汽车涂装双色车身产能规划分析

滕晓倩，张 伦，袁宝弟

汽车涂装双色车身产能规划分析

滕晓倩，张 伦，袁宝弟

（上汽通用汽车有限公司，上海 201206）

目前国内大多汽车主机厂（OEM）都采用改造新增离线遮蔽工位对完成第一次面漆的车辆进行遮蔽，再利用现有涂装车间面漆喷涂和烘烤主线进行第二次面漆，从而实现双色车身涂装生产的在线双色工艺。文章通过介绍双色车涂装工艺流程，分析说明双色车涂装产能受到涂装车间可改造新增遮蔽工位的能力和涂装车间面漆线整体产能的双重限制，探讨了在线生产双色车身的产能计算方法和产能缺口解决方法如改造新增遮蔽工位、持续优化遮蔽操作、基地内驳运生产以及寻找双色喷涂新技术应用机会等，以期为OEM双色车身涂装生产产能规划工作提供一些依据与可参考的问题解决方向。

双色车身；汽车涂装；产能规划；工艺流程

随着双色车身汽车在市场上受欢迎程度的增加，各大主机厂都纷纷推出悬浮车顶、熏黑车顶、双色腰线、双色门盖等双色车身涂装配置车型，以满足客户个性化、多样化的需求。但现存很多整车主机厂现有工艺线和布置空间是不支持配置单独双色喷涂产线的，因此，大多采用新增遮蔽工位，利用已有面漆和烘房主线进行第二种颜色的喷涂和烘烤的在线生产方式，产能受到限制，为了更好地提高产能，满足市场部双色车身涂装需求，制造部产能规划团队应在各项目初期就进行双色车身涂装产能的分析与规划。

1 双色车身涂装产能计算方法

1.1 双色车身种类

除去部分熏黑车顶是由全玻璃车顶实现不涉及涂装工艺之外，现有双色车身工艺，根据双色分色线位置不同，一般分为如下几种：1）常规双色：车体水切线以上包括车顶与侧围上部及后举门上部颜色与车身主色不同，分色线位置在A、C柱及后举门扰流板边缘上；2）熏黑车顶：仅车顶颜色与车身主色不同，分色线为车顶零件边缘一圈，车顶多为黑色或白色，分色比较简单；3）车身双色：以车体肩线或腰线为界限，车门、门把手、窗下腰线等其他位置与车身主色不同，分色线为门与翼子板边缘、门把手一圈等，形式比较多样，分色设计最为复杂。双色车身种类具体如图1所示。

图1 双色车身种类示意图

1.2 双色车身涂装工艺流程

主机厂利用现有面漆主线进行双色车身涂装的工艺流程如图2所示，整车在进行一遍油漆涂装与烘烤后进入双色涂装遮蔽工位，使用耐高温遮蔽胶带、遮蔽膜，在造型分色线处，精确地将不需要第二次喷涂双色位置的零件进行遮蔽，然后汽车返回，从打磨工位等合适位置切入面漆主线前，进行第二次涂装喷涂与烘烤，二次喷涂烘烤结束后再次回到离线遮蔽工位进行拆除遮蔽胶带、遮蔽膜等操作后，再次进入质量工位进行报交，完成全部涂装流程。由此工艺流程图不难看出：1）离线遮蔽工位的能力，包括工位数量、操作人员数量以及机运传输速度，决定了单个遮蔽工位可以支持多少产能；2）在线生产双色车身，会对涂装车间面漆线造成1:1的产能损失[1]。

图2 某油漆车间主线双色车身喷涂示意图

1.3 遮蔽工位能力限制产能

双色车身涂装遮蔽工位主要用于遮蔽膜的张贴和拆除，如表1举例说明，根据分色线设计位置的不同，有的车型需要拆卸四门和后举门后才能精确遮蔽如某车型A，有的车型则不需要拆卸门盖如某车型B，还有一些车型仅为车顶零件颜色与车身主色不同，分色线就是车顶零件和侧围零件的分界线，遮蔽张贴相对简单如某车型C，表1可以看到以此三种车型为例，总的遮蔽工位内操作时间分别为39 min、35 min与13.5 min，即三种车型的单个遮蔽工位双色涂装产能分别为60 min/39 min=1.5 JPH、60 min/35 min=1.7 JPH和60 min/13.5 min=4.4 JPH[2]。

表1 不同种类2tone遮蔽工位内操作内容与时间

操作内容某车型A某车型B某车型C 操作时间/min 拆卸四门与后举门2.000 贴分色胶带5.05.03.5 遮蔽15.015.04.0 清洁2.52.52.5 拆除遮蔽7.57.52.0 装上四门与后举门2.000 机运5.05.01.5 工位内操作39.035.013.5

以车型A为例，如生产该车型的涂装车间仅有一个遮蔽工位，则产能最多为1.5 JPH，如有两个遮蔽工位，则产能最多为1.5×2=3 JPH，以此类推。针对不同的双色类型、不同机运条件的遮蔽工位，单个遮蔽工位的生产产能不尽相同，产能规划工作需要具体案例具体计算分析。

1.4 两次喷涂造成产能损失限制产能

如图1流程图所示，每辆双色车身车都需要进行两次面漆喷涂与烘烤，即会对油漆车间面漆工艺段产能造成1:1的损失。如表2举例说明，一个20 JPH的油漆车间，年运行4 000 h的总产能为80 000辆，车型A、B、C总年产量计划为60 000辆，可以满足正常造车计划。其中车型A项目提出80%即24 000辆的双色车需求，但因为双色车两次喷涂会造成1:1的产能损失，涂装车间面漆线实际剩余产能为80 000−60 000=20 000辆，并不能支持A车型80%的双色车身需求。

表2 双色车型产能计算示例

产能计算项目产能计算结果/辆 某车间2022年总产能20 JPH×4 000 h=80 000 车型A 2022年产量30 000 车型B 2022年产量20 000 车型C 2022年产量10 000 车型A 2022年2 tone车需求80%30 000×80%=24 000 车型A 2022年2 tone车产能限制80 000-60 000=20 000

综上所述，双色车涂装产能受离线遮蔽工位能力和面漆产能1:1损失的双重限制。如上文举例车型A，年产量规划为30 000辆，提出80%即 24 000辆双色车身需求，但车间面漆线富余产能上限为20 000辆，而该油漆涂装车间只有两个遮蔽工位，每工位支持A车型产能1.5 JPH，两工位仅能支持3 JPH，年运行4 000 h，产能限制为12 000辆。即该车间最大支持A车型双色产能为12 000辆。在项目早期配置调研确认阶段，制造产能规划团队就应输入市场部每年实际双色车造车产能最大限制，以更好地支持项目平台完成进一步销量规划研究。

2 双色车身涂装产能缺口解决方法

产能规划团队在分析出双色车身涂装实际支持最大产能和需求之间存在缺口后，目前整机厂涂装车间解决缺口问题主要有以下方向：改造新增遮蔽工位、同一基地内双色车驳运生产、跟踪利用新技术等。

2.1 按需改造新增遮蔽工位

产能规划团队联合涂装工艺团队，在涂装车间现有工艺布局中，根据空间限制少、进出主线机运连贯、改造内容尽量少等原则，积极寻找改造新增遮蔽工位机会。一般来说会拆除或移位现有闲置室体如备用工位、备用室体、旁路支线机运位、下线缓存工位、备用点修补室体等，再在原空间位置进行遮蔽室体和机运的新建或改造。表3是某涂装车间将原有闲置场地改造为双色车。身生产离线遮蔽室体的改造内容，主要为室体改建、机运、料架、踏步以及读写站改造等。另外涂装车间车型条码内要增加双色车身相关信息，油漆雪橇上车辆信息标签中增加喷涂步骤信息，面漆喷房的喷涂信息系统也要改造以增加是否双色的判断逻辑，实现程序自动识别与喷涂[3-4]。

表3 双色车遮蔽工位改造内容

改造项目详细条目 双色车身离线遮蔽室体新建内容室体镀锌壁板 室体地面 灯具 送风管道改造 水管、压缩空气管、插座 消防管路 电缆、桥架 光栅防错设备 现场安装 线旁料架 机运改造内容链式移行机链条改造 链式移行机举升台 旋移机改造 机运操作台 滚床 手持式扫码枪 显示器 按钮盒 电缆、桥架 现场安装 原有室体移位闲置设施拆除 电控系统喷涂机器人交接信号设计、修改、调试

在改造遮蔽工位时要特别注意机运运行时没有相互干涉，同时应尽量避免串联工位、口袋工位等机运需要相互等待的情况，避免因机运堵塞出车不畅从而降低实际产能。

2.2 持续改进以提高产能

在遮蔽工位数量受到车间空间限制无法再增加的条件下，涂装车间仍然可以通过持续改进工作以提高单个遮蔽工位可以支持的最大产能，比如：1）增加单工位操作人员，经验显示单遮蔽工位安置4名操作人员是比较合理的，既能最快速度完成操作步骤又可以避免操作路径覆盖造成等待浪费。2）将在遮蔽工位拆除遮蔽膜工作优化为在精饰线拆除。在完成第二遍面漆喷涂后，遮蔽膜拆除的工作可以布置在精饰线上，从而节省车辆再次机运到遮蔽工位的时间以提高产能，但此方案需要增加精饰线操作人员数量。3）改进分色线位置。在不影响车型整体双色设计效果的前提下，如果可以改进分色线位置，以避免需要拆除车门、后举门或前盖才能张贴遮蔽膜，也可以提高单遮蔽工位产能。4）改进遮蔽工具。工欲善其事必先利其器，遮蔽膜张贴需要使用非标的遮蔽工具与定位工具，根据车型外表面形状持续优化遮蔽工具以改进遮蔽效率，如图3所示[5-6]。

图3 遮蔽膜辅助工具示意图

2.3 基地内驳运生产

生产双色车顶会造成总产能1:1损失，对于某些产能不平衡的多工厂基地，可以通过如图4所示基地内跨工厂的生产驳运方案来解决产能缺口。

图4 某基地油漆车间驳运生产示意图

驳运方案要特别考虑的是：1）应尽量驳运白车身而非喷涂过一遍油漆的涂装车，因为涂装过一遍油漆的车身不可以再次清洁，以避免在驳运过程中因车体污染而污染工厂B的面漆段。2）应考量工厂A、B之间的涂装工艺差距，如1 K清漆与2 K清漆、内表面手工喷涂与自动喷涂等，评估驳运生产是否会影响车型外观质量。3）应考量驳运车颜色选择，在工厂B的颜色管道能力范围内选择。4）车间驳运进出口选择，应尽量避免靠近消防通道、靠近钢平台以及机运改造量特别大的进出口。5）物流影响与费用，应尽量在驳运项目早期就联合物流团队评估驳运可行性与运行费用。

2.4 双色“打印”技术应用

汽车双色“打印”工艺又名油漆免遮蔽套色工艺或无过喷喷涂技术，是一种采用无气喷头，集成多个微型喷嘴，搭配精密电磁阀控自动控制，使用机器人根据程序轨迹，动态拟合自动喷涂，用固体分精确控制膜厚，从而实现不需要遮蔽工艺，在第一层涂装油漆表面直接喷涂第二层不同颜色的工艺（图5）。

图5 双色“打印”工艺流程图

双色“打印”工艺可以完美解决主机厂双色涂装因遮蔽工位和二次喷涂存在产能缺口的问题，且可实现数字、形状、简单图案等特殊喷涂，但目前仍处于行业实验开发阶段，尚没有成熟应用，特别在材料开发上目前仅有少量涂料供应商的单组份素色涂料可以适配，且水平面应用更多。而缺乏合适空间加装喷涂机器与烘烤系统也是主机厂面临的另一个关键问题。

目前汽车供应商DURR、ABB、Sames以及吉林兴信等都在积极投入研究中，也有一些实验室与主机厂合作试喷的进展，特别是DURR的Ecopaintjet无过喷技术，已经发展到第二代，在边缘区域的“非锯齿化”实现长足进步。因此，有理由相信在不久的将来还是可以期待成果的。主机厂产能规划团队也应密切关注技术发展，寻找应用机会。

3 结语

双色乃至多色车身是汽车市场个性化发展的产物，特别是随着汽车电动化智能化的普及，未来将会有更多的车型项目采用多样化的多色设计，而利用离线遮蔽工位进行遮蔽膜张贴后再进行第二次面漆喷涂和烘烤仍将在一段时间内是大多主机厂的主流方案。各大主机厂制造产能规划同仁应在新车型项目的先、中、后期都参与其中，积极推进产品分色线优化设计，进一步挖掘车间遮蔽工位改造潜能，持续改进遮蔽操作方法，研究跨工厂驳运生产等产能缺口解决方案，以及寻找新材料、新工艺应用机会等等，以不断提高双色车生产产能，满足市场需求。

[1] 张辉.涂装双色车生产工艺[J].电镀与涂饰,2010,29 (10):68-70.

[2] 霍志超.浅谈汽车车身涂装工艺及其质量控制[J].山东工业技术,2015(15):243.

[3] 刘长春,吕正芳,刘延磊.涂装双色车开发[J].现代涂料与涂装,2016,19(5):56-58.

[4] 孟祥超.套色车在涂装生产线的实际应用[J].涂料技术与文摘,2012,33(4):19-21,24.

[5] 何小龙.汽车车身涂装工艺及其质量控制[J].科技与生活,2011(24):147-147,106.

[6] 覃漓丽.汽车车身涂装工艺及其质量控制[J].化工管理,2018(32):75-76.

Vehicle Manufacturing Capacity Planning Study for Two Tone Body Production

TENG Xiaoqian, ZHANG Lun, YUAN Baodi

( SAIC General Motors Corporation Limited, Shanghai 201206, China )

Currently most Chinese vehicle original equipment manufactures (OEM) apply on-line two tone production process which means using existing top coat spray and oven line to do the second topcoat step in two tone production. This paper introduces the capacity planning methods and limiting conditions for this on-line two tone process and discusses several ways to increase the two tone production capacity such as new adding mask stations, optimizing the mask and demask process, shipping production and looking for new technology application opportunities, etc. Hope to provide some basis and methods for vehicle OEM two tone capacity planning work.

Two tone body; Vehicle paint; Manufacturing capacity planning;Process flow

U466

A

1671-7988(2023)10-176-05

10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.010.036

滕晓倩（1989—），女，助理工程师，研究方向为车型项目先期制造规划，E-mail:15921662959@163.com。