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好的轿车首先从冲床开始

作者:大鑫机械 发布时间:2022-03-13 11:46:54点击:

随着新材料、新工艺的发展,汽车制造业已经进入了新的发展阶段,也给传统冲床工艺带来了挑战。不过,汽车车身零件尤其是覆盖件制造采用冲床方式在我国已有几十年的历史了,实践证明冲床工艺的高效率和低成本是其他工艺无法替代的。为了了解冲床工艺在汽车制造行业的作用,本刊记者采访了一汽-大众捷达品牌成都分公司冲床车间(以下简称“成都冲床车间”)的经理唐士东,听他为我们介绍好的桥车怎样从冲床开始。


挖掘设备价值

成都冲床车间现有5 条高速冲床自动化生产线(万家顿品牌生产线4 条、济南二机床生产线1 条)、5 台调试压机、1 条舒勒公司的800t 开卷落料线。此外还有AGV 小车、德玛克天车若干台。冲床压力机作为汽车制造行业表面件加工的设备,是具有多工况,变载荷、重载荷的重型设备,在零件加工过程中需要持续往复运行。在过去10 年中,一汽-大众年产量日益攀升,为满足产量需求,成都冲床车间基本采用三班持续生产,年工作日在三百天以上。


唐士东在谈到冲床设备时说道:“冲床设备追求的方向永远是效率更高,能源消耗更低;冲床设备的发展趋势就是集成化、智能化。⑴目前,成都冲床车间压力机的最高节拍是15 次/分钟,传输方式使用SpeedBar。我们立足现状,通过自主开发节能程序和选用新型节能工量具等实现压力机能源管控,进一步优化设备的能耗,该案例在今年获得了一汽集团节能大赛一等奖并将在集团内冲床专业进行推广。⑵外部投资。如线尾的自动化装箱、表面质量视觉检测、AGV 替代传统叉车的自动化转运。成都冲床车间于2019 年投入了AGV 实现成品件转运,解决叉车作业和人工装箱的交叉作业隐患,提升工作效率和安全性。未来我们会继续探索视觉检测、自动装箱等课题。⑶内部挖潜。如设备故障的自我识别、自我检测和自动预警等功能。此外在各种传感器、机器视觉在设备故障监控方面,我们新开发了很多检测系统,比如和西安交通大学合作,通过对冲床压力机主电机振动信号的检测,实现了参数化预警和趋势判断,便利检修的同时规避了大的设备故障。”


提高生产效率

传统的设备维护体系中维修人员对设备的状态监控主要基于设备原厂自带的基础状态监控功能(主要包括带阈值监控指标的变量,如温度、压力、液位等),点巡检时通过目视、温度测量、声音异常等来发现设备问题,并依据个人或团队维修经验来作出预判,从而指导维修工作的开展。


成都冲床车间从2012 年投产到现在,以JIER 压机线为例,单台压机的冲程数已超过两千万次,这个冲程数在成都基地的五条生产线中属于中等水平。随着设备的负荷不断增大、使用年限不断增长,一些大型的机械故障也因为磨损、疲劳以及维护保养不及时、不彻底等因素而开始出现,且出现频次逐渐增高。在既有的正常点巡检和例行检修保养的前提下,一些故障和问题仍无法及时发现或提前预判,从而造成了大量的非计划停机时间、人工成本、备件成本的投入。


基于大数据的设备维护体系的建立,一汽-大众冲床一直走在行业前列,唐士东针对解决数据来源、数据处理、趋势预测分析等问题做了详细介绍。


“维修人员通过各种途径探索了设备状态监控工作。⑴通过采集现有的设备状态信号,自主二次开发人机监控界面。⑵新增各类传感器,对关注部位进行状态监控等。在故障诊断范畴内,佛山分公司冲床车间于2019 年上线一套设备预测维修项目,通过在主要电机(主泵、控制泵)、离合器选装给油装置等位置安装了振动传感器,同时监控设备界面获取相关温度,将巡检项目从80 项优化至14 项。


“成都分公司于2018 年开始进行压机状态监控和故障诊断预防维修探索,与西安交大、西安因联科技一起通过项目立项、校企合作,共同开发运用一套监控诊断系统,通过在两台压机安装无线振动传感器,在一台压机安装有线振温一体传感器,对压机主传动系统的运行状态和故障诊断有了一定的理论和案例。积累了大量的数据,也成功规避了多次异常停机。”


育高素质人

捷达品牌是一汽-大众的第三个品牌,2019 年捷达从一款车发展到成立品牌后,成都冲床车间团队又承担了新车型导入、生产爬坡、模具调试及效率提升等工作,在捷达品牌成立的创业过程中,冲床车间主动承接任务,支援供应商质量提升,车间人才得到充分锻炼。近3 年获评四川工匠1 人,成都工匠13人,成都市技术能手2 人,团队获得一汽集团及一汽-大众公司级集体奖项几十项。


在介绍成都冲床车间的工匠文化时,唐士东如数家珍:“我们拥有13 名成都工匠,四川工匠、一汽-大众工匠以及驿都工匠各1 名。工匠数量之多在一汽-大众各大基地甚至在国内汽车同行里都是独此一份。


“这样的成果既与时代要求呼应,也离不开公司对技能人才的重视和提供良好的培育平台。以冲床件为例,我们对冲床件的质量要求十分严苛,尺寸标准±0.5mm 甚至±0.2mm,而表面不仅仅通过油石评价,还有手摸甚至光影等方法。以至于模具的研修或间隙量都用到0.01mm 级别,并且有一个模修内部专用量词单位‘道’。而我们的冲床设备同样如此,精度要求高,节拍每分钟15 次,吨位更是高达2100t,还得面临三班连续24 小时工作的巨大挑战。面对如此严格的质量要求和恶劣的工作条件,我们的一线技工们从未放松质量标准、也从未对工作条件提出抱怨,而是在实战中苦练手上功夫,练就一身本领。


“建厂十年,冲床车间一直坚持理论结合实践的培训理念,车间模修、维修等技术工种,坚持每周一次理论培训、每两月一次实操考试,让头脑更加充实、让手上活更加精细,并且逢训必考,培训考核结果作为后续评优推优或推荐参加比赛的重要依据,以保障培训效果以及员工重视度。


“此外,每年我们都会组织员工参加各个级别的多种类技能大赛,从车间级、分公司级、公司级、集团级到龙泉驿级、成都市级甚至省级,从模具维修大赛到钳工大赛,员工们在比赛中得到提升的同时,取得的良好成绩又激励他们不断地打磨自己的手艺。在技工的绩效评价体系中,能力和贡献都需要考核。与此同时,车间在2018 年筹建并获评四川省级创新工作室,通过创新工作室、专家工作站多维度给员工搭建了创新、创变的平台,鼓励员工大胆突破、创先争优的同时,可以互相启发和相互促进。也是通过这些工作室平台,立项攻关、攻坚克难的同时,鼓励冲床员工把成果总结成论文发表或申请专利。我们的13位工匠基本都同时拥有论文和专利,或者在市级以上的技能大赛上拿到过奖项。”


造高品质车

一汽-大众制造高品质汽车的理念深入人心,在成都生产的大众速腾车和捷达车在各自细分市场销量遥遥领先,主要竞争力就体现在质量卓越方面。


首先是质量至上的观念深入冲床人心里;通过对冲床件尺寸0.5mm 精度的保证,来保障车身间隙和平度均匀和稳定,从而在降低风噪、风阻的同时,车身的目视效果也较好;通过冲床模具微米级的光滑表面实现完美冲床件表面质量尤其是光影下质量的持续提升,从而使车身目视精美且经久不衰。


其次是不断提升生产效率。持续提升设备的开动率、降低不良品率,从而不断降低产品的制造成本,提升产品竞争力。具体开展方式很多,譬如促进质量优化的工厂级FAP、TOP-Q 等、促进质量成本优化的TOP-C、制造C-Day 以及专注改进的合理化建议、KVP2、QC 活动等。二手冲床回收


一汽-大众捷达品牌的车型更新换代策略是年年有“焕新”。2021 年就推出了熊猫版、黑锋版、大运版等贴近用户需求和市场潮流的车型。年型车涉及到冲床工艺的主要是翼子板、发罩内外板以及行李厢内外板。全新车是全部覆盖件都要更替。


早在新车型的开发阶段,冲床专业就会通过DFM或EPA 等途径,将现生产车型存在的工艺问题或优化建议提供给产品开发部门,从而在设计阶段就避免问题的产生或者在设计阶段就能将成本或质量控制住。此外,冲床专业会联合技术开发部门开展冲床自制件的可制造性分析工作,从传统冲床工艺角度对覆盖件产品结构进行不断优化。冲床模具开发制造周期是新车型更新换代周期的重要瓶颈,冲床专业会联合技术开发部门、质保部门、模具厂家等通过流程优化、模具监制、协助调试等方式共同压缩模具开发制造调试周期,从而加速产品更新的速度,尽早上市。


以质量环节为例,冲床车间坚持质量至上的原则,通过持续的产品和过程质量提升活动、引入数字化系统,提升质量分析及验证的效率,实现比竞品更高质量的溢价,来提升生产环节的价值。


具体实践如通过质量体系的搭建以及持续开展的质量体系审核,保障冲床件质量的一致性和稳定性,进而保障车身的间隙和平度均匀且合理。通过对冲床件光影问题的解决从而保障车身外观的精美和经久不衰。


⑴在保障冲床件质量和准时供件的同时,通过废品率优化、返修率优化、停机率优化等降低加工浪费;⑵通过板料性能提升、排样进距优化等方式不断优化原材料;⑶通过模具工序优化、压缩新模具调试周期、延长模具寿命等优化工装成本;⑷通过管理系统提升效率减少人员加班,进行工时管控,从而优化用人经济性,同时结合生产车间的多年经验,对新产品的造型、结构等提出建议,从而提升新产品的可制造性。


结束语

近几年来,不断出现的新材料、新工艺等对行业的冲击不断加大。可以预见的方面有以下三种:⑴出于成本的考量,行业主流的量产品牌主机厂还将继续采用外表面覆盖件冲床加工方式。⑵出于轻量化的考虑,豪华品牌和电动新能源车企在不断增加铝材的用量,个别品牌尝试碳纤维等新材料。⑶新技术方面。压铸工艺的提升引起底盘类零件加工方式大变革,主机厂的底盘零件部门从研发、工艺、制造、质保、供应链甚至安全管理方式都会重构,汽车零部件厂商冲焊两个工艺将不断被压缩,相应压铸类研发、设备等投入增加,份额也将提升。


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