面向全球∶新的车身生产线系统


在今年3月份结束的2003年财政年度中,丰田的利润超过了100亿美元,比2002年度增加了54.5%。丰田去年在全球销售了670万辆,比上一年增加了10%。预计今年销售量会达到702万辆。这一优异成绩与美国三大汽车企业相比,优势实在明显。美国通用和福特去年的利润之和是43亿美元,克莱斯勒则亏损了6.37亿美元,预计今年丰田将会真正超过福特成为全球第二大汽车制造商。丰田近年来取得的成绩引起了汽车业和其他行业的关注。美国的三大汽车公司在学习丰田,毗邻的韩国更是掀起了学习丰田的热潮,韩国的研究机构还研究探索丰田成功背后的秘密。

最近,来自韩国贸易协会贸易研究所的一份分析丰田竞争力的研究报告指出,丰田竞争力的秘诀是它的“全球车身生产线系统”,简称GBL(Global Body Line )!认为GBL 生产系统可使多种款式的车型在同一生产线上进行组装,从而使得其竞争力成倍地提高。它不仅可以及时满足市场的差异化需求,同时还能提高生产效率,保持产品价格的竞争力。至此,一个比柔性生产线(Flexible Body Line,简称FBL)更先进的GBL生产系统,浮现了在人们的视野内。

在汽车制造企业的流水线上,最核心的生产流水线是车身生产流水线,其中关键工段是车身焊接。将各个车身部件焊接在一起,必须有夹具固定部件位置。夹具是非常重要的辅助工具,它的合理性不但影响加工位置的精确性,焊接质量,也影响到工作效率和生产成本。丰田的GBL设计者就从这里进行了革新。

以前的FBL要利用三套昂贵和高精度的夹具(下图红色),它们从外面固定住加工车身,从车体的左、右和上方等三个位置将车体固定住,然后由机械手臂或者人工对车身进行焊接。这些托架与车身一起移动,直到完工为止。当一辆轿车车体上线时,传送机械从头顶上方的储放区运来三个一组的夹具,将它们运送到车身组装线的位置。如果顺序生产的下一部车是不同的车型,那么该系统将取来另外一组夹具,并将它们运送到组装线上。

在设计新系统时,丰田公司的工程师产生了“由内往外”制造的想法。这种想法就是GBL的核心之处。GBL将三套夹具缩减为一套,它的运行方式就是在车体内部由一台夹具支撑并固定车体。夹具从敞开的顶部伸入,在要焊接的地方固定住车身的侧面。当侧面焊接完毕后,夹具从车体中抽出,车体则随着生产线上移动到下一工位,以便进行下一步不需要特殊工具支撑下操作的焊接,并安上车顶盖。这样,制造每一种车型只需要一个夹具装置,不仅简化了操作,而且增强了灵活性──多种车型可以在同一生产线生产。当然,这需要相当精确的定位尺寸的配合。这条生产线可以重复不断地将一架佳美或亚洲龙或其它型号汽车的车身恰到好处地摆在机器人面前,机器人在不同车型上执行数以千计的点焊指令,对于它们来说,唯一的改变只是软件。

据介绍,采用这样的车身生产流水线占用面积减少,只有旧生产线所需场地空间的一半。机器可以安排更加紧凑,可以让大约 600 个焊接机器人在较小的场地空间里施展身手。不管在哪里,不管是由人还是由机器人来进行焊接,基本的结构都是一样的:只有一个从内部支撑各个车体部件的夹具。简化的工艺技术便于实施生产标准的统一,GBL生产系统投入使用后,丰田在全球大部分的生产厂内都装备了相同的设备系统,全球实现生产设备、生产工艺流程和质量管理等三大标准的统一,将产品不合格率降到最低限度。同时还导入动态生产计划,可以根据当地不同市场的需求及时调整生产的车型和产量。由于采用了统一夹具设备,焊接究竟是选择人工还是机器取决于盈利情况。例如在一些低工资国家,丰田在生产线上使用更多的人工,而在欧美高工资国家,则利用更多的机器人。据介绍,丰田在天津的第二家工厂(生产皇冠)将完全导入GBL生产系统。

车汇通
2004年5月19日

参考文献∶《财富》第64期(2004年4月)丰田的全球车身流水线

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