不锈钢地铁车辆装配工艺优化研究

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　　摘  要：不锈钢地铁车辆具有耐腐蚀、免涂装、维护成本低等特点，随着设计和制造工艺水平的不断发展，不锈钢地铁车辆的性能得到了极大提高，其价值也日渐凸显[1]。文章结合不锈钢地铁车辆装配工艺特性，从预组装配作业、总组装配作业和装配试验作业三个阶段入手，对现有装配工艺过程进行描述，分析其中不足之处并提出相应的优化措施，旨在促进装配作业过程更加优质高效。
　　关键词：地铁车辆;不锈钢;装配工艺;优化
　　中图分类号：U270.6         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）23-0119-02
　　Abstract： Stainless steel subway vehicle has the characteristics of corrosion resistance， no painting， low maintenance cost and so on. With the continuous development of design and manufacturing technology， the performance of stainless steel subway vehicle has been greatly improved， and its value has become increasingly prominent. Combined with the assembly process characteristics of stainless steel subway vehicle， this paper describes the existing assembly process from three stages： pre-assembly operation， general assembly operation and assembly test operation. The shortcomings are analyzed and the corresponding optimization measures are put forward in order to promote the assembly process to be more high quality and efficient.
　　Keywords： subway vehicle; stainless steel; assembly process; optimization
　　前言
　　隨着铁路运输高速跨越式发展，近年来我国轨道交通装备制造业发展迅猛，国内外对于城铁车辆的需求数量不断增加[2]。国内企业与西门子、阿尔斯通和庞巴迪三家公司建立合作，通过引进国外先进的制造工艺技术，国内工艺技术水平得到很大提升。不过总体来说，国内地铁车辆装配工艺技术的发展尚不能满足车辆制造水平提升的需求。因此需要持续进行装配工艺技术的优化和提升，推动国内车辆制造水平的发展。
　　1 不锈钢地铁车辆装配工艺概述
　　结合不锈钢地铁车辆装配工艺应用现状，可发现在车辆生产制造中主要采用固定台位和流水线两种作业模式[3]。固定台位模式：车辆装配作业过程停留在固定台位上，台位作业人员和生产物料每天都是不同的，此类作业模式台位资源占用少、人员配置多、物流系统压力大。流水线模式：车辆装配作业过程在不同台位上进行流水，台位作业人员和生产物料每天都是固定的，此类作业模式台位职能固定、人力资源利用率高、物流系统压力小。
　　对比两种作业模式发现，不管是固定台位作业模式还是流水线作业模式，不锈钢地铁车辆装配作业工艺流程基本是一致的。从车辆生产制造流程上大致可以概括为：车体制造～车体涂装～整车装配～整车调试～用户验收。整车装配作业分解为预组装配作业、总组装配作业、称重淋雨限界试验三大部分。
　　地铁车辆装配工艺设计流程一般遵循车内～车顶～车底顺序，装配作业工艺流程设计过程中需要对部件装配、电气组装、涂装及胶粘各个业务内容进行合理布置。车辆装配工艺设计不仅可以有效提升装配作业的工作效率，同时在保证轨道交通装备产品的可靠性方面也发挥着积极的作用。
　　2 不锈钢地铁车辆装配工艺设计思路
　　2.1 预组装配作业
　　预组装配作业采用轨道式流水作业模式，通过人工推动方式来完成车辆的台位转换。
　　预组装配作业车体处于高位，通过在假台上加装过渡梁实现车体工作高度的提升。在起落车台位完成此作业过程，台位需要配置架车机、天车、液压升降车等设备。借助架车机等设备实现车体提升至合适高度，利用天车、液压升降车等设备将过渡梁安装到假台上。
　　预组装配作业主要完成防寒材安装、前端模块安装、制动设备管路安装、二次骨架安装、风道安装、地骨安装调整、地板安装、地板布安装、车窗安装、车窗密封胶、贯通道安装、车顶绝缘漆涂装等工序的作业任务[4]。
　　预组装配场地部件多组装于车下部位，为了确保部件可以被顺利运送至安装位置，可以通过气垫运输车进行物料运送。对比分析来看，使用气垫技术具有以下突出特征：在搬运过程几乎不会产生摩擦，支持各个方向自由移动;能够在狭窄的区域准确定位和移动，具备较强的高效运动能力;组合高度很小，磨损很小，有利于控制运营以及维护费用。
　　2.2 总组装配作业
　　不锈钢地铁车辆预组装配作业完成以后车辆通过迁车台牵引至总组装场地开始进行总组装配作业。
　　总组装配作业主要完成枕内电气设备、枕外电气设备、侧墙版、间壁、侧顶板、中顶板、立罩板、车门系统、座椅、扶手杆、空调系统、受电弓（受流器）、落车调整等部件的装配作业和电气设备的配线组装、耐压试验等工作。 　　总组装配作业场地规划为起落车台位（有轨）和总组装配台位（无轨）布局，天车配置吨位为40t（可用于物料起吊和调运，可以进行车体整车吊装），装配作业过程在总组装配台位上进行，地铁车辆总组装配采用固定台位施工工序流动模式。
　　以某不锈钢地铁车辆总装任务为例说明现有总组装配工艺布局。项目要求每年地铁车辆装配数量控制在150辆，并且要求每台地铁车辆装配周期需要严格控制在15天以内。依据项目进度及车间资源，采取12个组装台位设计方式，每侧布置6个台位，中间区域为物料运输车运行移动通道。依据地铁车辆自身的特性以及相关产品批量生产等基础信息，最大程度上保证台位利用率，同时严格控制倒车次数。
　　2.3 装配试验作业
　　装配试验作业场地主要由一条试验轨道构成，轨道上布置整车称重试验台、编组连挂区域、淋雨试驗装置、整车限界试验装置等设施。在装配试验作业主要完成整车称重、车辆连挂、淋雨限界等工作，装配试验作业内容作为整车装配的最后阶段，作为验证检验装配作业质量最重要的工序，也是评价车辆性能指标的重要途径，是车辆装配转移至车辆调试工作的最终环节。
　　调试装配场地的重点关键工序为整车称重试验，一般需要用到城轨车辆称重调载试验系统等相关设备与技术。城轨车辆称重调载试验系统主要包括车体调簧和转向架调簧两个部分，其中车体调簧可以经由车体水平性试验来实现，而转向架调簧则主要经由调整一系弹簧来实现。这种工艺技术应用有利于车辆二系支承载荷分布得到一定程度的优化。其优势不仅体现在可以促进调簧操作的效率和精准性，同时在保证整车重量在轮载上均匀分布、提升车体和转向架的互换性等方面，均发挥着不可忽视的重要作用。
　　3 不锈钢地铁车辆装配工艺设计优化
　　3.1 现有装配工艺设计问题
　　（1）总组装配场地采用固定台位组装，车辆装配作业过程停留在固定台位上，台位作业人员和生产物料每天都是不同的，台位利用率低，人员需求数量较多，工艺资源配置需求量大，物流物料配送压力大，生产组织压力大。（2）总组台位迁移采用天车吊装作业，车辆吊装过程中需要占用厂房空中作业空间，容易造成安全隐患，天车作业过程中吊装通道上所有装配操作均需要停止工作，妨碍装配作业的正常开展进行。（3）车辆装配作业在高位，过渡梁安装拆卸在预组场地进行，大大降低了生产效率，占用了生产场地资源，增加设备投入，增加人工成本，不便于安全生产和精益生产等。同时在总组装配场地起落车台位更换架车支撑，将假台返回车体车间，整车在预组总组装配场地内需要进行三次起落车作业，过渡梁需要在预组场地内来回迁移，对生产过程造成很大安全隐患，同时增加车间内部的物料周转成本。（4）组装台位之间设物料存储区，车辆装配过程中可能遇到台位移动受阻问题，并且在装配过程中存在一定的安全隐患。
　　3.2 装配工艺问题优化建议
　　（1）总组装配作业模式选用流水线作业模式，车辆装配作业过程在不同台位上进行流水，台位职能固定，台位人员配置、生产物料、工具设备等资源都是相对固定的，便于生产车间进行组织管理。流水线模式提升了台位及人员的利用率，提升了车间的生产制造能力，更好的实现精益生产。（2）选用轮式运输车进行整车台位迁移，由于轮式运输车作业过程中可以实现前后左右各个方向的无差别移动，可以实现多方位多角度的位置调整，可以在最大限度上保证在最小空间内完成车体的台位迁移工作。大大减少了车体迁移空间利用，可以实现车体的平稳移动，减少了车体晃动量，保证了装车零部件的安全可靠。保证在不影响相邻台位作业的情况下完成迁车作业，最大限度的保证生产任务的正常进行。（3）过渡梁安装布置在车体车间交车台位，车体车间可实现车体整体吊装，可以减少设备采购维护等费用支出。同时，钢车体涂装的主要工作在车体底架部位，车体在高位便于操作员工进行涂装作业，提升工作效率，减轻员工工作强度，提升涂装工作质量。预组装配场地释放出空间可实现更合理的场地规划布局。过渡梁在总组装配场地起落车台位进行拆解，在更换架车支撑同时连同假台车一并返回车体车间。这样在装配作业流程中起落车缩减为1次。过渡梁和假台车一起在厂内进行流转，便于物料循环配送管理，减少了装配场地周转运输，保障了装配场地的生产安全。（4）物料存储区优化建议：第
　　一，撤掉物料通道使各个台位实现有效连接。物料存放区域规划在台位车侧位置，大长物料定制规划专用存放区域。第二，合理利用双层走台，上层走台存放车顶物料，下层走台存放车内物料。采用这一布局模式，不仅可以充分利用资源增加物料存储，而且物料更接近安装位置，有效地提升车辆装配的工作效率。
　　4 结束语
　　综上所述，不锈钢地铁车辆装配工艺设计是一个相对复杂的过程，不同车辆类型、不同场地资源可以选用不同的工艺方案。上文提出的优化方案是针对现有车辆装配作业过程的几点优化建议，在后续生产过程中需要持续进行验证分析。通过探索更高效的工艺技术、探寻更优质的工艺资源，不断对装配工艺设计方案进行优化调整，持续推动地铁车辆工艺技术水平的提升。
　　参考文献：
　　[1]刘晓芳.不锈钢地铁车辆车体结构设计的要点分析[J].山东工业技术，2014（20）：11.
　　[2]蒲春喜.轨道车辆组装工艺现状及展望[J].科技与企业，2014（5）：257.
　　[3]赫宏联，徐应明.固定台位模式下铁路车辆拉动式组装[J].大连交通大学学报，2012（10）：14-18.
　　[4]徐博雅，孙丽，权亚莉，等.基于IE理论的城铁车总装配工艺优化[J].大连交通大学学报，2015（05）：42-45.
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