不銹鋼地鐵車輛裝配工藝優(yōu)化研究
無錫不銹鋼板廠家無錫漢能不銹鋼板2020年3月5日訊 隨著鐵路運輸高速跨越式發(fā)展，近年來我國軌道交通裝備制造業(yè)發(fā)展迅猛，國內(nèi)外對于城鐵車輛的需求數(shù)量不斷增加。國內(nèi)企業(yè)與西門子、阿爾斯通和龐巴迪三家公司建立合作，通過引進國外先進的制造工藝技術，國內(nèi)工藝技術水平得到很大提升。不過總體來說，國內(nèi)地鐵車輛裝配工藝技術的發(fā)展尚不能滿足車輛制造水平提升的需求。因此需要持續(xù)進行裝配工藝技術的優(yōu)化和提升，推動國內(nèi)車輛制造水平的發(fā)展。
結合不銹鋼地鐵車輛裝配工藝應用現(xiàn)狀，可發(fā)現(xiàn)在車輛生產(chǎn)制造中主要采用固定臺位和流水線兩種作業(yè)模式。固定臺位模式：車輛裝配作業(yè)過程停留在固定臺位上，臺位作業(yè)人員和生產(chǎn)物料每天都是不同的，此類作業(yè)模式臺位資源占用少、人員配置多、物流系統(tǒng)壓力大。流水線模式：車輛裝配作業(yè)過程在不同臺位上進行流水，臺位作業(yè)人員和生產(chǎn)物料每天都是固定的，此類作業(yè)模式臺位職能固定、人力資源利用率高、物流系統(tǒng)壓力小。
對比兩種作業(yè)模式發(fā)現(xiàn)，不管是固定臺位作業(yè)模式還是流水線作業(yè)模式，不銹鋼地鐵車輛裝配作業(yè)工藝流程基本是一致的。從車輛生產(chǎn)制造流程上大致可以概括為：車體制造～車體涂裝～整車裝配～整車調試～用戶驗收。整車裝配作業(yè)分解為預組裝配作業(yè)、總組裝配作業(yè)、稱重淋雨限界試驗三大部分。
地鐵車輛裝配工藝設計流程一般遵循車內(nèi)～車頂～車底順序，裝配作業(yè)工藝流程設計過程中需要對部件裝配、電氣組裝、涂裝及膠粘各個業(yè)務內(nèi)容進行合理布置。車輛裝配工藝設計不僅可以有效提升裝配作業(yè)的工作效率，同時在保證軌道交通裝備產(chǎn)品的可靠性方面也發(fā)揮著積極的作用。
2.1 預組裝配作業(yè)
預組裝配作業(yè)采用軌道式流水作業(yè)模式，通過人工推動方式來完成車輛的臺位轉換。
預組裝配作業(yè)車體處于高位，通過在假臺上加裝過渡梁實現(xiàn)車體工作高度的提升。在起落車臺位完成此作業(yè)過程，臺位需要配置架車機、天車、液壓升降車等設備。借助架車機等設備實現(xiàn)車體提升至合適高度，利用天車、液壓升降車等設備將過渡梁安裝到假臺上。
預組裝配作業(yè)主要完成防寒材安裝、前端模塊安裝、制動設備管路安裝、二次骨架安裝、風道安裝、地骨安裝調整、地板安裝、地板布安裝、車窗安裝、車窗密封膠、貫通道安裝、車頂絕緣漆涂裝等工序的作業(yè)任務 。
預組裝配場地部件多組裝于車下部位，為了確保部件可以被順利運送至安裝位置，可以通過氣墊運輸車進行物料運送。對比分析來看，使用氣墊技術具有以下突出特征：在搬運過程幾乎不會產(chǎn)生摩擦，支持各個方向自由移動；能夠在狹窄的區(qū)域準確定位和移動，具備較強的高效運動能力；組合高度很小，磨損很小，有利于控制運營以及維護費用。
2.2 總組裝配作業(yè)
不銹鋼地鐵車輛預組裝配作業(yè)完成以后車輛通過遷車臺牽引至總組裝場地開始進行總組裝配作業(yè)。
總組裝配作業(yè)主要完成枕內(nèi)電氣設備、枕外電氣設備、側墻版、間壁、側頂板、中頂板、立罩板、車門系統(tǒng)、座椅、扶手桿、空調系統(tǒng)、受電弓（受流器）、落車調整等部件的裝配作業(yè)和電氣設備的配線組裝、耐壓試驗等工作。
總組裝配作業(yè)場地規(guī)劃為起落車臺位（有軌）和總組裝配臺位（無軌）布局，天車配置噸位為 40t （可用于物料起吊和調運，可以進行車體整車吊裝），裝配作業(yè)過程在總組裝配臺位上進行，地鐵車輛總組裝配采用固定臺位施工工序流動模式。
以某不銹鋼地鐵車輛總裝任務為例說明現(xiàn)有總組裝配工藝布局。項目要求每年地鐵車輛裝配數(shù)量控制在 150輛，并且要求每臺地鐵車輛裝配周期需要嚴格控制在 15天以內(nèi)。依據(jù)項目進度及車間資源，采取 12 個組裝臺位設計方式，每側布置 6 個臺位，中間區(qū)域為物料運輸車運行移動通道。依據(jù)地鐵車輛自身的特性以及相關產(chǎn)品批量生產(chǎn)等基礎信息，最大程度上保證臺位利用率，同時嚴格控制倒車次數(shù)。
2.3 裝配試驗作業(yè)
裝配試驗作業(yè)場地主要由一條試驗軌道構成，軌道上布置整車稱重試驗臺、編組連掛區(qū)域、淋雨試驗裝置、整車限界試驗裝置等設施。在裝配試驗作業(yè)主要完成整車稱重、車輛連掛、淋雨限界等工作，裝配試驗作業(yè)內(nèi)容作為整車裝配的最后階段，作為驗證檢驗裝配作業(yè)質量最重要的工序，也是評價車輛性能指標的重要途徑，是車輛裝配轉移至車輛調試工作的最終環(huán)節(jié)。
調試裝配場地的重點關鍵工序為整車稱重試驗，一般需要用到城軌車輛稱重調載試驗系統(tǒng)等相關設備與技術。城軌車輛稱重調載試驗系統(tǒng)主要包括車體調簧和轉向架調簧兩個部分，其中車體調簧可以經(jīng)由車體水平性試驗來實現(xiàn)，而轉向架調簧則主要經(jīng)由調整一系彈簧來實現(xiàn)。這種工藝技術應用有利于車輛二系支承載荷分布得到一定程度的優(yōu)化。其優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在可以促進調簧操作的效率和精準性，同時在保證整車重量在輪載上均勻分布、提升車體和轉向架的互換性等方面，均發(fā)揮著不可忽視的重要作用。
3.1 現(xiàn)有裝配工藝設計問題
（1）總組裝配場地采用固定臺位組裝，車輛裝配作業(yè)過程停留在固定臺位上，臺位作業(yè)人員和生產(chǎn)物料每天都是不同的，臺位利用率低，人員需求數(shù)量較多，工藝資源配置需求量大，物流物料配送壓力大，生產(chǎn)組織壓力大。
（2）總組臺位遷移采用天車吊裝作業(yè)，車輛吊裝過程中需要占用廠房空中作業(yè)空間，容易造成安全隱患，天車作業(yè)過程中吊裝通道上所有裝配操作均需要停止工作，妨礙裝配作業(yè)的正常開展進行。
（3）車輛裝配作業(yè)在高位，過渡梁安裝拆卸在預組場地進行，大大降低了生產(chǎn)效率，占用了生產(chǎn)場地資源，增加設備投入，增加人工成本，不便于安全生產(chǎn)和精益生產(chǎn)等。同時在總組裝配場地起落車臺位更換架車支撐，將假臺返回車體車間，整車在預組總組裝配場地內(nèi)需要進行三次起落車作業(yè)，過渡梁需要在預組場地內(nèi)來回遷移，對生產(chǎn)過程造成很大安全隱患，同時增加車間內(nèi)部的物料周轉成本。
（4）組裝臺位之間設物料存儲區(qū)，車輛裝配過程中可能遇到臺位移動受阻問題，并且在裝配過程中存在一定的安全隱患。
3.2 裝配工藝問題優(yōu)化建議
（1）總組裝配作業(yè)模式選用流水線作業(yè)模式，車輛裝配作業(yè)過程在不同臺位上進行流水，臺位職能固定，臺位人員配置、生產(chǎn)物料、工具設備等資源都是相對固定的，便于生產(chǎn)車間進行組織管理。流水線模式提升了臺位及人員的利用率，提升了車間的生產(chǎn)制造能力，更好的實現(xiàn)精益生產(chǎn)。
（2）選用輪式運輸車進行整車臺位遷移，由于輪式運輸車作業(yè)過程中可以實現(xiàn)前后左右各個方向的無差別移動，可以實現(xiàn)多方位多角度的位置調整，可以在最大限度上保證在最小空間內(nèi)完成車體的臺位遷移工作。大大減少了車體遷移空間利用，可以實現(xiàn)車體的平穩(wěn)移動，減少了車體晃動量，保證了裝車零部件的安全可靠。保證在不影響相鄰臺位作業(yè)的情況下完成遷車作業(yè)，最大限度的保證生產(chǎn)任務的正常進行。
（3）過渡梁安裝布置在車體車間交車臺位，車體車間可實現(xiàn)車體整體吊裝，可以減少設備采購維護等費用支出。同時，鋼車體涂裝的主要工作在車體底架部位，車體在高位便于操作員工進行涂裝作業(yè)，提升工作效率，減輕員工工作強度，提升涂裝工作質量。預組裝配場地釋放出空間可實現(xiàn)更合理的場地規(guī)劃布局。過渡梁在總組裝配場地起落車臺位進行拆解，在更換架車支撐同時連同假臺車一并返回車體車間。這樣在裝配作業(yè)流程中起落車縮減為 1 次。過渡梁和假臺車一起在廠內(nèi)進行流轉，便于物料循環(huán)配送管理，減少了裝配場地周轉運輸，保障了裝配場地的生產(chǎn)安全。
（4）物料存儲區(qū)優(yōu)化建議：第一，撤掉物料通道使各個臺位實現(xiàn)有效連接。物料存放區(qū)域規(guī)劃在臺位車側位置，大長物料定制規(guī)劃專用存放區(qū)域。第二，合理利用雙層走臺，上層走臺存放車頂物料，下層走臺存放車內(nèi)物料。采用這一布局模式，不僅可以充分利用資源增加物料存儲，而且物料更接近安裝位置，有效地提升車輛裝配的工作效率。
綜上所述，不銹鋼地鐵車輛裝配工藝設計是一個相對復雜的過程，不同車輛類型、不同場地資源可以選用不同的工藝方案。上文提出的優(yōu)化方案是針對現(xiàn)有車輛裝配作業(yè)過程的幾點優(yōu)化建議，在后續(xù)生產(chǎn)過程中需要持續(xù)進行驗證分析。通過探索更高效的工藝技術、探尋更優(yōu)質的工藝資源，不斷對裝配工藝設計方案進行優(yōu)化調整，持續(xù)推動地鐵車輛工藝技術水平的提升。