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1、南京理工大学硕士研究生学位论文开题报告姓 名： 龚轲 学 号： 112010042 学 科： 机械制造及其自动化 所在院系： 机械工程学院 指导教师： 王栓虎 2013年 09月 2日填一、 拟选定学位论文的题目名称汽车仪表台混合装配系统的开发与研究二、 选题的科学意义和应用前景装配作业是按照确定的精度标准和技术条件，通过合理的工艺流程及各种必要的方式，将一组零散的零件连接组合起来的过程，它比机械加工复杂得多，因为装配方法往往因产品而异。装配系统是一种专门用于装配作业的特殊生产系统，它是机器制造的最后生产过程，机械产品的质量最终必须通过装配来保证。装配系统的目的是用来大批量、高效率生产同一产品
2、或相似产品，以使成本最小化。装配线的建立是基于运行成本最小化，在建立之前必须已经预测出产品的销售量和设计出装配工艺（即每个产品从第一道工序到最后一道工序的最短路径）。在这两者的基础上，继续考虑装配所需设备和装配任务的分解，因为分解的越细则成本越低。所以从总体上来说，一条装配线只能适用于某一特定的产品。尽管装配系统也可用于制造，改造的方法是用传送带将工作站链接为一个整体，但其优势还是在装配范畴，操作人员仅仅将供给他的零件装在连续流过的部件上。当一个产品经过不同的工序后就逐步装配成功。1913年，美国汽车工业家Henry Ford受19世纪中后期芝加哥等地肉制品业的启示，他和他的同事设计了世界上第
3、一条装配线，用于发动机飞轮的装配。自从福特汽车公司开创流水作业以来，在保证产品质量，提高生产效率，降低制造成本的大前提下，流水线装配作业已经得到了广泛的应用。尤其是在19世纪70年代以后，随着汽车工业的发展，各汽车零配件生产厂家先后对原有的装配作业车间进行了改造，以先进的装配流水线代替了落后的单件装配作业。依据汽车产业论坛的统计，从 2001 年到 2011 年，中国汽车的产销量从 230 万辆增加到了1900万辆，短短十年的时间，数量翻了八倍之多，年均增幅在25%以上，连续多年都是全球第一大汽车生产国和消费国。随着中国经济的迅猛发展，人民生活水平不断提高，人均收入提升，城市化进程加快，国内对
4、轿车、卡车、商用车的需求也在不断加大；而且随着国内汽车制造水平的提升，以及极具竞争力的价格优势，中国制造的汽车对外出口数量也逐年猛增，据统计，2011年中国汽车出口数量同比增长了49.45%，中国制造的汽车，远销到了俄罗斯、南美、非洲、东南亚等各地。在人们对汽车需求量增加的同时，人们的需求也变得越来越多样化。面对这种多元化的需求，企业必须设计多种不同的型号的产品以迎合人们的需求，抢占市场。于是，制造企业的生产组织形式从过去的单一品种、大批量生产转变成了多品种、中小批量生产。传统的大批量制造生产模式在当前的市场环境下，已经无法满足现代生产及消费要求。这就迫使企业必须对其生产作业方式进行改进或改善
5、，改造其生产管理经营模式与市场环境相适应，以具备快速变换产品品种、生产小批量产品的即时生产能力，同时对生产的组织和调度有较高的要求。大中型生产制造企业已经施行多年的大批量流水作业生产模式已经难以满足当今多品种、小批量生产的需求。在现实生产环境中，生产制造企业往往存在数千种零部件，传统的人工管理方式无论在敏捷度、准确性还是可靠度上都无法满足当前的需求。因此，“多品种混流生产”的组织模式应运而生。混流装配线适用于多规格、多品种、中小批量生产。混流装配线的出现，使企业能对物流管理实现较为理想的配置，对市场变化做出迅速反应。仪表台是汽车的重要组成部分，其生产效率直接影响到汽车生产效率和产量，最终影响到
6、汽车企业对市场的应变能力和市场占有率。在流水线装配作业广泛应用的今天，在流水线装配作业应用最成熟的汽车行业，由于仪表台品种繁多、生产批量少、形状不规则、装配工序相差大、翻转次数多等多种原因，许多仪表台制造企业依然采用传统的单人单产品装配模式，由一个装配工人单独完成整个仪表台的装配。由于一个装配工人所要完成的装配工序过多，而企业又没有制定标准的装配顺序，这就导致工人根据自己的喜好，想到哪一个装配工序就先完成哪一个装配工序，装配过程没有条理性，缺乏科学性，有时甚至会出现工人记不起下一道工序而茫然不知所措的情况。最终，仪表台的装配效率和装配质量取决于工人的熟练程度。为了提高仪表台的生产效率和产品质量
7、，降低生产成本，使企业在激烈的市场竞争中占据优势，仪表台装配企业必须将单人单产品的传统装配方式改变为流水线装配方式。汽车仪表台混流装配线是在同一条流水生产线上，依据汽车公司的订单需求，将结构与装配过程相似的多型号汽车仪表台进行混合装配。由于有多种型号的汽车仪表台同时进行生产，就降低了仓库的在制品库存，不同型号汽车仪表台装配时所需的零部件消耗比单一型号大批量生产均匀，从而大大缩短了产品的交货期，提高了企业对市场的快速反应能力和生产的灵活性，能及时的提供市场所需要的产品，多型号汽车仪表台混流装配线生产的产品都是依据客户即时需求制造的，这种生产方式能克服单一生产线缺乏多样化、个性化的缺点，能够适应当
8、今市场经济的发展要求，从而在激烈的市场竞争中不断的占据主动地位，企业才能不断地向前发展。因此，仪表台的生产采用混流装配的方式是现代企业发展的必然要求。三、 背景科研项目情况简介本课题来源于扬子汽车内饰有限公司。扬子汽车内饰件有限公司是江苏省扬州市的一家科技型民营企业，主要从事汽车、工程机械内外饰件的设计、开发和制造。该公司生产的仪表台涉及小汽车、大客车、工程机械等，产品种类多达上百种，而生产批量往往很小，有时候不足十台。由于产品种类太多、批量太小，如果采用流水线作业，对装配线的柔性要求很高。目前，该公司对仪表台的装配依然采用单人单产品的传统生产模式，这种装配方式虽然柔性大，能进行所有品种的生产
9、，但其生产效率低，产品质量差，装配现场混乱。为了提高仪表台的装配效率和产品质量，增强对市场的反应能力，更快捷的为顾客提供高质量的产品，公司决定建立一条仪表台混流装配线。本课题就是基于此进行仪表台混流装配线设计研究，旨在为公司混流装配线的设计提供参考。四、学位论文主要研究内容混流装配线是一种集成了生产设备、物流、计算机智能控制系统和技术管理人员，能够实现多品种产品共用同一流水生产线进行生产的一种柔性生产系统。它包含了多个柔性装配工作单元，并且能根据生产计划或环境的变化迅速做出适当的调整，以便适用于企业对多品种、小批量的生产要求。本学位论文将基于扬子汽车内饰有限公司仪表台的生产情况，从以下几方面对
10、仪表台混流装配线进行重点研究：1.混流装配线总体方案研究混流装配线可以按照客户订单进行小批量、多品种定制式的生产。作为一种柔性的生产方式，其具有对市场需求做出快速反应的能力。在装配系统中，装配线的布局规划是指在一定的区域内合理地安排装配设备和工作人员，使装配线整体趋于平衡，生产效率趋于最大化。广义地讲，装配线布局包括装配线上零部件的运输和存放、装配所需机械设备、装配人员的工作区域以及维持装配线正常工作的生产安排；狭义讲，是以机器运送零部件和装配线生产的活动安排。对装配线进行布局研究，首先需要对汽车仪表台的装配现状进行分析，研究现有装配过程中存在的问题，通过工业工程中的ECRS在文献综述中对该方
11、法进行详细介绍解决的问题中需要列出（elimination取消，combination合并，rearrangement重拍，simplification简化）分析方法，剔除现有装配过程中的多余操作，提出一套高效率的装配操作流程，杜绝过程中因操作工人的个人习惯引起的动作、时间、原材料的浪费。由于仪表台的品种数量繁多，不同的仪表台，其装配内容不同，其装配操作内容和顺序自然有着差异。为了使种类繁多的仪表台实现共线生产，需对优化后的仪表台装配操作流程进行研究，分析出各种仪表台装配过程中的相同操作或相近操作。最后根据对仪表台装配操作流程的分析结果，在使装配线整体趋于平衡问题：节拍的确定、实现连续生产的前
12、提下，安排合理的装配工位数，并为每个工位配备适当的工具工装的设计与装配线结构设计合并。2.混流装配线物流规划研究物流是指物资实体（物资及其载体）位置的转移及其时间的占用。在混流装配生产中，由于同一条生产线上要装配不同的产品，生产线上装配的产品切换频繁，为了保证生产线不因物料缺乏而导致停产，传统的方法往往是在装配线旁准备充足物料为了应对这种状况，20世纪80年代，日本丰田公司提出了JIT生产方式。特别是仪表台混流装配线，同一装配线上所需装配的产品多达几十种，而每一产品的装配数量常常不足十台，装配线切换过于频繁。依据传统的方法，为了保证装配线在进行产品切换时，装配线旁有充足的零部件保证装配线顺利进
13、行，常常将接下来所要装配的产品所需的所有零部件堆积在装配线旁，这就导致装配线旁物料堆积过多、装配空间狭窄，装配工人由于要在众多的物料中寻找所需的零配件，增加了取料时间，造成时间的浪费，严重时还会造成装配线堵塞停产。为了彻底解决混流装配过程中物流混乱的现象，需对现有的物流系统进行研究，分析其中存在的问题，以日本丰田公司的JIT综述JIT准时化生产（在正确的时间，将正确的产品，送到正确的地点）为理念，采用系统布局设计SLP（综述SLPsystem layout planning）方法对装配和装配线上的物流进行规划。3.装配线的结构设计传送方案的选择在流水装配作业中，同一产品的装配操作被分解到不同的
14、装配工位上完成。对于这种装配方法，装配线上的半成品在一个工位完成装配后，需要传送到下一个工位完成后续装配操作。因此，装配线传送系统的设计是装配线结构设计的基础。此外，装配线上的半成品是随装配线不断运动的，当工人的装配操作正在进行时，必须有方法能保证半成品与装配工人之间没有相对运动存在，并且仪表台的形状往往是不规则的，工人在装配时，仪表台必须有合适的摆放姿势才能便于装配，保证装配质量。为达到这些要求，必须有合适的夹持定位工具。因此，夹持定位工具的设计是仪表台装配线结构设计的重要一环。4 控制系统设计对仪表台控制系统的研究包括信息管理系统的研究和电器控制系统的研究。在仪表台混流装配线上装配的产品品
15、种多（多达几十种至上百种），批量小（小至一个批次不足十台），装配线柔性大，需要大量员工配合操作、要管理设备设施工具工装协同作业、需要高效的物流输送方式与生产线同步进行。因此，混流装配线是一个非常复杂的系统。要使这个复杂系统的各个单元既能独立工作，单元和单元之间又可以关联成一个整体，实现整个装配系统的高效运行，就必须研究装配线的信息管理系统。通过信息管理系统，可以实现对生产任务的合理安排和物料的合理调度。同一装配线上不同的装配产品，其装配时间各异，为了保证装配线平稳运行，在进行产品切换时，装配线的传送速率也要跟着变化，这样才不会由于某些仪表台装配时间长而导致装配线拥挤，某些仪表台装配时间短而导致装配线空闲。因此，对电器控制系统的研究主要是需要实现传送系统速度可调。五、 预期解决的主要问题问题1：装配操作标准化目前扬子汽车内饰有限公司仪表台的装配采用的是一个工人完成一整台仪表台的装配，工人没有经过严格的培训，这种传统的装配方式虽然柔性大，能进行所有产品的装配，但它却存在以下诸多缺点： 装配随意性大，由于没有严格的操作标准，装配工人往往根据自己的喜好进行装配，产生了许多多余的动作。 装配中存在盲目性。由于一整台仪表台需要装配的零部件往往很多，操作繁多，当这些装配操作全部由一个工人来完成时，工人在完成一个零部件的装配后，经常会出现一个短暂的
