冲压车间规划的模块化设计思维探索
机械工业第九设计研究院冲压铸锻工艺工程室陆振东
摘要：本文提出了冲压车间规划模块化设计的基本思维，初步的对冲压车间根据生产功能和平面布置进行了模块的划分，并对各个模块进行了简要的介绍，使冲压车间规划可以按照模块化的思维进行设计。
关键词：冲压车间；规划；模块化；思维
1 前言
每个生产工厂都会对自己的生产车间提出不同的要求，这就使得我们面对不同的厂家同样的生产车间所作出的规划也各不相同。
面对复杂的生产车间，如何能使规划简单化，系统化，这就对我们的规划思维提出了新的需求。
模块化设计思维正是解决这种问题最好的方法。
汽车生产也从规模生产转化到标准化生产，进而到目前的模块化生产。
模块化生产必然成为未来大型汽车集团的发展趋势。
需要强调一点，我们所借鉴的是一种思维的方式。
模块化思维的就是把复杂问题简单化，把简单问题模块化。
在体系结构中，模块是可组合、分解和更换的单元。
使用时类似积木搭接，不同模块搭接可以组合成千差万别的个体。
2 车间工艺流程
冲压车间主要是完成从板料到冲压件的加工过程，为焊装车间提供合格的冲压件。
冲压车间是典型的批量轮番生产组织方式，按焊装车间的生产需求量及冲压设备的生产能力，将冲压零部件分为多个批次进行生产。
主要特点是：零件品种多样性，生产重复性，生产轮番性。
主机厂冲压车间自制件主要选择外表面件、间隙宽度公差较小的结合件和堆垛运输困难的大体积冲压件，目前主机厂正在把关键结构件和平台件纳入自制件范围。
冲压车间的主要工艺流程为：
3 车间各主要功能模块划分
根据冲压车间的各组成部分功能的不同，可以分成基本生产模块，辅助生产模块和存放区域模块。
不同的项目，就可以由这些模块进行自由组合，只是每个模块所包含的内容可以根据具体的项目情况进行合理的确定。
3.1 基本生产模块
基本生产模块主要分成两类，一类是毛坯生产准备模块，另一类是冲压件生产模块，每个模块所包含的内容可以根据项目的具体情况和加工内容进行合理的选择。
基本生产模块决定了整个冲压车间的工艺水平。
由于投资较大，所以做综合考虑设备的高柔性、高效性和经济性。
3.1.1毛坯生产准备模块
毛坯毛坯生产准备模块包含了冲压所需毛坯的下料和准备工作等内容，为冲压生产提供合格的毛坯料。
本模块包含的典型设备有开卷落料线，开卷剪切线，毛坯翻转机等下料设备。
如果冲压生产毛坯自制，就可以选用此模块。
至于选用何种下料设备根据确定的生产纲领和工艺水平决定。
见下图。
3.1.2冲压生产模块
此模块主要完成自制冲压件的生产任务，为车身焊装提供合格的冲压件。
此模块是冲压车间的核心模块，决定冲压车间的整体工艺水关键因素。
本模块包含的典型设备有大型冲压生产线和多工位压力机等压力成形设备。
一般高水平的冲压车间选用大型冲压生产线生产大型外覆盖件，选用多工位压力机生产关键结构件等。
见下图。
3.2 辅助生产模块
辅助生产模块包括机模修模块和废料处理模块。
随着冲压件质量要求的提升和冲压车间自动化程度的提高，机模修和废料处理成为冲压车间支撑生产关键的一部分，越来越受到重
视。
3.2.1 机模修模块
用于设备和模具的日常维护和保养。
常配置的设备有调试压力机、研配压力机、模具清洗机、及各类小的机加设备等。
设备的配置根据生产纲领大小、生产线自动化水平情况进行调整。
一般布置在模具维修量大的生产线附近。
见下图。
3.2.2 废料处理模块
冲压产生的废料，目前都通过地下废料输送系统进行收集。
这样避免废料和冲压件成品物流交叉，造成车间内物流混乱。
典型的废料处理系统为废料滑槽、鳞板式带加废料收集装置。
见下图。
3.3 辅助存放区域模块
冲压车间主要的辅助存放区有材料存放区、毛坯存放区、模具存放区和冲压件存放区，其中材料存放区和毛坯存放区和毛坯生产准备相关联，模具存放区和冲压件存放区和冲压生产联系更为密切。
3.3.1材料存放模块
冲压生产的主要原材料目前一般采用卷料，此模块的关键因素是产量和存放周期，现代的物流理念都在缩短存放周期，减少流动资金占用量。
见下图
3.3.2毛坯存放模块
主要完成加工后毛坯的存放，存放量在满足冲压生产的同时，适当考虑安全库存。
目前毛坯的存放形式也由最初的堆放转变到采用料棚分类存放。
运输方式也由天车吊运逐步转变为叉车转运。
这就对料拍和每拍的存放量提出要求，要能满足叉车运输的需要。
见下图。
3.3.3模具存放模块
不同车型的模具分类存放，模具与模具之间的存放间距按500mm考虑，模具之间有过人的间距按800mm考虑，模具尽可能存放在使用的生产线附近。
见下图。
3.3.4 冲压件存放模块
冲压件一般存放在专门的工位器具内，库存量：存放周期产量+安全库存量，一般最少在1000件。
冲压件占地面积指标：大型冲压件：94m2/1000件；中型冲压件：20m2/1000件。
见下图。
4 车间平面布置的模块化
所有的布置都是围绕生产进行的，所以我们按照基本生产功能划分车间布置的典型模块。
一种为毛坯生产准备布置模块，另一种为冲压生产布置模块。
通常以物流顺畅为原则，按照模块划区域布置，各区域之间位置按物流顺序进行合理组合，不同项目虽然有变化，但是基本形式是类似的。
4.1 毛坯生产准备布置模块
毛坯生产准备布置模块主要完成毛坯准备及相关的工作，涉及到的主要功能模块有毛坯生产准备模块、材料存放模块和毛坯存放模块。
典型的毛坯生产准备布置为三段式，即：材料存放区、毛坯生产准备区和毛坯存放区。
见下图。
4.2 冲压生产布置模块
冲压生产布置模块是整个冲压车间的灵魂，集中体现了车间的组织管理和物流水平，重点考虑物流顺畅和就近的原则，尽可能的减少二次物流转运。
典型的冲压生产布置模式为四段式，即：模具维修、模块存放、冲压件生产和冲压件存放。
见下图。
5 按模块化布置的典型冲压车间
按照模块化的方式进行冲压车间的规划，可以使得我们的思路清晰。
确定了自制件的
范围和加工深度，就可以针对涉及到的功能区模块逐一的进行研讨，研讨各基本生产模块的和辅助生产模块的主要设备选型，在详细计算各辅助存放防区模块所需要的面积，最后确定出合理的功能模块。
功能模块确定后，再根据平面布置模块的原则，对功能区模块按物流进行组合，最终确定出合适的平面布置方案。
按照这个思路，就能很轻松的做出了整个冲压车间的规划，工作效率大大提高。
下图就是一个典型的模块化布置的冲压车间。
6结束语
冲压车间规划的基本思路是先确定自制件的范围，然后按自制件进行生产性质分类，确定我们所涉及到的功能模块，最后按物流顺畅的原则进行合理布置，再综合考虑车间的各种辅助办公区域，这样一个相对合理的车间规划就基本成形了。
通过按照生产功能模块和生产布置模块两条主线，对冲压车间进行模块化设计，能够快速的做出合理的规划方案。
强调的是车间中的各个模块不是固定不变的，是动态发展的，要针对项目的具体实际情况，做具体分析，而不拘泥于模块本身，这样我们做出的方案才有生命力。
我们最重要的是借鉴这样一种思维方式，使我们的规划思路清晰，工作高效，问题分析得透彻，得出的结论经得起推敲。