浅谈发动机机加工系统的早期规划

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表时间:2007-06-29 人气:1

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发动机机加工生产线规划是一项系统性很强的工作，同时也是一门基于经验的学问，在实际操作中需要注意的问题很多。本文从制造工程师的工作角度出发，着重分析了在发动机机加工系统的早期规划阶段需要注意的几点重要事项。

纵观近几十年，新的加工技术、加工工艺以及新式切削刀具的应用使得发动机制造技术得到了长足的发展。然而，随着发动机制造技术的发展，发动机主要零部件的工艺要求并没有因此而显著增加，相反，则是随着装配工艺水平的提高和大量自动化设备的应用，某些零件工艺的要求甚至比几十年前更低。而大量新技术的运用却对管理者及操作人员的素质、工厂运作的水平有了更高的要求。

发动机制造技术的先进性并不是发动机项目实施和运作成功的必要条件。回顾身边的例子我们不难发现，发动机项目的成功很少是取决于它是否采用了某项新技术；而在实际生产过程中，也不会因为某把刀具的选择错误而导致整条生产线的失败。与之相反，很多失败的例子却是由于生产线选型失误、设备选择错误而造成的。由此可见，发动机机加工系统的早期规划才是项目成功与否的关键。在此，我们将着重探讨发动机机加工系统早期规划中需要注意的几点重要事项。

生产线类型的合理选择

合理选择生产线的类型至关重要，将直接影响到后续生产线的利用率和适应产品更改的能力。目前，生产线的选型主要是在刚性自动线和柔性CNC加工线之间的选择。就在几年前，选择刚性线或柔性线的主要考虑依据还是产量和产品的变化。通常大批量（一般年产量30万以上）且较成熟的产品采用刚性线，中小批量或产品潜在变化较大的选择柔性线。
随着规划经验的丰富、规划水平的不断提高以及国际间合作的深入开展，许多公司在选择生产线类型时将更多的因素纳入到了需要考虑或权衡的范围内，并且渐渐地成为了比产量更为重要的决策依据。这些因素主要包括：同一零件家族中各零件之间的不同；公司对生产线的柔性要求；生产线被改造的可能性；投资的限制以及公司人员对现有系统的熟悉程度等。

当前，各汽车厂生产的发动机通常都是出自某一系列，其特点是组成发动机的主要零件十分相似，只有少数部件会根据功能、排量的不同而有所更改。比如，通用汽车的FAM I 和FAM II系列发动机，还有在Cadillac等车型上使用的HFV6系列发动机等。因此，在选择生产线时要充分考虑到今后生产同一家族中的另一型号产品的可能性。即便是在项目规划初期时还没有任何计划。

图1 年产25万顶置式双凸轮轴的缸盖生产线示意图

不同公司对生产线的柔性都会有不同的要求。生产线被改造的可能性与产品的生命周期、市场预期发生变化和产品本身发生变化等都有着密切的关系。有些公司在经营上要求生产线具有相当的柔性，以便在市场突变时能够以最快的速度响应这种变化。而改造柔性线要比改造刚性线要灵活得多，投资也相对少。

投资所带来的限制也是决定生产线类型选择的一项重要因素。与刚性线相比，投资柔性线可以根据产量的爬坡计划进行分期投入，降低了投资风险，提高了资金利用的有效性。
此外，公司人员对某系统或设备的熟悉程度也会左右新生产线的选型。尽量选用公司已有的系统及设备的好处诸多，如：共享备件，减轻人员培训的压力，降低由于使用新系统而带来的风险。

可以说，现在国内单一车型能达到规模经济生产的汽车制造商还不多，很多项目可能只是刚好达到临界点，所以在选择生产线类型时就尤为需要慎重。因为，一个发动机项目从规划到投产至少需要一年半到两年的时间，在这段时间内，市场预期发生变化在中国现在这样一个还不是十分成熟的汽车市场上是非常平常的，投资刚性自动线的风险也越来越大。在这点上许多汽车厂都有过相当沉痛的教训，使得投资柔性线逐渐成为国内各汽车厂的首选方案。故在此，我们仅就柔性CNC加工中心生产线进行讨论。

需要说明的是，现在许多汽车厂家倾向于投资自动线和柔性CNC加工中心组合的生产线。关键工序采用自动线，以保证加工精度和稳定性，而其它工序则采用CNC加工中心。这种方式在保证满足精度要求的前提下，最大程度地增加了柔性。在资金投入上，自动线一般是根据产量纲领一次投资到位，而CNC加工中心则根据产量的爬坡计划进行分期投入，降低了初期项目投资过大的风险。

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