浅谈柔性制造在汽车总装线上应用

浅谈柔性制造在汽车总装线上应用摘要：进入二十一世纪以来，中国汽车工业一直保持着持续发展的势头。20世纪九十年代以前，国内汽车工业的主导产品是货车，经过近十年的发展，出现了以轿车为领头羊的可喜格局。为了能够随时紧跟市场潮流，汽车生产厂家采用当今最为先进的柔性生产方式，一条生产线就可混合生产多种车型，并能够作到随时调整生产策略，这保证了对市场最为直接和有效占领。本文对适合多车型柔性化混线生产的总装生产线进行分析与探讨。

关键词：汽车总装生产线柔性化总装工艺流程意义

1、柔性生产制造的特点

根据机械制造科学的标准分类，按照生产系统内自动化水平的高低，制造可以分为柔性制造单元（fmc）、柔性制造系统（fms）、柔性制造线（fml）和柔性制造工厂（fmf）。柔性制造最大的特点在于制造上的柔性，在汽车生产中其表现如下：

（1）设备运用柔性化：设备能完成多种加工，利于实现批量生产、降低库存费用、提高设备利用率和缩短加工周期。

（2）物料运送柔性化：物料运送设备能运送多种物料，具有较高的可获得性和利用率。

（3）操作柔性化：具有相同加工工艺的工件能以多种方式进行加工，在机器出现故障时易于实现动态调度。

（4）人力资源配饭柔性化：操作人员掌握多种技能，能在不同岗位上工作。

（5）加工路径柔性化：工件加工能通过制造系统的多种路径完成，便于平衡机床负荷，增强系统在机床故障、刀具磨损等情况下运行的稳定性和可靠性。

（6）加工过程柔性化：加工过程能同时生产多种产品，具有混合比柔性，通过提供多样化的产品来提高客户满意水平。

（7）产品类型柔性化：在产品中能随时增加、去除或更换某些零部件，以提高对市场产品需求的响应能力。

（8）生产批量柔性化：在多种生产批量下，制造系统能获得相应利润，保持其在各种需求水平下的获利性。

（9）系统扩展柔性化：制造系统具有开放性，能扩展其生产能力，以适应企业拓展新市场的要求。

（10）生产种类柔性化：无需增加重要制造设施，制造系统能制造多种产品，完成多样化的生产任务。

（11）市场需求柔性化：制造系统能在多变的市场环境下求得生存与发展，具有较强的适应动态变化的市场需求的综合能力。

2、汽车业柔性制造的发展及其作用

2.1 汽车业柔性制造的发展

美国、日本、前苏联、德国等发达国家在20世纪60年代末至70年代初，先后开展了柔性制造技术以及装备的研制工作。1976年，日本法纳科公司展出了由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元，为发展柔性制造提供了设备基础。20世纪80年代，随着柔性制造技术的成熟，柔性制造得到了迅速发展，并主要应用于飞

机、汽车制造业等。依靠计算机、加工中心和数控机床组成的柔性自动加工系统，使汽车业由单一品种、大批量的生产方式，转向多品种、中小批量、适应市场需求的精益生产方式，也使汽车生产企业的经济效益和管理水平大大提高。

2.2 汽车业柔性制造的作用

在国外汽车工业中，主要汽车生产厂商如通用、福特、宝马、奔驰、丰田、大众、雷诺、沃尔沃等公司都采用了柔性制造系统。例如，美国福特汽车公司在加拿大的一个发动机厂，在同一条自动线上对4.6l、5.4lv8发动机和6.8lv10发动机实现随机混流生产（年产65万台）：而通用汽车公司的传动系部门于1993年开始做同样的准备，采用fms，以满足变速器类壳体零件多品种的制造要求：根据1983年出版的《丰田生产力方式的新发展》，该公司在3个月内的汽车产量为364000辆，共4个基本车型，32100个型号，平均每个型号的产量约为12辆，产量最多的型号也只有17辆，最少的则只有6辆。日本汽车业在20世纪70年代开始大力发展柔性制造，到1987年己经形成较大规模，拥有数控机床2万余台、柔性制造生产线21条。据日本通产省第8次特定机械设备统计调查表明，以汽车制造业为核心的输送机械制造业，1987 年拥有fms31条，1994年增加到818条。尤其是大型汽车制造企业，fms采用的最多，占7年间增加总量的41%。柔性制造为日本汽车工业生产率追上并超过美国创造了条件。日本汽车在国际市场上畅销不衰与它的柔性化制造密切相关。

国内汽车业与发达国家一样，也是先进制造方式的发源地。上世纪80年代，随着改革开放进程，中国汽车工业开始向发达国家汽车工业系统地学习先进的生产方式和制造方式，其中就包含有柔性制造的内容。上世纪80年代中后期，汽车界的主要生产厂家开始在一些工艺流程和产品制造中，尝试柔性制造，初步积累了经验。上世纪末至今，随着国内汽车企业实力的增加，以及外国公司的大规模进入和生产装备的改善，柔性制造在汽车工业的发展较快。

如主要汽车生产厂家第一汽车集团等在一些生产领域开始进行柔性制造，在焊装车间等使用多种机器人，在生产工序上机械手以及其他自动化设备不断增多，在一定程度上可实现多品种的混线生产；一汽一大众汽车有限公司用具有cnc三坐标模块的组合机床柔性自动线生产轿车变速器和离合器壳体，自动线节拍达到40.5 s，年生产能力为36万件，工序能力指数cp>1.33，可连续4星期无故障生产；再如上海通用汽车公司也拥有柔性化生产线，涵盖了各大总成及整车等制造环节，提高了产品换代速度。随着汽车工业的发展，汽车零部件加工也在向柔性制造方向发展。fms带来了加工的高度灵活性，使得保持高生产率的同时还能生产更多种类的零件。加工中心作为汽车零部件生产线的重要组成模块，为满足汽车零部件生产领域可靠、高效的生产提供了保证。其开放式结构和柔性结构技术的模块化，以及加工中心切削速度和精度进一步提高，为汽车零部件工业获得了更好性价比。总之，柔性制造正向着车辆制造的各个领域发展。

随着各类先进加工技术的相继问世，柔性制造技术本身也在不断完善和提高。如瑞士的一家工业公司采用了由激光加工中心及cnc自动车床和自动磨床组成的柔性制造单元，该单元由于改用激光加工中心来代替原来的铣床，生产率提高了很多倍，而且产品精度高、质量好。以数控加工为例，为向柔性制造提供基础设备，要求数控系统不仅能完成通常的加工功能，而且还应具备自动测量、自动上下料、自动换刀、自动更换主轴头（有时带坐标变换）、自动误差补偿、自动诊断、进线和联网功能，特别是依据用户的不同要求，方便灵活地配置和集成。各种相关技术的不断进步，促使柔性制造规模不断扩大，将对汽车生产产生深刻影响。

3、汽车总装生产线柔性化需注意的几点问题

3.1 生产线的柔性化要求生产过程更为人性化

如果说10年生产一个产品的车，那么它是简单的机械重复。但对于柔性化生产线来说，无论是物料管理还是员工管理都要复杂许多。为了防止生产脱节造成质量问题，在每个工位都应设置按灯板