项目手记东风柳汽乘用车发动机制造及试验室工艺规划与组织的探讨

 

东风汽车公司正在实施自主品牌的“大自主、大协同”战略,东风柳汽乘用车发动机制造及试验室工艺规划项目是这项战略中的一个重要组成部分...

东风汽车公司正在实施自主品牌的“大自主、大协同”战略,东风柳汽乘用车发动机制造及试验室工艺规划项目是这项战略中的一个重要组成部分,如图所示
第一条路,推进东风品牌的自主乘用车发展。第二条路,合资自主品牌。第三条路,推出大中华品牌乘用车。受东风柳汽的委托,东院承担了东风柳汽乘用车发动机制造及试验室项目的工程设计。东风柳汽B+发动机项目是东风大自主战略中“第一条路”中的重要一部分,将解决东风柳汽没有乘用车动力总成的瓶颈,对柳汽具有重大的战略意义。

一、项目产品:

东风柳汽经过多年的发展,在2013年已经完成乘用车销量18万辆的销售,市场良好,自产发动机的需求提上日程,将陆续导入2.0L、2.3L和1.8T排量发动机,满足未来40万台整车配套的规划要求。
二、规划的目标

一期总投资预计为4亿元,在柳汽新基地内建设面积3万平方米的发动机制造和试验室的联合厂房,已于今年8月动工建设,2015年9月建成投产,形成10万台/年的生产能力,并预留30万台/年的能力。

三、工艺的规划与组织

1、厂房规划方案比选:

地块介绍:长243米,宽279米,位于柳汽柳东基地东北角。

地块内容:最终满足40万台/年发动机制造及相关试验的要求。

根据地块情况和业主要求我们做了如下的方案比选:
经过比选,我们选择了发动机制造和试验室在一个联合厂房的方案,实施一次性总体规划设计,分期建设、滚动发展的方针。发动机试验室和机加、装配在一个联合厂房内,保证了整个发动机产品从生产、匹配到研发一系列功能的一致性。详见下图:
2、一期工艺规划方案:

在东风公司的大自主战略下,柳汽自产发动机将导入神龙公司的发动机产品和工艺技术。其中缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴机加生产线及发动机总成装配线为神龙襄阳发动机车间原有设备搬迁(部分线体需要改造),发动机试验室部分则完全为新建。

3、发动机制造工艺平面规划:

在机加线、装配线的工艺布局设计中,我们注重深入现场,收集数据。由于是原有设备搬迁,车辆院的工艺人员从今年4月开始每月都到襄阳神龙发动机工厂现场学习,尤其在业主不能提供具体设备公用动力资料的情况下,工艺人员只能通过预估和在现场测量获取相关参数及公用动力点位,完成施工图二次管线设计。其中缸体生产线的切削液采用分段集中循环处理方式,有别于传统加工中心的单机循环和近期某些典型发动机工厂采用的整线切削液集中循环。这三种切屑液的循环方式的需水量区别很大,在没有具体资料的情况下凭经验估算的结果会有较大偏差。最后在设计经理跟客户及神龙方面多次沟通后,通过对襄阳发动机工厂切削液处理设备深入的学习和分析,确定了切削液循环系统的流量,为后续施工图细化工艺设计打下了坚实的基础。



在发动机制造工艺平面规划上,我们遵循如下原则:

(1)物流:机加线与装配线垂直布置,缸体、缸盖下线点尽量靠近装配线的上线点。发动机总成下线点靠近整车发动机上线点,目前采用叉车运输的方式,预留后期发动机总成悬链上线的接口。

(2)柱网选择:既满足于工艺平面布置的要求,又注重与西侧总装车间的衔接。

(3)厂房设计满足人和设备对通风、采光、物流输送、未来扩展的要求。

(4)厂房设有技术通廊,靠近负荷中心,用于放置公用动力设备。

(5)地面采用金属骨料加固化剂的形式。

搬迁的生产线,改造升级之后,主要优化内容如下。
通过上述的改进和优化,方案已经得到业主的认可,项目正在建设中。
发动机试验室的工艺平面规划


在跟客户的沟通和交流之后,确定了东风柳汽发动机试验室的主要试验功能,包括发动机性能试验台架、耐久试验台架、冷热冲击试验台架和部件试验室,可以进行发动机常规的性能、可靠性、冷热冲击试验,并预留了后期满足排放要求的试验台架。

在发动机试验室的工艺平面规划上,经过多方案比选,采用了物流通道在中间,控制间在两侧的模块化式可扩展的方案。建筑采用多层设计,一层是基础和台架区,二层公用动力区域,在台架间的规划上采用偏置的方案,可以实现整车全尺寸排气管的相关试验,可充分应对产品的多样性。
设备选型及主要技术创新措施


(1)根据试验室的要求,关键试验台架采用进口。

(2)注重环保、消防、节能的要求,在试验间内考虑通风、空调、隔音降噪及消防措施。

(3)所有台架基础一次实施,预留足够深度的地坑,应对未来不同台架设备的基础要求。二层楼板预留孔洞根据以往的设计经验进行定位,满足土建的设计输入要求。

(4)发动试验室供油方案的确定过程中,客户曾考虑新建供油站,但由于总图中已经没有位置,通过分析决定利用东风柳汽整车总装车间的原有供油站,并对该供油站进行改造,以满足了发动机台架试验的要求。

四、东风柳汽乘用车发动机制造及试验室工艺规划项目的心得体会

在这一年的努力下,柳汽发动机搬迁项目基本完成。通过这个项目,我们对专业知识有了更深层次的了解,在其他方面的也收获颇丰。同时我们也认识到设计工作必须依循严谨、严格、严密的理念,任何一个小细节都马虎不得,否则就会酿成大错。

传统的项目设计是遵循工艺方案设计→设备招标→获取相关工艺参数→施工图设计→现场施工的串行设计流程,而本次项目由于工期紧,设备招标慢(截止到现在,试验室相关设备仍未招标),在工艺方案没有确定的情况下就要展开施工图设计,所以我们采用了并行设计,这种并行设计节省了大量的时间,但对工艺提出了更苛刻的要求,需要对向土建公用动力提供的工艺资料进行预估,这是进行并行设计的前提,但这样操作存在误判的风险。

在并行设计的要求下,很容易造成在工艺后期设计的反复,增加了工作量,而且由于更改次数较多、版本较多,也容易产生完全可以避免的设计失误,这些是必须要克服的困难。所以工艺人员如何在没有设备工艺资料的情况下,向土建及公用动力专业交底;如何能够保证现有的设计方案可以应对招标完成后不同设备厂家的特殊要求;如何将施工设计中的摇摆不停、来回反复的几率降到最低就显得至关重要。所以在并行设计的过程中要求工艺人员要有比较丰富的经验及应变能力,以应对这种设计流程产生的压力及风险。
(照片拍摄于2014年11月底,项目正在施工中)


总结东风柳汽发动机项目,是为了明天更好地面向未来。我们知道在以后的工作中,还会遇到很多不同的任务,也会同样遇到很多设计难题。但是新的任务意味着新的机遇和挑战,只有多学、多做,才能同步提升自己的能力和专业素质。通过本次项目,我们不能仅停留在以往的大工艺布局,更应该对每一个工艺流程和工艺设备有更深入的了解,贯彻精益生产、智能制造的理念。希望在以后的设计工作中,我们的交付物不仅仅是建筑物,更是一个零件从毛坯到成品的工艺流程,一条生产线从工艺参数设置、设备采购直到最后布置成线的多维一体化的工程设计。


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