卡車塗裝（zhuāng）線分析

效益是企業生存的價值與基礎，製造業節能降耗工作做到位，會取得顯（xiǎn）著的實際成（chéng）效。車身塗裝現場（chǎng）分部一直是公司（sī）的耗（hào）能大戶，分部能耗約占廠區總能耗的（de）55%，占生產製造能耗的70%，故分部能耗使用情況一直備受關注（zhù），為了使分部能耗更優化，本文對各（gè）工（gōng）序能（néng）耗情況進行係統分析，對目前存在的節拍浪費、員工操作設備不便，以及管理不細化造成的（de）現場能源浪費情況，進行全麵梳理、改進及固化管理，提高生產節拍，降低生產過程中的能源消耗。

全麵梳理塗裝現場生產線各工序（xù）設備燃（rán）動力情況，逐工位（wèi）進行研究（jiū），尋找節能機會，分析思路為:（1）設備是否存（cún）在空載運行情況；（2）設備是否存在運行較慢造成操作者等待，延長節拍情況；（3）設備是否存在（zài）操作按鈕距離操作者工（gōng）作區域較遠，不利於及時關機情況；（4）設備能否在保證質量（liàng）的前提下對工藝參數進行合理調整，避（bì）免大馬拉小車，減少能源消耗量，提高（gāo）生產節拍；（5）是否存在員（yuán）工操作散漫，無規章製度要求的（de）失（shī）控情況。尋找到節能機會後，每一項成立研討小組進（jìn）行改進，主要分為技改與管控兩方麵，發現存在設備空（kōng）載運行、設備運行較慢（màn）、操作按鈕距離較遠、工（gōng）藝浪費（fèi）等方麵9個節能機會，其中7項技改（gǎi）為主，管控為輔；2項（xiàng）管控為主，技（jì）改為輔。

前（qián）處理電泳共計（jì）7台（tái）風機，脫脂送排風機與磷化送排風機（前處理加熱類啟動程序控製）、入口排風機（前處理噴淋類啟（qǐ）動程序控製），電（diàn）泳排風機、水洗送（sòng）風機（電泳啟動程序控（kòng）製（zhì））。

修改前處理加熱類、噴淋（lín）類自（zì）動啟動（dòng）與電泳自動啟動程序，修改各風（fēng）機的（de）啟（qǐ）動條件，原啟動條件為按下按鈕後，每間隔10s啟動1台風機。現在由一鍵啟動改為各風機按照第1掛駕（jià）駛室位置以及槽液溫度進行啟動（dòng）:①入口排風機在第1掛駕駛（shǐ）室到達小車上線（xiàn）時啟動前處理噴淋類設備時啟（qǐ）動，保持不變；②脫脂送風機、脫脂排風機在按下啟動按鈕（niǔ）後且（qiě）當槽液溫度升為40℃時啟動（dòng）；③磷化送風機、磷化排風機在按下（xià）啟動按鈕後且當槽液溫度升為35℃時啟動；④電泳排風機在（zài）第1掛駕駛室到達純水洗時（shí）啟動電（diàn）泳設備時啟動，保（bǎo）持不變；⑤水洗送風機在第1掛（guà）駕駛室到達UF2（超濾2）時啟動。

該方案脫脂送排風機、磷化送排風機（功率均為7.5kW）每個生（shēng）產日（rì）可（kě）減少開（kāi）機時間1h，水洗送風機（jī）（5.5kW）可減少開機時間（jiān）15min，按年產250d，電費按照0.75681元/kW計算（suàn），可節（jiē）約5936元。

2016年現場自行設計了一套電泳打磨車（chē）頂吹塵裝置，在生產過程（chéng）中對駕駛室頂部進行自動吹塵，提高了產品質量。但是（shì）該裝置打開後一直吹掃壓（yā）縮空氣，而（ér）駕駛室與駕駛室之間存在距離，當停線時則需要員工關閉（bì）開關，操作不便且造成大（dà）量能（néng）源浪費。

對（duì）該裝置（zhì）進行改造，增加整流電源提供24V直流電，使（shǐ）用光電（diàn）開關感應駕駛室位（wèi）置使繼（jì）電器吸合控製電（diàn）磁閥啟閉，從而實（shí）現駕駛室到達吹塵裝置底（dǐ）部（bù）時吹掃。同時將打磨線輸送帶運（yùn）行反饋信號連入該係統，當停線時，即便（biàn）駕（jià）駛室在吹塵裝置底部，也不進行吹掃。吹掃（sǎo）的2個必要條件是輸送帶運行，駕駛室到位。

壓縮空氣壓力為0.6MPa，流速約為15m/s，孔（kǒng）半（bàn）徑為10mm，共計（jì）8個孔，因（yīn）此每小時可使用壓縮（suō）空（kōng）氣15m/s×3.14×（10mm/1000×10mm/1000）×8×3600s=135.65m³，該方案可將（jiāng）吹掃時間由每個橇的（de）4min變為2min56s，因此按照壓縮空氣單價0.15元/m³計算，每（měi）輛（liàng）駕駛室（shì）可節約135.65m3/3600s×（2405-1765）/2×0.15=0.18元，按年產10萬輛（liàng）計算（suàn），可節約費用為1.8萬（wàn）元。

發交積放鏈工位生產節拍（pāi）為2.5min/車左右（yòu），總裝單班節拍為3min/車，麵漆線綜合節拍為2.32min/車，該工（gōng）位速度過慢會造成麵漆（qī）線堵車，使設備空轉，同時總裝開雙線後，節拍為2車（chē）3min，節拍低於總裝生產，現場出現故障後補充庫存較慢，可能會影響總裝生產。

將上線積放（fàng）鏈工位（wèi）運行步驟拆（chāi）分，通過分析吊具與地麵滾床連鎖，在保證（zhèng）安全的前提（tí）下找出可縮減時間（jiān）的情況，具體改造（zào）方案如下:①提高升降（jiàng）機高（gāo）速頻率:將（jiāng）變頻器高速（sù）運行（háng）頻率（lǜ）由26Hz調整為40Hz，由於升降機（jī）下（xià）降減速開關與到位開關距離較近，如果再提高頻率，則會衝過位，因此最大為40Hz。②消除吊具到位後滾床運行時間:修改PLC（控製程序）中的滑橇進入條件。

改造後整個檢查精修線正常生（shēng）產（chǎn）節（jiē）拍由2.5min/車提高到2min/車以內，既（jì）為供（gòng）應總裝提供了保障，又為麵漆節拍提升提供了鋪墊。

對整個麵漆線設備進行拆（chāi）分，尋找麵漆線生產瓶頸。依據漆前處理線綜合節拍、金（jīn）屬粉（fěn）機器人（rén）節拍、清漆機器人節拍（pāi）、麵漆烘幹爐正常生產節拍、麵漆烘幹爐綜合出（chū）車節拍，參（cān）考油漆溫度窗口與麵漆烘幹爐爐溫曲線數據，從（cóng）爐溫曲線可以看出目前駕（jià）駛室升溫到工藝溫度（dù）需要（yào）的時間，對（duì）照油漆溫度窗口（kǒu）剛好滿足工藝（yì）要求（qiú）的最低限值。

具體（tǐ）改造方案如下:①提高麵漆烘幹（gàn）爐三區溫度:調整烘幹爐主（zhǔ）控櫃溫限表參數（shù）與燃燒器點火PLC程序，將各區溫度由148~150℃調整到158~160℃；②調（diào）整機運節拍:麵漆（qī）烘幹（gàn）爐靠雙鏈輸送，提速時需要同（tóng）步速（sù）度，工件升溫至（zhì）工藝要求的140℃時間為13min，工件在140℃的保（bǎo）溫（wēn）時間為20min，在強冷室的（de）降溫時間為5min，每提高10℃烘烤時間大約（yuē）能夠降低烘烤（kǎo）時間5min（因與烘幹爐結構有（yǒu）關，需要通過爐溫測（cè）試儀實測，但要（yào）考慮過烘烤問題），因（yīn）此可（kě）將麵（miàn）漆烘幹雙鏈、前後交接滾床變頻器低速（sù）頻率提升5min/（13min+20min-5min）=17.9%，提升節拍的同時並保持同步。

調整後的溫度通過爐溫（wēn）測試反映工件溫度與烘幹時間（jiān）完全能達到工藝（yì）要求（qiú），連續走正常駕駛（shǐ）室節拍實測由2min/車降為1.78min/車，綜合節拍為2min/車（chē），單車縮短（duǎn）節拍為0.32min/車。根據表1，生產過程中麵漆線與底漆線去除維持用能額外用電與（yǔ）天然氣後的費用比例為2.43∶1。根據表2數據得出，生（shēng）產時車間每分鍾（zhōng）去（qù）除維持用（yòng）能額外用電和（hé）天然氣費用為64.6元，計算得麵漆線每分鍾去除維持用能額外用電和天然氣費用為64.6元×2.43（/2.43+1）=45.77元，按年產10萬輛計算，則可節約（yuē）45.77×0.32×100000=1464640元。

目前底漆線（xiàn）節拍瓶頸為脫脂、磷化、電（diàn）泳時間、電泳（yǒng）烘幹爐烘幹時間，如（rú）能提（tí）高這部分節拍（pāi），可直接提升整條電泳線節拍，大大降低單車能耗。該項共分2小項:①脫脂、磷化、電泳時間壓縮:需要與輔料供應商商討確定每個雙槽的最（zuì）小運行時間，實際測算目前的運行時間，做出調整計劃後，改造單台小車的運行參數，實際驗（yàn）證產（chǎn）品質量後再調整其他小車，最後固（gù）化。②電泳烘幹爐時間壓縮（suō）:查看（kàn）電泳漆的溫度窗口，目前為170℃，烘幹時間>20min，在溫度窗口中溫度可提升，而時間可以（yǐ）縮短（duǎn），具體方案與麵漆烘幹爐壓縮時（shí）間方案一致。

經過提溫提速，目前電泳節拍控製在（zài）1.8min/車，單車減少0.2min/車，現場電泳線正常生產過程中（zhōng）每分鍾消（xiāo）耗能源費用為64.6×1（/2.43+1）=18.83元左右（電泳線每分鍾消耗能源（yuán）費用計算依據見（jiàn）表1、表2），按年產10萬輛計算，則可節約能源費用為18.33元/輛×0.2min/輛（liàng）×100000輛=376600元。

表1 生產過程中麵漆線與底漆線去除維持用（yòng）能額外用電與天然氣後的費用比例

表2 項目實施前一年能源統計（jì）分析

塗裝現場分部生（shēng）產模式為一橇兩（liǎng）車（即2台同車型同顏色駕駛室放置在1個（gè）滑橇上生產），改進前機器人自（zì）動噴塗編碼規則共有9種情況，具體如表3所示。當生產中有某種車型數量為奇數情況時，需要單橇單車進行麵漆噴塗，生產（chǎn）效率（lǜ）降低50%，嚴重影響生產（chǎn）節拍，需要進行改進。

表3 改進前機器人自動噴塗（tú）編碼規則

修改機器人自動噴塗PLC程序，通過增加一位編碼（option），在原有機器人編碼1~9的基（jī）礎上增加11~19編碼（Body編碼+10*option編碼為最終編碼），涵蓋了（le）不同車型使用一個橇的生產模式。因部分（fèn）訂單配置（zhì）為玻璃鋼麵罩（由外飾件廠家供應（yīng）），車身麵漆時不需要噴塗金屬麵罩，故需要增加機器人自動噴塗時無麵罩噴塗程序編碼，改進後機器人（rén）自動噴塗編碼規（guī）則共有18種情況。具體如表4所示。

表4 改進後機器人自動噴塗編碼規則

針對上述機器人自動噴（pēn）塗編碼規則，重新設計相應機（jī）器人（rén）軌（guǐ）跡程序與噴塗表4參數，使之實現自動切換（huàn）噴塗，實現輸入編碼後機器人自動噴塗上述所有組合車型，確保麵漆生產不再（zài）有單橇單車的情況，保證了生產（chǎn）節拍。

增加機器人自（zì）動噴（pēn）塗時無麵罩噴塗程（chéng）序減少了油漆浪費（fèi），單車可減少5元/車左右，同（tóng）時混橇生產（chǎn）避免一橇（qiāo）單車情況，減少空拍率，進一步提（tí）高麵漆綜合節拍，提高了塗裝現場分部產能。

經過現（xiàn）場查（chá）看落實，室內照明燈部分位置會造成駕駛室反光影響人員對駕駛室進（jìn）行檢查以及照度高於要求等，因此（cǐ）存在能源浪費情況。

對室體所有（yǒu）照明燈設置編號，將不需開啟的照明燈編製進入現場精益生產管理規定，將白夜班均不需要開啟的（de）照明燈在驗證工藝條件後進行拆（chāi）除或斷電，並對員工進行培（péi）訓，由設備管理員每（měi）周（zhōu）巡檢進行（háng）監（jiān）督。

經統（tǒng）計（jì）共關閉102盞燈，58W一盞，按年產250d，每天生產16h計算，可節約能源費用為17909元。

前處理預脫脂、脫脂、磷化槽需要熱水升溫到工藝要求，但生產結束時發現槽液（yè）溫度長時間在工藝溫度以上，存在能源浪費。且氣溫不同，前處理槽液的降溫速度不同，隻要保證駕駛室到位時溫度在工藝範圍之內即可。

摸索前處理槽（cáo）液的升溫時間與降溫速度，縮短鍋（guō）爐開機運（yùn）行時間，提前關閉鍋爐時間。驗證完畢後，修（xiū）改鍋爐啟停方式管理規定，同時在前處理PLC程序中限定保（bǎo）護，當鍋爐房循環水溫（wēn）度降到槽液溫度以下時，關閉板式換熱器的（de）進水閥門（mén）。

經過驗證，鍋爐（lú）可延後開啟（qǐ）20min（2台鍋爐），提前關閉30min（1台鍋爐（lú）），每天可減少鍋爐開啟時間為70min，鍋爐每（měi）小時消耗天然氣量為100m³/h左右，按年產250d計算，天（tiān）然氣費用按3.153元/m3計算，每年可（kě）節約能耗費用為91962.5元。

冬季長（zhǎng）時（shí）間不生產時，需要開啟（qǐ）鍋爐（lú）為四號空調（輸調漆間）和（hé）溫控間保溫，目前設定為85℃，而四號空調設置溫度（dù）為22~30℃，不需要高溫的熱水保溫。

研究循環水（shuǐ）相應（yīng）適宜調控輸調漆（qī）間與溫控間的溫（wēn）度，找到適宜（yí）溫度（dù）後修改鍋爐啟停方式管理規定，設定開啟模式，在（zài）該狀態下水溫設（shè）置為30℃。在保證設備正常運行的基礎上降低了熱水溫度，減少了能源消耗。

本文通過技改（gǎi）將生產設（shè）備（bèi）改為自動控製啟（qǐ）停、消（xiāo）除生產節拍瓶頸、減少升（shēng）溫設（shè）備等改（gǎi）進措施為企業（yè）每年（nián）在能耗上減少約200萬元。綜（zōng）上所述車身塗裝生產線節能優化工作需（xū）持續、有效、重點地進（jìn）行，不斷為企（qǐ）業在行業內站穩腳跟奠定基（jī）礎。