基于需求分析的冲压车间规划设计方法

文/徐仰东，韩明，邢晓威·中汽研汽车工业工程（天津）有限公司

由于市场导向的要求，汽车产品更新换代较快，这就引起了冲压车间多种多样的规划设计需求。如何合理快速的明确车间规划需求，并根据规划需求梳理出正确的规划设计方法，是整车企业快速响应市场、满足产品更新换代、缩短建设周期、保证建设质量的重要前提。

汽车厂的冲压生产工艺是汽车生产制造的重要生产工艺，冲压车间担负着汽车内板件及大型外覆盖件的生产制造，在整车生产工艺中举足轻重。本文通过分析整车厂冲压车间常用的冲压线典型分类，采用定性分析法总结分析不同类型冲压线的性能特点，如产品适应性、传输稳定性、压机运行模式、整线节拍、投资特点及发展趋势等，总结冲压车间规划的典型需求及规划设计方法，为今后冲压车间规划项目提供有力参考。

冲压生产线典型分类及特性

整车厂冲压车间的冲压生产线一般采用机械压力机或者油压机串联布置的方式，同时压机设置可移出式的模具工作台，手工线采用油压机或机械压机+人工+皮带机辅助输送的成线方式；自动线采用油压机或机械压机+机器人或机械手的成线方式，同时冲压线体前段可配置全自动机器人拆垛系统、自动板料清洗涂油系统及自动板料对中系统，线体后段配置自动机器人下料系统及皮带输送式检查工作台，用于冲压件成品的人工检查，并具备自动换模、自动换端拾器的功能。根据压机间冲压件输送方式的不同，冲压线有以下四种类型。

⑴手工冲压线，分为手工油压线和手工机械线。

⑵机器人冲压线，分为6轴机器人油压线和7轴机器人机械线。

⑶单臂机械手冲压线，分为单臂断续线和单臂连续线。

⑷双臂机械手冲压线。

不同类型的冲压线具备不同的性能特点，具体详见表1。

冲压线体全年冲次计算公式如下：

全年线体冲次数=线体节拍(SPM)×60×(单日生产小时-单日换模时间×单日换模次数)×开动率×全年生产天数

表1 冲压线性能特点对标表

图1 冲压线全年冲次图

根据以上测算公式计算可知各种线体的全年冲次数，如图1所示。

冲压车间典型的规划需求

整车厂冲压车间的规划设计项目种类较多，但总体的规划项目可分为两大类，一是通过原有冲压线改造进行产能提升，二是新增冲压线进行产能提升，具体分为以下四类。

⑴整体新建冲压车间的规划需求。

⑵原有产品种类及自制件数量不变，提升产能的规划需求。

⑶原有产品种类及自制件数量不变，新增产品的规划需求。

⑷产品种类及产能不变，自制件数量增加的规划需求。

基于需求分析的规划设计方法

⑴整体新建冲压车间的规划设计方法。

冲压车间全年冲次计算方法如下：

全年冲次数=∑[新增线体i节拍×60×(单日工作小时数-线体i换模时间×换模次数)]×开动率×全年工作天数

全年冲次数=生产纲领×自制件数量

根据以上2个公式可得：

新增线体i节拍=(生产纲领×自制件数量)/开动率×全年工作天数×60×(单日工作小时数-线体i换模时间×换模次数)

⑵原有产品种类及自制件数量不变、提升产能的规划设计方法。

冲压车间全年冲次计算方法如下：

全年冲次数=∑[原有产品m自制件数×(原有产品m产能＋原有产品m新增产能)]

全年冲次数=∑[线体i节拍×60×(单日工作小时数-线体i换模时间×换模次数)＋新增线体j节拍×60×(单日工作小时数-线体j换模时间×换模次数)]×开动率×全年工作天数

根据以上2个公式可得：

新增线体j节拍=(∑[原有产品m自制件数×(原有产品m产能＋原有产品m新增产能)]/开动率×全年工作天数-∑[线体i节拍×60×(单日工作小时数-线体i换模时间×换模次数)]｝/60×(单日工作小时数-线体j换模时间×换模次数)

⑶原有产品种类及自制件数量不变、新增产品的规划设计方法。

冲压车间全年冲次计算方法如下：

全年冲次数=∑(原有产品m自制件数×原有产品m产能＋新增产品n自制件数×新增产品n产能)

全年冲次数=∑[线体i节拍×60×(单日工作小时数-线体i换模时间×换模次数)＋新增线体j节拍×60×(单日工作小时数-线体j换模时间×换模次数)]×开动率×全年工作天数

根据以上2个公式可得：

新增线体j节拍=｛∑(原有产品m自制件数×原有产品m产能+新增产品n自制件数×新增产品n产能)/开动率×全年工作天数-∑[线体i节拍×60×(单日工作小时数-线体i换模时间×换模次数)]｝/60×(单日工作小时数-线体j换模时间×换模次数)

⑷产品种类及产能不变、自制件数量增加的规划需求。

冲压车间全年冲次计算方法如下：

全年冲次数=∑[(原有产品m自制件数＋新增自制件数量)×原有产品m产能]

全年冲次数=∑[线体i节拍×60×(单日工作小时数-线体i换模时间×换模次数)＋新增线体j节拍×60×(单日工作小时数-线体j换模时间×换模次数)]×开动率×全年工作天数

根据以上2个公式可得：

新增线体j节拍=｛∑[(原有产品m自制件数＋新增自制件数量)×原有产品m产能]/开动率×全年工作天数-∑[线体i节拍×60×(单日工作小时数-线体i换模时间×换模次数)]｝/60×(单日工作小时数-线体j换模时间×换模次数)

根据以上四种规划设计方法求出新增线体j节拍，然后根据节拍大小并结合投资情况在表1 冲压线特性表中选取合适的冲压线。

结束语

本文通过分析研究了整车厂常用的串联式冲压线的分类及特性，并结合典型的规划需求提出了相应的规划设计方法，形成了冲压车间规划的闭环设计思路，为今后类似的规划设计项目提供了参考。