地铁车辆制动管路数字化组装工艺研究
敖 平
（南车南京浦镇车辆有限公司，江苏南京 210031）
摘 要：精益化是实现轨道车辆生产降本增效的关键。本文介绍一种地铁车辆制动管路数字化安装工艺，用于改善传统车辆制动管路组装方法效率低下的现状。阐述了数字化安装工艺实施过程，并通过实施前后的对比验证了其效益。
关键词：交通运输系统工程；地铁车辆；制动管路；数字化安装
随着轨道车辆的高速发展，市场竞争日益激烈，市场对城市轨道车辆的质量、生产周期、生产成本等方面都提出了越来越高的要求。
为应对新的市场发展要求，南车南京浦镇车辆有限公司引入了精益数字化生产理念。精益数字化能够使复杂组装简单化，极大地提高生产效率，制动管路组装作为轨道车辆组装最复杂的工序之一，其组装工艺精益数字化是极其必要的。
1 背景
轨道车辆一般采用电空混合制动，制动管路作为空气输送通道，需连接底架所有制动设备，其数量繁多，布置复杂，且长度、形状各不相同。传统组装方法，操作者从众多无序摆放的管路中一一选取所需管材，对照图纸定位安装至车上相应位置，数百根管路组装完成耗时多，效率低。
采用传统组装方法，南车南京浦镇车辆有限公司完成一辆地铁车辆的制动管路组装，一般需要4名熟练工耗时2天，复杂的车型，如动车，管路组装耗时更是倍增。可以说，制动管路组装在一定程度上制约了车辆生产节拍。
2 制动管路安装精益数字化方案
针对传统管路组装效率低下问题，南车南京浦镇车辆有限公司工艺人员结合精益理念，引入了制动管路数字化组装方案，主要分为管路模块化及数字化组装、配送。
2.1 模块化
针对制动管路特点，引进模块化设计理念，通过对制动管路布置的优化设计，将部分制动管路合理的整合成模块化管排（部分规则管路通过管卡、支架固定集成的一个管路组合体）。如图1所示。
针对这些管排，编制专门的采购技术条件，使其可作为一个独立的组件整体采购，质量管控方便，且整体管排直接通过T型螺栓连接至车体底架，安装便捷。
通过上述措施，针对南车南京浦镇车辆有限公司车辆平台，将纵向长管路及横向连接管路（全车近二分之一管路）模块化成4个管排。通过实际验证，相对模块化之前，整车管路组装效率提高了近一倍。
作者简介：敖平，男，工程师，研究方向为轨道车辆制造。
图1 管排示意
2.2 数字化
数字化装配工艺是一个大概念，涉及模拟装配、装配仿真等，主要包括数字化装配过程的优化设计、误差分析及容差分配和数字化预装配。
南车南京浦镇车辆有限公司的管路数字化组装方案，是结合生产实际情况制定，采用数字化工艺设计理念，将许多复杂多变的管路编号、位置信息转变为有序的数字、数据，再以这些数字、数据建立起对应的数字化组装图纸，使制动管路安装有序，提高组装效率。
2.2.1 安装数字化
针对无法模块化的零散管路，按车辆位置进行分区（如图2所示），以区域为作业单位，并对每区赋予一种颜色。
图2 管路分区示意
针对每个分区的管路，设计对应颜色的物料标签，通过颜色管理，使各分区管路一目了然。针对每个分区的管路，通过对管路组装图进行工艺设计，将图纸中的管路按照安装顺序进行数字化排序。
按顺序对每区的管路进行编号（如图3所示），与工作图一一对应，该编号作为厂家发货附加物料编号，采用对应颜色标记在管路上，如此，操作者可直接根据该编号对照工作图直接定位每根管路的具体位置，甚至熟练后可直接根据编号确定安装位置，大大提高组装效率。
2.2.2 配送数字化
针对每个分区的管路，进行数字化及储运一体化。
管路数字化配送即是将需要配送的物料进行数字化排序，制作合适的配送工装，使配送物料按数字序号顺序排列，一目了然，减少操作者挑选物料时间。（如图4所示）
图3 管路数字化编号示意
每个分区制作一个专用的配送工装，工装颜色与该区标签一致，管路按编号顺序排列摆放在工装上，实现储运一体化。
另外，可以将此编号转化为二维条形码，对应管路所在位置的所有信息（车辆、部位、序号等），附加在常规物料标签上，配合现代化读取装备，进一步提高仓储、发料效率，更能提高可追溯性。
图4 管路数字化配送示例
通过安装数字化及配送数字化，可使物料配送清晰，操作者查找物料时间大大减少，极大提高了安装效率。通过实际验证，能提高制动管路组装效率100％以上。
3 结论
通过实施制动管路数字化组装工艺，南车南京浦镇车辆有限公司制动管路组装效率大大提高，4名制动工1天即可完成1辆车的所有制动管路组装。而且，通过配送数字化，可提前发现管路数量及形状上的异常，有效避免异常物料流入生产现场，耽误生产。
由此可见，数字化组装工艺能有效提高组装效率，值得广泛应用于轨道车辆总装，更能推广至其他复杂组装工序。
参考文献
[1]刘江省，姚英学，赵焕菊.数字化装配技术[J].兵工自动化，2004，23（5）.
[2]肖庆东，王仲奇，马强，等.大型飞机数字化装配技术研究[J].中国制造业信息化，2007，36（3）.