浅谈先进生产设备对总装安全生产的影响

广汽本田汽车有限公司总装一科 刘德志 熊升升

■引言

总装作为汽车生产的最后一道生产工艺，涉及各零件、总成的装车，所有汽车制造企业都是依靠人工进行装配。而在生产过程中，员工不可避免地需要接触到气动扳手、危险化学品、升降机、大质量零件等危险源。针对总装领域的安全生产条件进行探索、改善与实践不仅可以填补该领域的研究空白，也能为其他企业对汽车总装制造安全改善措施提供参考。针对以上危险源，使用电动扳手代替气动扳手，有效削减噪音；涉及危险化学品的岗位，如汽车加强剂的涂布，全部改用机械手自动涂布的方案，杜绝人体与化学品接触；安装轮胎等沉重零件时，使用机械手自动装配，避免搬运重物对人体的损伤；继电器按压容易损害拇指关节，使用自动化安装设备，能够避免员工收到此类损伤。车间内部的升降机出入口，设置安全地毯，检测到人接近时，自动报警停机，达到保护人的目的。

■使用当前行业领先的技术用于生产

总装车间相对于汽车生产的其他三大车间需要更多的人来进行汽车零部件装配，也就需要更加关注员工本身的劳动损伤情况。广汽本田总装一科对车间内部各装配岗位情况进行详细分析、检查，对车间内部各工艺岗位的安全隐患进行识别，总结出以下几个方面进行改进，敢于使用当前领先的科技设备投入生产，并取得了较大成果。

1.通过使用电动扳手削减车间噪音

汽车总装车间大量使用气动扳手，直接在车身上拧紧螺栓，会产生极大的噪音，法律规定员工日接触时间8 小时接触限值为85 分贝，以广汽本田总装一科为例，使用气动扳手，某岗位使用气动扳手接触最高噪音为89分贝，如图1所示。

图1 某岗位使用的气动扳手

导入电动扳手，由于其没有气阀，振动小，到达指定力矩后能够停转等特点，可显著削减噪音。在总装工艺线上，大量引入电动扳手，配合工业耳塞等保护手段，能够最大限度的保护员工的听力。某岗位使用的电动扳手如图2 所示。

图2 某岗位使用的电动扳手

2.通过使用自动化机械手帮助作业

在总装领域，不可避免的会存在一些劳动强度较大、接触危险化学品、劳动姿势不符合人体工学的工艺内容，如安装轮胎，前后挡风玻璃、加强剂涂布，继电器压入等。

通过使用自动机械手，配合行业热门的机器视觉技术，能够代替人的作用，削减员工的劳动强度。

2.1 自动安装汽车轮胎

每辆汽车在总装车间需装配4 个轮胎、1 个备胎。备胎需投入行李箱的确定位置，轮胎需装配在刹车盘上，用5 个螺母进行紧固。在每天生产约1000 台的产量任务下，安装轮胎对员工体力、健康来说是一个巨大的挑战。轮胎自动安装设备图如图3 所示。

图3 轮胎自动安装设备图

使用机械手配合抓手、力矩拧紧轴以及视觉拍照系统，定位轮胎进行精准安装。整个系统还包括轮胎输送线、升降机、翻转臂等辅助机构。每个轮胎质量在30～40kg，使用自动化设备能够避免员工承受过多的劳动强度，保障员工健康安全。

在保障员工健康安全的同时，搭配双目视觉以及力矩拧紧轴的自动化系统，发生异常立即报警，能够避免螺母错装，力矩不合规等品质问题，有效提高品质保证能力。

2.2 自动安装汽车前后挡风玻璃

汽车前后挡风玻璃的安装，涉及涂布玻璃脱脂剂、加强剂，涂布玻璃胶，涂布车身脱脂剂、加强剂，安装前后挡风玻璃等工序。其中加强剂属于危险化学品，极易蒸发，产生刺激性气味的气体，对人体有轻微损害。每天暴露8 小时在有害气体的环境中，即使员工佩带防毒面具，也会偶尔吸入，在时间足够长的情况下，对员工身体仍会造成影响。加强剂底涂设备如图4 所示。

图4 加强剂底涂设备图

使用机械手，配合传送带平台，吸盘，脱脂剂供液装置、加强剂供液装置、玻璃胶打胶机、视觉拍照装置、激光定位装置等，形成一整套玻璃涂布与安装的自动化系统，整个系统无人参与，杜绝劳动强度与危险化学品对人造成的伤害。玻璃自动安装设备图如图5 所示。

图5 玻璃自动安装设备图

使用激光传感器对玻璃胶涂布进行胶形检测，对车身进行精确定位，运送视觉拍照技术，检测加强剂是否涂布准确、均匀，如若发生异常，设备报警通知相关人员到场进行处理。使用先进的传感器以及视觉技术，能够最大化的保证汽车品质合格。

2.3 使用自动化按设备压入汽车继电器

汽车机舱发动机线束需要安装约20 颗汽车继电器，每颗继电器均需60N 左右的力才能完全压入，在产量足够多的情况下，压入汽车继电器会对员工拇指关节带来巨大损伤，易导致拇指腱鞘炎，或屈伸功能障碍。

使用自动化设备，包括送料系统、拍照视觉系统、自动抓取按压系统、按压力度检测系统等组成。整个抓取继电器，压入继电器的过程不需要人参与，取消人手按压继电器，保护员工健康。继电器自动安装设备图如图6 所示。

图6 继电器自动安装设备图

除安全领域的优势外，使用视觉拍照定位识别，可以有效避免继电器错装；按压力度检测系统能有效保证每个继电器完全压入；如果错装或按压不良，设备报警提示属地人员进行处理，能够有效保证品质合格。

3.升降机出入口使用安全地毯

总装车间升降机，主要是用于车体从吊具移栽至板链，或某些分装线，如发动机移栽至总装车间，是将一个物体从一个高度的输送链，垂直移栽至另一高度的输送链的设备。升降机顶部肯定存在移栽物品的进出口，该进出口存在很大的安全隐患，若有人站在进出口当中，连续进出的吊具可能会将人挤入升降机，造成严重事故。升降机图如图7 所示。

图7 升降机图

安全地毯是一种压敏式安全保护装置，当存在一个超过设定最小压力值的力施加在安全地毯上时，控制开关将会关闭，控制器会将信号传递给升降机以及干涉输送线，使其停止运动。使用安全地毯，铺设在升降机进出口两侧，能够有效防止员工站在升降机进出口两侧而造成严重伤亡事件发生。出入口有安全地毯升降机图如图8 所示。

图8 出入口有安全地毯升降机图

■汽车总装安全生产领域实践意义

汽车生产总装车间，主要工艺内容就是将汽车各零部件装配在车身上，零部件种类多、数量多；安装位置不同且部分零件需进入半闭合空间装配；零部件易划伤，安装基准需目视品质确认等桎梏，导致了总装工艺线的生产自动化难以推进。

而针对日益迫切的总装安全生产领域改善需求，对车间内部工艺进行细致的分析、研讨，拆分、整合生产工艺线上部分劳动强度较大岗位，导入自动化生产设备代替人工，解决这些岗位的工伤隐患。其意义并不仅仅是在安全方面，在成本、品质、人才培养等方面都有极大意义。

1.导入先进设备在成本领域的意义

每套自动化生产工艺线，其成本虽然高达百万，但在我国经济发展不断增速的影响下，中国的劳动成本也在不断增加，很多汽车制造企业都有两班制的生产制度，每年劳动成本越来越高，且总装是四大工艺车间人数最多的车间，在其内部进行人员减配，是抑制企业劳动成本增加的有效方法。

每引进一套自动化生产设备，相比与未引进时，多出了能源费用、维修费用、保养费用等费用，但削减了巨额的人工费用，经过严谨地考核计算，引进设备后，只需36 个月就能完全回收成本，之后使用设备的每一年，都有相当于削减人工后的巨额收益。

2.导入先进设备在品质领域的意义

总装车间对于零部件的安装基准有很高的要求，如挡风玻璃安装，安装位置要求精度高，人手安装时，精度完全取决于员工当时的手法与状态，品质保证不完善。又如轮胎安装，每个螺母的力矩值约在107.8N·m，而使用气动扳手加人手扭力进行力矩保证，其精度只能确定在±5%，使用专业的电动拧紧轴，能够使力矩精度达到±1%以下。

最为重要的是自动化设备提供了精确可靠的追溯系统，一旦下游发现错误，能够在追溯系统上查看每台车相关的装配情况，精准返修，节约工时且提高品质保证能力。

3.导入先进设备在人才培养领域的意义

导入了先进的生产设备，第三方调试证明可以用于生产之后，该设备的维护工作就移交给总装车间本身，类似于车企的焊装车间，总装车间的设备保全在接触到许多先进的自动化设备后，必然会经过一系列培训，用于针对新设备的维护、调试等工作。

因为实际生产需要的要求，需要设备保全对新设备带来的新技术有过硬的了解，出现设备故障停机时能够在最快时间恢复设备生产。

■结束语

在汽车生产总装领域进行先进技术设备的导入，是各车企在接下来5G 技术开始增速发展时期的重要任务。增加总装车间的自动化程度，也就能够在未来中国工业4.0 的大进程中取得领先地位。在中国劳动成本逐年提升的大环境下，在保证生产进一步稳定、品质进一步提高的情况下，做到成本进一步削减、安全进一步可靠、技能进一步增强，是提升企业核心竞争力的有效方法。