轨道车辆电子类产品智能工作台的应用实践

李磊 武波 孙永刚

摘  要：轨道车辆各类电子产品种类繁多，电子插件-PCBA-组装-测试的典型工艺路线除了对物料和半成品的供给和周转提出较高的要求之外，其组装工序的作业复杂度也较高，作业效率和过程质量管控成为现场管理和工艺改善的重点之一。文章旨在以轨道交通电子通信类产品的产品分析、工艺改进为基础，应用智能化软硬件，构建符合产品和工艺特点的智能工作台，对生产周期、作业效率、关键数据采集等方面对智能工作台的应用效果进行评估。

关键词：轨道车辆;智能制造;生产方式;智能工作台;工艺分析

中图分类号：U270 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）29-0178-03

Abstract： There are many kinds of electronic products for rail vehicles. The typical process route of electronic plug-in-PCBA-assembly-testing has not only posed higher requirements for the supply and turnover of materials and semi-finished products， but also has high operation complexity. Operation efficiency and process quality control have become one of the key points of on-site management and process improvement. Based on the product analysis and process improvement of rail transit electronic communication products， this paper aims to apply intelligent software and hardware to build an intelligent workbench in line with the characteristics of the product and process. The application effect of the intelligent workbench is evaluated in the aspects of production cycle， operation efficiency， key data collection and so on.

Keywords： rail vehicle; intelligent manufacturing; mode of production; intelligent worktable; process analysis

1 项目背景

近年来随着轨道交通行业的持续稳定发展，轨道交通车辆配套核心部件的产品种类和需求数量也呈现不断增长的趋势。在深入推进产业升级、两化融合的过程中，根据产品组装过程较为复杂、物料种类较多且易出错的情况、作业效率的稳定性存在改进空间等实际需求，我们开展了专项改善，旨在通过IE手法、各类分析工具、智能化工具、智能化软硬件系统等手段探索并打造出符合自身需求且具备高效和引导作用的智能化应用平台，使其服务于生产现场，并为后续产品研发设计、高效量产、持续改善提供有效支持。

1.1 生产方式选择

立足于多品種、小批量的订单需求，运用精益生产的理念，对生产方式的分析和策划方法进行了整理和比较。

离散制造业生产方式通常可分为3类：产线式、单元式、按功能划分式。结合国内外制造业领先企业的应用实践，针对产品的持续产能需求采用PQ分析法，通常可参考图1。

（1）当产量80%+产品比率20%（A组）时，产品品种少且产量稳定，可以保证设备运转率，则适合产量大的产品生产，通常采取流水产线式生产方式。

（2）当产量95%+产品比率50%（B组）时，各产品的设备是专有化的，则适合中等产量具有差异较小工序的产品生产，通常采取单元工作站式生产方式。

（3）除此之外（C组）时，适用于各产品的设备没有专有化，设备运转率要求不高，产量较低的产品，通常采用按功能划分的生产方式，如加工中心等。

1.2 生产方式的比较

如表1，根据事业部的产品需求预测，依据上述原则并结合产品结构和工艺分析，得出结论：单元式生产方式更符合我公司主型产品的交付要求，其主要有以下优点：

（1）灵活性高，易于应对多品种小批量生产和订单变动。

（2）质量有保证，易于提升产品质量一致性。

（3）节省空间，可以消除过程停滞，缩短周期时间。

（4）节约设备投资，以多个小型设备的有效利用为前提。

（5）提高生产效率，能够减少无附加值动作。

本文以电子类产品的智能工作台应用为例，从需求调研和产品选型，工艺分析和改善、方案设计和制作、工作台的实际应用等环节出发，通过智能工作台的应用带动工艺管理，加强了人、机器与信息系统的协作，使质量控制、追溯分析等要点管控，实现了最小工步智能化管理的目的。

2 项目方案设计

本项目主要针对轨道车辆电子类产品多品种小批量的需求特点，以精益化为主线，围绕节拍化生产方式在智能化生产领域的实际应用，选取典型产品进行了智能工作台实践，具体如下：

2.1 目标产品选定

通过产品PQ分析，结合产品的应用和示范效果，以需求量中等、物料种类多、组装工艺复杂和产品质量受作业熟练度影响大的产品作为候选目标的原则，确定了“监控屏类终端产品”为目标产品。