全承载城市客车底架生产线产能提升方案

闫希振，刘 恒，孟宪朔，赵子龙，王庆光

(中通客车股份有限公司，山东 聊城 252000)

客车全承载车身底架多为桁架式结构。以纯电动城市客车为例，其底架总成中通常包含横梁格栅、纵梁格栅、传动系统安装支架及底架附件、高低压电器附件、管路附件等(后文统称为附件)，零部件总数比侧围骨架、前后围骨架、顶骨架的零部件数量总和还要多一百多件，较低的全承载底架制作效率一直是制约我公司客车白车身生产效率的重要原因之一。

1 底架生产线现状

我司目前共有4条全承载底架的生产线，匹配于3条白车身生产线。其中：1条线主要生产旅团客车底架，2条线主要生产城市客车底架(工艺布置如图1所示)，1条线混合生产旅团客车和城市客车底架。

图1所示的生产线共有10个工序，作业人数共28人。各工序的工步内容、标准工时及作业人数如下:

图1 城市客车底架生产线工艺布置图

1) 前段胎上焊接工序。用于前段的摆料点焊、胎上焊接及起胎，用时(s)分别为2 456、2 407、229。作业人数为2人。

2) 前段胎下焊接工序。用于前段的胎下焊接、附件焊接、焊缝打磨、翻转及胎下反面焊接，用时(s)分别为4 203、1 630、606、120、2 304。作业人数为3人。

3) 中段胎上焊接工序。用于中段摆料点焊、胎上焊接及起胎，用时(s)分别为1 687、3 606、641。作业人数为2人。

4) 中段胎下焊接工序。用于中段胎下焊接、附件焊接、焊缝打磨、翻转及胎下反面焊接，用时(s)分别为2 759、894、467、120、3 538。作业人数为3人。

5) 后段胎上焊接工序。用于后段摆料点焊、胎上焊接、附件焊接及起胎，用时(s)分别为2 212、2 583、1 769、180。作业人数为2人。

6) 后段胎下焊接工序。用于后段胎下焊接、附件焊接、焊缝打磨、翻转及胎下反面焊接，用时(s)分别为3 980、4 761、384、120、2 343。作业人数为3人。

7) 总成胎上焊接工序。用于总成摆料点焊、胎上焊接及起胎转运，用时(s)分别为4 753、1 150、357。作业人数为2人。

8) 反面附件及加焊工序。用于将底架翻转至反面、底架反面焊接、反面附件焊接及底架反面交验，用时(s)分别为150、2 219、3 315、455。作业人数为2人。

9) 正面附件及加焊工序。用于将底架翻转至正面、正面附件焊接及焊缝打磨，用时(s)分别为135、12 364、528。作业人数为5人。

10) 调形交车工序。用于底架调形交车和补漏焊等，共用时12 316 s。作业人数为4人。

将各工步用时相加除以工位人数得到以上10个工序节拍(min)分别为42、49、49、43、56、64、52、51、43、51。

从上可以看出，整个底架生产线的效率受第6个工序后段胎下焊接制约，线节拍平衡率按0.8计算，底架生产线节拍为64/0.8=80(min)，按每天工作8 h计算，则每天可生产约6台底架。

公司现有的3条客车白车身生产线，只有2条生产城市客车白车身，每条线全负荷每日可生产10台城市客车白车身。2条城市客车底架线及1条混合底架线(也全用于城市客车底架生产)一天可生产共18台底架，少量加班的情况下能满足车身生产线20台骨架合装使用。

2 产能提升方案

2.1 生产节拍的调整

为适应碳达峰、碳中和的时代背景需求，公司扩大纯电动城市客车的产能，在已有的2条纯电动城市客车白车身生产线基础上新增1条日产10台的纯电动城市客车白车身生产线，从而每天可生产纯电动城市客车白车身共30台。

原底架产能每日18台需提升到每日30台。在不增加底架生产线的前提下，其产能必须提升到每条线日产10台，即单车节拍需控制在48 min左右。生产线平衡率仍按0.8计，则实际单工序节拍需要控制在38.4 min(将此称为计划节拍)。原生产线每个工序的节拍均大于该计划节拍，因此必须优化原有工序。

2.2 新生产线的工序设置及布置

新生产线共有12个工序，作业人数共39人，工序名称、工步内容、标准工时及作业人数如下。其中由于底架物料种类及数量未发生变化，与原生产线相同的工步的作业时间保持不变。

1) 前段胎上焊接工序。用于前段摆料点焊、附件焊接(替换原胎上焊接工步)及起胎，用时(s)分别为2 456、1 630、229。作业人数不变。

2) 中段胎上焊接工序。用于中段摆料点焊、附件焊接(替换原胎上焊接工步)及起胎，用时(s)分别为1 687、894、641。作业人数不变。

3) 后段胎上焊接工序。在原4个工步基础上去掉“胎上焊接”工步，保留的3个工步，用时不变。作业人数不变。

4) 总成胎上焊接工序。在原3个工步基础上增加前段、中段、后段的胎上焊接3个工步，用时(s)分别为4 753、1 150、357、2 407、3 606、2 583。作业人数增加至6人。

5) 反面焊接工序。由原第8)工序拆分而来，保留原“底架翻转至反面”和“底架反面焊接”工步，并增加前段、中段、后段的胎下反面焊接3个工步。用时(s)分别为150、2 219、2 304、3 538、2 343。作业人数增加至5人。

6) 反面附件焊接工序。由原第8)工序拆分而来，保留原“反面附件焊接”和“底架反面交验”工步。工步用时不变。作业人数为2人。

7) 正面焊接工序。由原第9)工序拆分而来，在原“底架翻转至正面”工步基础上增加前段、中段、后段的胎下焊接3个工步，用时(s)分别为135、4 203、2 759、3 980。作业人数为5人。

8) 正面附件焊接一工序。由原第9)和第6)工序拆分而来，包括“部分正面附件焊接”和“部分后段胎下附件焊接”2个工步，用于焊接原对应2个工步中约一半数量的焊件。工步用时(s)为原对应2个工步的一半，即6 182和2 380.5。作业人数为4人。

9) 正面附件焊接二工序。用于新生产线第8)工序的补充，分担剩余一半附件的焊件。用时(s)分别为6 182、2 380.5。作业人数为4人。

10) 焊缝打磨工序。用于前段、中段、后段及总成焊缝打磨，用时(s)分别为606、467、384、528。作业人数为1人。

11) 调形交车一工序。由原第10)工序拆分而来，用于底架中前段及中段的调形。用时(s)为原第10)工序的一半，即6 158。作业人数为3人。

12) 调形交车二工序。用于底架后段的调形、补漏焊、交车等，用时6 158 s。作业人数为3人。

将各工步用时相加除以工位人数得到以上12个工序节拍(min)分别为36、27、35、41、35、31、37、36、36、33、34、34。

按以上工序内容将旧生产线重新调整，行成新生产线布置图，如图2所示。新生产线总长占车间约18跨(每跨8 m)，仍按U型线布置，最大节拍41 min，通过少量加班能够满足每条底架线日产10台底架的需求。

图2 新生产线布置图

2.3 新生产线的优缺点

新生产线前、中、后段“胎上焊接”工步与“总成胎上焊接”工步并行，“反面焊接工序”取消了“翻转”工步，优化了调形交车工位，等等，使得人员工作内容更专业，场地利用率及施工效率更高。

从工艺装备水平提升角度来看，总成胎上焊接工序后可以铺设道轨或单板链输送线来减少行车占用。前、中、后段分总成焊接工位可以架设KBK工装，提高格栅搬运效率。反面焊接、正面焊接工位可以引入翻转设备，减少翻转变形。焊缝打磨工位可以设置专用打磨室，降低噪声污染。

新生产线也有缺点：一是所有的打磨工步集中到焊缝打磨工序，如果前序焊接过程缺少必要的监控，焊接质量可能会比之前“谁焊接谁打磨”时更差；二是前、中、后段的胎上焊接后移到总成胎上，缺少了专用夹具的刚性约束，需提前考虑焊接工艺撑杆或采用反变形手段消除焊接变形。

3 结束语

新生产线的规划方案主要依据于原生产线实际数据的分析，其运作还需要通过实际运行进行适应性调整，并通过人员调整、技能培训、作业内容局部调整等措施同步提升工序平衡率，进而提升生产效率，降低企业生产成本。