第１８卷第２期２０ １０年６月
廣州航海高等專科學校學報
ｊｕｎ．２ｏｌｏ
∞型生產線在汽車零配件機械人組立中的應用
劉志軍（１．廣州航海高等專科學校港航系，廣東廣州５１０７２５；２．華南理工大學機械與汽車工程學院，廣東廣州５１０６４０）
摘要：提出一種改良的０型生產線——。。型生產線，該生產線很好地避免了汽車零配件機械人組立大型「成對」零件時，ｏ型路徑存在物流路線迂迴、生產線不平衡和生產效率低下等問題．文中以示例的形式對比了ｏ型生產線和ｏｏ型生產線在汽車配件組立中的運用效果，結果顯示∞型生產線在大型成對零件的機械人組立中優勢明顯．關鍵詞：
生產線平衡；設施規劃；生產線；生產物流中圖分類號：ｃ９３５
文獻標識碼：ａ
文章編號
ｏ型生產線的物流出入口在同一點的特點適用於機械人製造單元
，因此，大多數國內汽配廠的
大型成元件的組立生產線採用ｏ型生產線．可是汽
配廠此類大型元件的生產又要求「成對」完成，採用
一處的優點，並避免了其應用在機械人組立「成對」
大型工件存在人工搬運工件行程太長、生產線不平衡和作業路徑嚴重的迂迴與交叉等缺點．
ｏ型線生產「成對」零件，很多情況下伴隨出現生產線不平衡、物流路線迂迴等問題
．為此，提出一
種改進的ｏ型生產線——∞型生產線，該生產線能較好地解決ｏ型線生產「成對」零件存在物流路線迂迴、生產線不平衡等問題．
２ ｏ型與∞型的例項應用對比
２．１ｏ型生產線在中柱機械人組立中的應
用情況２．１．１ｏ型生產線的布局
「中柱」是支撐轎車車廂的「一對」重要部件，在
１ｏ型與∞型生產線
汽配廠的大型成元件的組立工序，由於焊點多、焊點質量要求高、焊點分布面大、工件體積大和質量大等特點，國內人工組立正被機械人組立代替．鑑於ｏ型生產線物流出人口在同一點的優點，ｏ型線被廣泛應用於此類製造單元中，比如汽配廠的前柱、中柱和後柱的機械人組立工序．但是ｏ型生產線在生
一輛轎車中需裝配「中柱左件」（以下簡稱ｌ）和「中
柱右件」（以下簡稱ｒ）各乙個，圖１為「中柱」總成的部分加工工藝．對圖１中工序ｌ５～４５，國內汽配
廠大多採用ｏ型布局，如圖２所示，並採取ｌ和ｒ
混流的生產方式：工序ｌ５～２０由乙個作業者ａ完成，作業者ａ完成一對（ｌ和ｒ）產品的作業步驟可
描述成④一①一②一③一④葉⑤ ⑥一③一④：從「工件暫時放台」徒手至「ｒ待加工件容器」取「待加工件ｒ」搬待加工件ｒ到ｒｏｂｏｔ「ｒ夾具」裝夾待加工件ｒ把另外已在「ｒ夾具」已經「組立」好的工件ｒ搬運到「固定點焊機」點焊把已經「組立」好的工件ｒ搬運到「工件暫時放台」從「工件暫時放台」徒手至「ｌ待加工件容器」取「待加工件ｌ」搬待加工件ｌ到ｒｏｂｏｔ「ｌ夾具」裝待加工件ｌ把已經「組立」好
產這類成組、對稱的零件時會出現嚴重的物流路線迂迴、徒手步行太長、生產線不平衡等問題．
基於ｏ型生產線在機械人組立「成對」大型工件存在的問題，需設計出一種更合理的生產線，由於這種生產線形如ｏ。，故稱為ｏ。型生產線．∞型生產線
以ｏ型線為基礎，繼承了ｏ型線的物流出入１３：在同
收稿日期：２００９—１１一ｏ４
作者簡介：劉志軍（１９７３～），男，講師，博士研究生，主要從事管理科學與工程的教學研究
第２期劉志軍：型生產線在汽車零配件機械人組立中的應用
２９外協巾柱外巾柱
『』主梁
一～立一三＞）．－一立＠⑩丫⑨～一＿－，一一作業～『右」主粱
＠者一＠審態～一．一ｙ零膠一ｂ作ｍ
ｒ容器量
ｒ待ｊｊｉｌｊ二上什容器油△
ｌ待ｊｊｌｌ上
什容器工
玉油裝｛；焊機ｉ放台防震膠台ｌ￥
ｙｌｒ ｉ機ｌ一一ｌ
庫同定點ｌ暫時去毛刺、貼ｌ測試ｌ測試
圖２ ｏ型生產線
２．１．２ ｏ型生產線應用問題
基於圖２的裝置布局，對其作業過程進行作業測定，作業者ａ完成一對（ｌ和ｒ）產品的耗時和作
業者完成一對（ｌ和ｒ）產品的耗時如表１和表２．作業者ａ乙個作業迴圈的耗時
＝∑（）＝
圖１中柱總成組立工序
１５４．５ ｓ；作業者乙個作業迴圈的耗時＝∑（＝的工件ｌ搬至「固定點焊機」點焊把已經「組立」好３８１ｓ，≠ ；作業者ａ的搬運距離總計為ｌ４．７ ｍ；的工件ｌ搬運到「工件暫時放台」；另外，工序２５—作業者ｂ搬運距離總計為１５．８ １１１；作業者ａ徒步距４５由作業者ｂ完成，作業者ｂ完成一對（ｌ和ｒ）產
離為３．９ １１３．；作業者徒步距離為８．５ ｍ．故ｏ型線品的作業步驟可描述成
中存在嚴重的生產線不平衡、曰作業者工位瓶頸處從「ｌ成品容器」徒手至「工堵塞嚴重、作業者搬運工件行程太長、徒手行程較長件暫時放台」＿÷從「工件暫時放台」把工件ｒ搬至等問題．為此需要設計一種更合理的生產線型，以避
「去毛刺、貼防震膠台」一去毛刺、貼防震膠＿÷把工免這些問題的出現．
件ｒ搬至「測試機ｒ」一在「測試機ｒ」測試一把工２．２ ∞型生產線在中柱機械人組立中的應
件ｒ搬至「噴油臺」 在「噴油臺」噴油一把工件ｒ用情況
搬至「ｒ成品容器」一包裝一由「ｒ成品容器」徒手面對ｏ型線不適合「成對」性零件的問題，考慮至「工件暫時放台」＿＋從「工件暫時放台」把工件ｌ
應用。。型生產線．∞型生產線有兩種應用狀態：第一搬至「去毛刺、貼防震膠台」一去毛刺、貼防震膠一
種情況，當工件ｒ和ｌ的搬運、裝卸和其他輔助工
把工件ｌ搬至「測試機ｌ」－÷測試＿＋把工件ｌ搬至作分別由乙個作業者各自完成時，即ｒ由作業者ａ「噴油臺」一噴油一把工件ｌ搬至「ｌ成品容器」一
完成其搬運、裝卸及其他輔助工作，ｌ由作業者ｂ完包裝．
成，二者的作業路徑各為ｏ型，兩個ｏ型路線合在
表１型路徑員工ａ／ｂ各節拍耗時
序號說明距離業
ｉｎ垂檢驗
３０廣州航海高等專科學校學報第１８卷
一起構成∞型；第二種情況，當ｒ和ｌ的搬運、裝卸
和其他輔助工作共由乙個作業者完成，其作業路徑
就直接構成∞型．下面仍以「中柱」的機械人組立為
例來說明∞型線的應用情況．
表２型路徑的優點
序號型路徑的優點
１生產線１００％平衡。員工ａ／ｂ的利用率１ｏ０％
２＝ ＝２５５，生產週期縮短，小時產量為１４．１套３
生產線平衡，員工勞動強度相等，工作情緒穩定
４生產線平衡，無在製品，現場有序，管理簡單，
生產線平衡，工作單件流，出現質量問題，立即被
檢測，技師事故批量為１件
６乙個工作迴圈中，機械人的額定週期耗時為２５０，單件工時為２５５ ，機械人的利用率達９８％
７由於物流路徑的對稱性，導致裝置平面布置所佔面積較小
８製成品ｒ／ｌ出現數量配對，額外庫存為零９搬運距離大大縮小
１ｏ徒手步行距離短
１１在產量減半時，可以安排乙個作業者，省人
１２不存在作業路線交叉，迂迴，作業線路流暢
２．２．１工件ｒ和工件ｌ各由乙個作業者完成
在ｏ型生產線布局中，圖１中的工序ｌ５～２０（圖２中節拍１—６）由作業者ａ完成，工序２５—４５
（圖２中節拍ｉ～ｖｉ）由作業者ｂ完成．在。。型生產線布局中如圖３所示，當工件ｒ和ｌ的搬運、裝卸和其他輔助工作由乙個作業者完成，並且作業者的總耗時間大於機械人組立ｒ和ｌ的總耗時的時候，則ｒ和ｌ各由乙個作業者ａ和完成其工件ｒ和
ｌ的搬運、裝卸和其他輔助工作，即作業者ａ完成「中柱」ｒ組立的ｌ５—４５工序，其作業路徑為０－÷ｌ一２—３一作業者ｂ完成「中柱」ｌ組立的１５—４５工序，其作業路徑為ｉ—ｉｉ—ｉｉｉ一３
一ｉｖ—ｖ—ｖｉ一、ｒｉｉｉ．作業者ａ和曰的作業路徑
各為。型，兩個。型以固定點焊機（３一ｉｖ）為節點
合為∞型，也就出現∞型生產線應用的「第一種情況」，其作業過程中各節拍的耗時如表１所示．
作業者ａ乙個作業迴圈的耗時＝∑＝２５５
ｓ；作業者ｂ乙個作業迴圈的耗時即∞型路徑很好地解決了生產線不平衡問題，生產瓶頸也得到解決；作業者ａ和ｂ搬運距
離相等，為１２．５ ｍ；作業者和徒步距離相等，為２ ｍ，即０型路徑中作業者搬運工件行程太長、徒手行程較長等問題也改善不少．相比ｏ型生產線，∞型生產線在中柱機械人組立中的優勢明顯，具體見
表２．圖３
型搬運路徑
２．２．２工件ｒ和工件ｌ由乙個作業者完成
由∞型生產線的第一種情況知＝：２５５ ，
１ １，，
故其理論產量為
，如果市場需求減少到５６套
ｔ【的時候，只對裝置作簡單調整：１）「ｒ成品容器」和「ｌ成品容器」對調；２）「ｒ測試機」和「ｌ測試機」對調．這樣ｒ和ｌ的１—４５工序的生產可由乙個作業者單獨完成，其工作路徑見圖４（即直接構成ｏ。形）：
ｏ一１２—３一ｉｖ—ｖ—ｖｉ一一
ｉｖ一５—６—０，完成一套ｒ／ｌ的總體作業時間為２ｔａ＝５１０ ，這樣可以節省作業人員乙個．也就出現。。型生產線應用的「第二種情況」，當工件ｒ和ｌ的搬運、裝卸和其他輔助工作由乙個作業完成，而作業者的總耗時間小於（等於）機械人組立ｒ和ｌ的總耗時的時候，則ｒ和ｌ的搬運、裝卸和其他輔助工作由乙個作業者完成．
圖４產能不足時的ｏｏ型搬運路徑
第２期劉志軍：型生產線在汽車零配件機械人組立中的應用
３１３ 結論
［２］查理德繆瑟．系統布置設計［ｍ］．北京：機械工業出版社，
通過對「中柱」機械人組立生產線∞型路徑和ｏ
［３］查理德繆瑟．搬運系統分析［ｍ］．北京：機械工業出版社，
型路徑的實際應用結果對比，可以明確∞型路徑比
ｏ型路徑有明顯的改進；ａ。型路徑有兩種應用情況，
［４］王家善．談談工業工程與設施規劃［ｊ］．航空工業技術，１９９６
要與實際生產結合起來合理運用，才能使生產系統
［５］汪應駱．工業工程手冊［ｍ］．瀋陽：東北大學出版社，１９９９：
處於最佳狀態．
參考文獻：
［６］王家善．設施規劃與設計［ｊ］．工業工程
［１］宋偉剛．物流工程及其應用［ｍ］．北京：機械工業出版社
（上接第ｌ３頁）
雙重底筋等措施．
４ 結論
參考文獻：
海港高樁碼頭的混凝土結構受氯離子腐蝕，導潘德強，洪定海，鄭恩惠，等．華南沿海部分碼頭調查情況介紹致鋼筋鏽蝕而使結構發生早期損壞，甚至喪失結構［ｊ］．水運工程
耐久性的問題普遍存在，為提高高樁碼頭混凝土耐［２］王勝年，潘德強，衛淑珊，等．海工混凝土的長期耐久性研究
久性，在現有的設計和施工技術條件下，可採取提高［ｊ］．水運工程
混凝土的質量、優先採用預製構件、從設計上控制裂［３］施
斌，羅碧丹，劉文利．海工混凝土現澆施工方法對耐久性
縫，開展寬度和推行纖維混凝土以及疊合面板設計
的影響［ｊ］．水運工程
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