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整车生产制造的三种主要模式

发布时间:2022/10/17 11:15:06   

本文给大家介绍整车生产制造的常见三种生产模式:

·混线生产模式(MixedProduction)

·加工车间模式(JobShop)

·批量生产模式(BatchBuild)

混线生产模式(MixedProduction)

混线生产汽车制造模式,是多个车型同时在固定的生产线上运行的这样一种模式。在这种系统中,无需计划停线时间用以在不同车型之间转换设备工装或工具。这种模式想要成为可能,首要的关键推动因素,是产品设计部门需要注意将生产的所有车型使用通用的车辆平台,更具体来说,需要车架或下车身的定位点、定位面和定位孔共用。

对于制造部门和工厂,哪些是重点?首先需要设备,物料搬运系统和生产控制系统的高度灵活,柔性化程度高才可以实现。高自动化和高柔性生产工具如机器人是混线生产模式的主要推动力。车型识别方面,我们要求生产系统在每种车型到达站点时能够毫无差错的进行识别;零件物流和装配工艺方面,我们需要确保该工位及时、正确地放置所有车型的零件,并保证工人能够正确选择和到位车型匹配的零件,进行合适工艺过程的装配;工具方面,需要确保线边工具能够生产不同车型,或者可以灵活切换,而不需要复杂的切换方法和浪费过多的时间。

拿挡风玻璃的自动化装配举例,在混线生产的制造环境中,自动化机器人首先会确定接近挡风玻璃安装工位的车辆型号。然后,自动化系统将针对该特定车辆启动正确的设备程序,在适当的位置涂上密封胶,然后使用机械臂选择合适的位置从物料架上取下挡风玻璃,最后将挡风玻璃放在指定的位置使用适当的压力和持续时间进行定位和固定。在这一整个工艺流程中,自动化和识别是最重要的两个关键词。

现阶段,几乎所有工厂都是采用多车型混线生产模式的车辆生产线。当然,他们的自动化和柔性化程度不同,但理念相同。这种模式适用于有一定复杂度,但复杂度不是太高的车型混合状态,在这种状态下的生产,是最符合精益生产理念的。

加工车间模式

加工车间模式实际上就是汽车流水线发明出来之前各汽车公司采用的“远古”模式,它的特点是可生产许多不同的产品,产量不高甚至可以说很低,每种车型一年几十台、几台甚至一台都有可能。加工车间模式有这么几个特点:

·设备和工具都是通用的。

·自动化水平不高,基本靠“手工”装配。

·严重依赖熟练的工人,甚至可以说,工人是这种生产模式的核心资产。

·在制品(WorkInProcess)数量很多,交货时间很长。

·不同工位之间的物流运输基本没有自动传输链,一般依赖手动推车。

在加工车间模式中,由于没有按照一定节拍自动往前移动的传输链,也就没有推动生产的压力,所以中间停止时间或等待时间很长。同一工位的工人需要装配非常多的零件,所以需要的技能很多,中间思考、等待和休息时间也较久。

现在很少有汽车制造商利用加工车间模式来生产车辆,因为成本太高,生产速度极慢。但这种模式还是长期存在,因为它非常适用于产量低的定制化制造,例如奢侈品牌汽车的生产,还有样车的生产。

加工车间模式和流水线大批量生产模式相比,很大的一个不同点是在在装配过程中,需要进行非常多的“调整”,或者可称之为“精致工艺化处理”。这种调整是非常有必要的,因为生成小批量零件的模具在尺寸公差方面一般没有大批量零件的模具要求高,有些钣金件可能是由精度不高的激光切割而成,而不是冲裁成型;还有一些零件是由手工折弯机或类似机械完成,因此不可避免地造成尺寸不稳定的现象。通过效率、成本、生产率的损失,经过熟练工人有经验的调整,这些尺寸上的不统一都可以在成品车上消除掉。

批量生产模式

与加工车间模式相比,批量生产模式能够生产的车型种类更少,但单车型产量更高。与混线生产模式相比,批量生产能承受更高的复杂度,但需要额外花费,生产效率也更低。

要想进行成功的批量生产,需要详细计算转换成本和工厂产能,并根据需求数量进行合适的生产安排和计划。简而言之,通过转换一定的设备工装工具、物料和人工,批量生产模式能够让我们在一条生产线上生产多种不同平台的车型。

本田汽车很早就开始采用批量生产的制造理念,从而在同一工厂可同时生产多种复杂度的车型。本田特别强调“工艺过程驱动产品设计”,这也是其批量生产制造策略的关键推动力。所有进入批量生产工厂的产品都必须严格遵守这么几个结构性约束条件:

·通用的车身底盘总成定位,

·零件排序

·工位平衡

由于产品非常严格的按批量生产要求进行了设计,本田才能够顺利地进行批量生产。

要进行批量生产,还需要工厂基础数据和进行一些计算。比如,最小批量数量是多少?工厂最大产能是多少?作为生产计划的制定者,拿到基础数据之后,接下来就需要弄清楚几件事情:生产什么车型?何时生产?每批的生产数量是多少?

如果假设一种比较理想化的情况,为了使生产运营成本尽可能的小,生产切换就要尽可能的少。这就可以将生产切换相关的人工费用、间接材料成本以及在切换停线期间损失的车辆成本降至最低。因此,在不受限制的情况下,这样一个假设可以将切换浪费最小化,产量最大化。在这种假设的情况下,每年车辆生产可分为四个区块,生产切换仅在每个季度末发生,每批量产量非常庞大。如下图所示,每个批量之间的空白处进行生产切换,产生一些费用和损失。

但是,这种不受约束的情况是不现实的,因为它没有考虑现实情况。一座工厂不可能一个季度只生产一种车型,这样一来长期只能交付某一种车型,客户不可能有耐心进行过久的等待。我们唯一现实可行的解决办法就是减少批量大小并增加系统转换频率,比如下图:

比较实际的批量生产模式就是如此,需要不断切换不同批次。频率最高的批量切换,甚至会做到每两、三个小时切换一种车型。

总的来说,这三种生产模式没有谁比谁更好,只有谁更适合。比如一座工厂,生产的两三款车型销量很好,工厂产能饱和,那么就非常适用于混线生产模式;如果生产的超豪华跑车,一年销量几百台,那么当然适用生产车间模式;又如果工厂车型很多,每款车销量都一般,产能利用率也不高,那么适用批量生产模式就比较恰当了。



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