浅谈汽车涂装新工厂规划思路

浅谈汽车涂装新工厂规划思路 浅谈汽车涂装新工厂规划思路秦凯（广汽吉奥汽车有限公司，浙江萧山311222）摘要在吸取前期建设经验的基础上，结合当前环保要求带来的严峻挑战，重点介绍了涂装车间规划的新工艺以及拟采用的新技术。 关键词节能降耗；新工艺；规划TQ639文献标志码B1007-9548 （xx）12-0044-03Brief Discussionabout thePlanning GuidanceofNew AutomotiveCoating FactoryQINKai（GAC GONOWAuto Co.,Ltd.,Xiaoshan311222,Zhejiang,China）Abstract:Based onthe initialconstruction experience,the new craft ofcoating workshopdesign andnewtechnology preparedto adoptwere intensivelyintroduced binedwith thesevere challengebrought bycurrentenvironmental requirement.Key words:energy-saving andcost-reducing;newcraft;designingxx-08-20作者简介秦凯（1978），男，籍贯河北，大专学历，现就职于广汽吉奥汽车有限公司，主要从事汽车涂装工艺和设备方面的规划、导入工作。 0引言广汽吉奥汽车有限公司的路桥基地始建于xx年，当初由于各种各样的原因，在工艺水平和生产纲领及质量保证能力等方面均存在一定的缺陷和遗憾。 经过10多年的使用，设备老化、工艺落后、面积狭小等问题日渐突出。 而全新导入的皮卡车型和越野SUV车型市场定位相对较高，对工艺设备的要求也相对提高。 为了应对这一愈发突出的矛盾，广汽吉奥决定启动路桥工厂的迁建项目，即通过土地置换的方式，在滨海工业园实现四大工艺的新建。 1规划思路1.1前提涂装车间作为投资最大、工艺最复杂、建设周期最长的一个项目，从建设之初就引起了高度重视。 高起点、新工艺、节能环保是公司领导对涂装项目的定位和建设思路。 适逢广汽本田第三工厂在此期间竣工，世界级工厂的成功经验在全集团内得到宣传，并要求学习。 因此，涂装项目组接受的任务是艰巨的，最关键的是如何将公司的思路和想法转变成可视化的规划条件和设计任务书，并得到认可。 秉承广汽本田SSC的规划理念，在广汽吉奥的项目运作上，首次尝试引入规划理念和要件的编制，从而引领详细规划的编制框架。 1.2规划理念1.2.1环保这些年涂装领域的技术进步是巨大的，新工艺和新设备的采用在国内外同步化方面很超前，有人说世界级的涂装工厂在中国，一点都不夸张。 前期国内涂装发展的重点方向在自动化和智能化。 当雾霾来临，变化由此产生，环保成为xx-xx年的主题，也成为涂装领域规划的重点课题。 汽车工厂的VOC主要就是涂装车间，建设绿色工厂无疑成为既主动又被动的建设理念。 传统的汽车涂装车间多采用3C2B的溶剂型中面涂涂装方式，经过多年发展，工艺成熟、可靠性高、涂料现代涂装Modern Finishing第18卷第12期xx年12月M PF44成本低廉，国内仍然有许多工厂在采用这样的生产方式，其中就包括广汽吉奥的原有生产基地。 但这样的工艺，其最大的弊端就是VOC排放量高。 根据艾仕德涂料公司的研究数据，传统涂装车间的VOC排放量达到120g/m2。 而且这些喷漆废气大都是经过简单的水洗涤后就高空直接排放掉，对周边环境的污染依然存在。 德国大众公司和世界顶级涂料厂商及设备制造商联合开发的“大众xx工艺”就是针对环保而展开的。 在这当中，“紧凑型涂装工艺（B1B2）+水性漆+干式喷房”是核心技术和内容。 新工艺采用后可将VOC排放量由120g/m2减少到1520g/m2。 国内新建的大众佛山、大众成都工厂都采用了这样的工艺，国内自主品牌也在积极跟进。 技术上总能独辟蹊径的日系厂商，也一直在推进环保涂装的开发。 3C1B的水性涂装工艺与紧凑型工艺（B1B2）有异曲同工之处。 经了解，关西涂料在国内的东风本田和广汽本田都应用了3C1B水性涂装工艺，应用效果良好，尤其是在环境的适应性、涂料成本方面，相对紧凑工艺（B1B2）似乎更有优势。 不管是B1B2还是3C1B，对白车身表面状态的要求都很高，B1B2更是严苛。 结合广汽吉奥的实际情况，通过对涂料、设备投入、涂装成本等调研情况的综合分析，项目组决定将水性3C1B工艺作为涂装工艺的首选工艺。 而且，3C1B涂装工艺的VOC排放量理论上在2535g/m2，远远低于传统工艺。 经过与国家环保部设计院工程师的沟通，国家正在修改汽车涂装VOC排放标准，水平将大幅提高，指标将大幅降低，在推荐工艺中，水性3C1B工艺赫然在列。 这就是说，未来很长一段时间内，我们都可以面对国家环保法规升级带来的课题。 作为国内中低端皮卡领域制造者的广汽吉奥，采用这样的工艺尚属首次，同样挑战和难度也可想而知。 3C1B的涂装工艺就是取消中涂烘干和中涂打磨，“中涂喷涂+色漆喷涂+清漆喷涂”在同一个喷漆内完成，通过一次烘干完成中涂、面漆、清漆的固化。 3C1B的涂装工艺，如果再结合循环风空调、蓄热式废气焚烧装置（RTO）、分子筛废气吸附装置（转轮浓缩）等新工艺、新技术、新设备的运用，涂装车间难度最大的废气治理将达到一个较高的水平。 1.2.2节能涂装车间作为汽车工厂里的耗能大户，水电气等动能消耗量是很大的，尤其是当产量不均衡的时候，单车能耗就是一个非常敏感的制造成本指标。 在竞争越发激烈的汽车市场，单车利润越降越低，成本主题早已贯穿在每个“汽车人”的血液里。 “互联网+”以及“工业4.0”是最近提及最多的词汇，而能源管理系统就是在这种背景下出现的最好的“互联网+”技术应用。 其实，广汽本田秉承日系企业的节约理念，在能源管理上很早就已经开始运用和实施，并积累了很多宝贵的经验。 将能源消耗点的数据进行采集、分析、监控，实现能源管理动态化、系统化、精细化、数据化，就是能源管理系统的作用。 在工艺规划阶段就将能耗指标作为规划要件之一，此次我们将单车能耗降低18%作为规划要件。 在工艺选择和设备选择时，节能也是重点考虑的问题。 比如在确定工艺布局时，总共有4个备选方案，经过反复推敲和对比，将升降机的数量由16个减少到10个，直接投资减少200多万元，更关键的是，减少的接近开关等价值较高的设备备件，对后期设备维护成本也可以有效减少。 1.2.3质量优先产品质量的竞争是永恒的主题，为此新涂装车间的建设，如何打造高质量的涂装涂层也是重点考虑。 原有的基地，返修率高，产品质量不稳定。 为此我们将直行率、一次交验合格率、返修率等指标纳入规划要件，在规划阶段就考虑产品质量的目标达成。 2新技术和新工艺新建的涂装车间，不能搞重复建设，不能裹足不前，这是一开始就设定的目标。 并且环保、节能、投资、质量等方方面面的规划要件提出的要求，无形中也决定了工艺水平和方向。 作为自主品牌的混合所有制企业，在资金等资源方面和合资企业甚至是国有企业是无法比拟的。 因此，用最少的投资建设最适合的生产线，才是真正的目的。 通过调研、分析、论证、交流等手段，我们在Q、M、S、D、E等各个领域，针对规划要件提出适应性的工艺措施和要求。 2.1Q领域2.1.1电泳预烘干工艺导入电泳预烘干的工艺，改善电泳涂层内外表面质量，解决内部流痕的问题，对降低E-Coating表面粗糙度也有明显改善；这一日系工厂里的特有工艺，在对标广汽本田工厂建设经验时得到发掘。 2.1.2新型前处理设备1）导入全流量的磷化除渣设备，提高除渣效率，减少固废体积。 2）导入喷浸结合的新型间歇式前处理和电泳工艺，并尝试引入高压喷淋，在水洗工艺通过喷淋和浸泡的结合使用，大幅度提高清洗效果，同时对水的利用率也有效提高。 Modern Finishing现代涂装第18卷第12期xx年12月M PF452.1.3导入机器人喷涂设备1）公司内首次导入外喷机器人进行喷涂，在质量一致性方面大大提高。 2）在平面布局上，首次引入分层、分区域布置的立体布置形式，使同一类设备尽量布置在一个相对集中的区域内，实现功能分区、洁净分区、温度分区，这对提高产品质量很有好处。 2.2D领域2.2.1货箱宝工艺尝试货箱宝机器人喷涂工艺的导入，在国内尚属首次，大幅提高生产效率并改善作业环境。 2.2.2漆后修整工艺对标广汽本田的面漆后修饰工艺，将抛光、小修、大修等工艺分类、分线布置。 这种做法的好处是在大批量连续输送的生产线上，流水作业才是实现效率的真正方式，不同的人员按照抛光、小修、大修等工位进行专业技能分工，分别在不同的操作工位开展工作，这和以前广汽吉奥采用的一个人包一台车的做法截然不同，从而提高了柔性化程度和效率。 2.3C领域2.3.1新型中面涂涂装工艺引入3C1B的水性漆工艺，取消中涂烘干室、中涂打磨室，降低投资，降低能耗。 2.3.2导入机器人喷涂设备导入机器人喷涂设备后，根据节拍及机器人规格，尝试最小化的喷房设备规划，降低投资，减少能耗。 2.3.3严格的工艺计算严格节拍、产能、设备利用率等参数的设定和计算，严格计算各排空区的存储量，以最低满足为原则，减少在制，降低机械化运输设备和电气设备的投入。 2.3.4自动化转接通过设计自动化的转接方式，减少甚至取消过度工位的操作人员数量。 2.3.5新型打磨工艺电泳涂层的打磨方式，由传统的全车身水打磨，改为局部点打磨的方式，减少操作人员8人，砂纸等耗材的消耗也大幅降低。 2.3.6循环风技术由于面漆线导入机器人喷涂，部分空调送风是可以循环利用的。 由原来的全新风空调，设计为循环风空调，使空气循环利用，这样节省的能量是非常惊人的。 如果配合热泵机组的运用，节能效果会更加明显。 根据未公开的论文数据，使用循环风空调的节能效果可以达到30%40%。 还有很多措施和方法，但新技术、新设备、新工艺都要满足预先提出的规划理念和要件。 3创新的管理体制3.1设备供应商分包方式涂装车间的投资数以亿计，设备供应商的选择上，就需要慎重且专业。 结合广汽吉奥前期的经验来讲，总包是唯一的方式。 在那样的模式下，选择总包商的工作繁琐，但最关键的是，经过多年的发展，国内涂装设备制造商已经形成了完整的产业链关系。 国外公司在顶端，垄断合资企业的业务，但设备的制造由国内设备供应商完成；国内设计院属一流，也聚集了产业内的优势资源，合作打天下，大多承揽国内自主品牌和部分合资品牌的业务；部分自主发展良好的设备商，在夹缝中生存；还有一类不具备设计能力，业务均是上述公司的分包业务。 因此，产业内竞争充分，但产业集中度也更集中。 选择总包商，可以享受优质的服务，但要面临高昂的价格。 结合广汽本田的经验，经过缜密的调研分析后，我们认为，创新性的采取分包的方式，至少在投资领域可以有降低的空间，但是对业主的管理水平、技术水平，提出的要求是台阶式上升的。 我们选择了几种不同的方案供经营层选择。 1）总包方式包括设计、制造、项目管理等。 2）大分包方式即按照不同设备和工艺，分别打成十几个工程包。 3）小分包方式按照专业类别进行分包，将生产线分成前处理电泳、工作区、喷房和烘房、集中输调漆、机械化、机器人等不同的工程包。 重要工艺、难点设备选择一流供应商，专用设备选择专业供应商，一般设备选择二三流供应商。 这样的模式，在广汽本田工厂建设中作为最成功的经验之一，被号召学习。 根据广汽本田的经验，可有效降低投资10%20%，这在一个全新工厂的建设中，总额是非常可观的。 3.2建立专家委员会的汇报决策机制在以往的经验中，领导负责制是大多数项目管理的方式。 其优点是责任明确、决策快速、效率高，但缺点同样明显，决策不透明、过分集中、问题发现不及时等。 为此，项目负责制和专家委员会技术负责制相结合的方式应运而生。 项目组负责项目的推进和管理，专家委员会负责技术方案和技术规格的校对和审定，分工合作，各司其职，民主集中制适应于技术问题，个人决策制使用于项目管理。 如能运用合理，开展顺利，产生的经济效益是非常可观的。 4结语工厂规划的工作性质要求全面性（下转第49页）现代涂装Modern Finishing第18卷第12期xx年12月M PF46（上接第46页）和系统性，还要有开放的心态和不断学习的精神，多交流多学习，站在前人的肩膀上，的确可以避免很多不该发生的问题。 涂装车间的规划看似大同小异，每个工厂都差不多，但涂装工艺发展到现在，能决定成败的更多体现在细节方面，同样的方案、同样的工艺，但不同的执行，差别是巨大的。 技术进步的趋势不会改变，而且会越来越快。 智能化、自动化是永远的主题，环保和节能是当前的课题，关注未来，着眼现在，扎实地做好每一项工作，就能收获不错的结果。 试验材料选取4块3mm厚度的圆形（直径各不相同）磁性橡胶，2块矩形磁性橡胶，其中2mm厚度和3mm厚度磁性橡胶各1块；钢板1块，用于磁性橡胶的吸附，钢板上涂有60m厚度的富锌底漆；试验设备为普通大型喷砂设备，喷砂压力为正常钢结构喷砂压力8MPa。 将磁性橡胶吸附在试验钢板上，在喷砂房里使用喷砂设备对磁性橡胶进行喷砂操作，喷砂后，所有磁性橡胶在气流的冲击下全部脱落，钢板表面没有磁性橡胶保护的痕迹。 该试验说明在正常的喷砂压力且直接对磁性橡胶进行冲击的情况下，本试验所选用的磁性橡胶无法抵御喷砂气流的冲击，对钢板表面的保护起不到任何效果。 目前市场上看到的磁性橡胶都为磁性一般的廉价磁性橡胶，填充金属磁粉的强磁性橡胶没有找到，因此磁性橡胶目前无法在钢结构涂装前的保护中直接用来抵御喷砂磨料的冲击，但它能够和传统的表面处理方法结合起来用使防止反弹的磨料对保护区域产生的破坏。 5磁性橡胶吸附力测试及进场检验不同厂家生产的磁性橡胶即使厚度相同也可能因为填充磁粉种类和数量的不同而具有不同的磁性，并且在采购磁性橡胶的过程中，无法保证采购每一批次都为磁性达标的磁性橡胶。 一旦磁性橡胶因磁性不够在抛丸或喷砂的过程中脱落，待保护区域如精加工面会遭到磨料的破坏，轻者需进行抛光处理，重者需返回上道工序重新精加工，因此开发出了一种有效验证磁性吸附力的新技术。 该方法类似于涂料附着力测试中的拉开法试验，如图3所示，在磁性橡胶中间打2个孔，穿入细线并打结，将磁性橡胶吸附在钢基试板上，使用管形测力计上的吊钩钩住细线，沿垂直于钢基试板的方向拉开管形测力计直到磁性橡胶从试板上脱落，在整个过程中测力计上显示的最大的力即为磁性橡胶的磁性吸附力。 6本技术的弊端和缺陷和大多数其他技术一样，本技术拥有自身的弊端和缺陷1）使用次数受限，对钢制品保护一定次数后，磁性橡胶会因为磨料的冲击而报废；2）只能用于保护平面和曲面，这点与用于涂装前保护的磁性橡胶一样；3）抛丸车间和喷砂车间有大量的磨料存在，其中的钢制磨料（使用矿砂的另当别论）会吸附在磁性橡胶的带磁面上，一旦吸附上则清理困难；平时不用时应当将磁性橡胶的带磁面两两对吸在一起。 7结语磁性橡胶表面处理前保护技术能够在一定程度上取代传统的保护技术，该技术的大力推广使用可以解决许多涂装中的技术难题，并提高整体涂装质量。 参考文献1Xing HN,Zhang XP,Liu ZL,et al.Test studyon anti-slidingcoefficient offriction-type high-strength bol