔性功能

为了适应市场竞争和有效利用资金，生产企业一般都要求一条线有通过多种产品功能和新产品的适应功能，有的要求多品种混流生产，并且能够快速地清线和布线。

上海日野J系列发动机装配线能满足J05系列4缸机和J08系列6缸机2种不同尺寸发动机的装配，并且生产线不需要作任何调整。内装线通过滚道输送进行装配，外装线是适合两种机型的装配小车，通过调整后支撑的位置来实现4缸机和6缸机的共线生产，如图2所示。装配小车通过前面牵引机构的牵引实现自动化和节拍化，而且清线和布线也很方便。内装线通过翻身机构把机体顶面朝上，吊到装配小车上进行外装线装配[2]。

3.3设备的监控功能

一条大型的装配线需要一个自动监视系统，如“安东”系统。一旦发生故障，立即反馈到现场管理和设备维修管理部门，不但显示故障种类，而且还要显示故障的部位，以便及时排除。但是这又牵涉到成本问题，整条装配线都由“安东”系统控制，成本会大大增加，不太适合中小型生产线和中小型企业。上海日野有一个简易的半自动监视系统，通过作业人员，一旦发现异常情况，可以拉动工位上方的拉线来反馈现场故障工位，显示在LED大屏上，并通过信号（和现场拉线相连的蜂鸣器等）通知设备维修管理部门，大屏还记录了故障的持续时间。

图2 装配小车

3.4信息管理功能

主要是信息的采集、传送、储存与分析管理。信息主要分两部分：生产管理信息和装配工序内信息。生产管理信息包括每条生产线的生产台份数、节拍、当前月产量、年产量和停线信息；装配工序内信息包括设备信息（如拧紧机拧紧时间、拧紧数据等）、辅料使用情况（如涂胶机一桶硅胶的使用周期）、工位器具的点检周期等[3]。

一条完整的装配线不是说需要所有的信息，信息的采集、传送、存储与分析管理是一个很复杂的过程。信息管理主要是对一些重要数据进行采集，如拧紧机的拧紧参数，打刻机的机型号记录、日常点检周期等。有电脑的可以在电脑中保存，没有电脑的可以通过文本的形式进行保存，方便后续的分析。这个应视各个企业的信息管理要求和投资能力而定，在不影响产品质量的前提下，可以尽量减少投资成本。生产管理信息主要通过LED大屏来显示，可以在办公室安装一台与大屏相连的显示器，便于管理人员的观察和了解。

3.5安全与人机工程合理化功能

人是最宝贵的，国家对安全保护立法越来越严格。在欧美国家，安全放在极其重要的位置。一条装配线应该有完善的安全防护措施，本公司J系列装配线也是由专业厂家设计制作的，基本符合了日系企业的安全标准。

3.6物流与零件供应功能

物流合理化有两方面含义：一是通过装配线的平面布置，把物流优化到最佳状况；二是合理组织物流并合理配置工位器具，以保证零部件在转运过程中畅通并且不发生磕碰[4]。

装配线上工序间输送通常采用机动滚道和托盘。这种方式工作可靠，且输送和定位精度均较高，特别是在半自动、自动工位，可保证装配设备的工作性能。本公司J系列装配采用小车方式，适合批量不大的中大型发动机的生产。

线间输送如缸盖线到装配线、内装线到外装线以及外装线到测试线，距离近则采用全自动转运机械手或单梁吊，距离远采用自行葫芦。也有采用AGⅤ小车输送，但价格昂贵，建议一般情况下不采用。一般较合理的方法是把线与线之间的距离尽量拉近，通过葫芦吊进行线与线的转换，既节约成本，又方便可靠。

3.7整机测试功能

完成总成装配后的整机测试功能主要分为2个部分：冷试和热试。有些企业在线内设置冷试机。冷试不能测量出发动机工作时的各项参数，属间接检测。但冷试机检测效率高，没有注油、注水、燃烧等程序，更没有噪音排放等问题，从某个角度讲是发展方向。冷试后再进行热试，全面测试发动机工作时的各项参数。

J系列整机的试车都是在装配线外的，每一台都需要通过冷试和热试。通过冷试与热试能发现发动机在装配完成后可能存在的问题。辅助一些必要的工具与设备可以检测出发动机是否有渗漏、异响、功率不达标等发动机制造中出现的常见故障。发现问题后故障发动机下线进入返修区进行问题处理，然后再进入整机测试流程，保证了发动机出厂的质量，整机出厂不良率为零，减少厂外维修成本，提升产品在市场上的口碑，有助于公司的发展。

以上7项功能的有效合理结合就构成了一个质量控制体系。质量控制体系是指致力于满足质量要求的管理系统。质量控制就是在生产产品的质量环中的各个环节采用质量测量、数据统计等方法分析产品的质量原因，从而控制产品质量，使之符合质量技术要求。

4 总语

通过上面7个方面全面介绍了一条完整的生产线所具有的功能，也简单介绍了上海日野发动机有限公司J系列装配的大体情况。J系列装配线比较适合中小型企业的中大型发动机的小批量生产，产能10 000台/年，基本没有维护费用，也能满足不同品种的共线生产，给广大企业提供了一种符合自身发展的装配线的设计理念和思路。

1发动机总成装配线技术方案的探讨[J].汽车与配件.2007（48）：32-37.

2何善平，奚立峰.发动机装配线平衡方法研究[J].工业工程，2005（3）：83-88.

3陈如，王德权，杨继新.发动机装配线质量信息管理系统设计及应用[J].自动化与仪表，2012（9）：52-55.

4董西峰.浅谈发动机装配线的合理规划[J].汽车工艺与材料，2011（11）：58-60.

Discussion on Flexible Engine Assembly Line

Chen Jianfei
（Shanghai Hino Engine Co.,Ltd.,Shanghai 201401,China）

Engine assembly technology is the most important and complex part of engine production. Before,engine assembly lines in large manufactures were of complex structure and poor maintenance,and were generally for one type of engine.With the development of technology,more and more manufacturers adopt assembly lines of high degree of automation with high investment cost.This is not suitable for the development of small and medium-sized engine manufacturing enterprises.So there is a need for a simple and low cost production line with a certain level of flexibility to meet the expectations of majority of small and medium-sized enterprises.

assembly line,flexibility,simplicity

10.3969/j.issn.1671-0614.2014.04.012

来稿日期：2014-06-03

陈健飞（1984-），男，助理工程师，主要研究方向为发动机装配工艺。