競争の激しい自動車産業では、メーカーは、品質を犠牲にすることなく、エンジンアセンブリの時間とコストを削減するために一定の圧力下にあります。 アセンブリ技術の革新は、企業がこれらの目標を達成することが重要になってきており、企業が市場需要に迅速に対応し、収益性を維持することができます。 この記事では、伝統的なマニュアルアセンブリから高度な自動化システムへの進化を探求し、エンジン製造を再構築する重要な革新を強調しています。

従来のエンジン アセンブリ プロセス

十年にわたり、エンジンアセンブリは手動の労働とシーケンシャルワークステーションに頼っています。熟練労働者は、シリンダーヘッドを取り付け、予備注文でボルトをねじるなどのタスクを実行しました。 低体積に有効であるが、このアプローチは、いくつかの欠点に苦しんでいる:長いサイクルタイム、高人件費、および人間のエラーによる品質の変動。 ボトルネックは、多くの場合、シングルステーションがより多くの時間を必要とするときに発生し、すべてのラインを遅くするが、これらの方法は、一般的な方法が、最終検査に失敗するまで、これらの欠陥を試みられた。

エンジン組立における革新的な技術

オートメーション、データ分析、製造科学の最近の進歩は、時間とコストの両方を大幅に削減する技術スイートを導入しました。 以下は、最もインパクトのあるイノベーションです。

オートメーションとロボティクス

ロボットシステムは、コンポーネントの配置、留め具、検査などの繰り返し、精密集中的なタスクを処理します。 視覚システムを搭載した関節アームは、シリンダーヘッド、カムシャフト、タイミングチェーンを人間の能力を超えて繰り返してインストールできます。 コラボレーションロボット(コボット)は、人間のアセンブリタと一緒に作業し、重いバルブアセンブリを持ち上げるなどの人間工学に基づいた要求操作を上回る。 オートメーションは、特定のプロセスと生産のために最大40%までのサイクル時間を削減します。 [F] ロボティクスは、500F [F] を生産するロボット [F] および [F] の作業を高速化] します。

モジュラー アセンブリ ライン

モジュラーアセンブリは、エンジンを標準化されたサブアセンブリ(例えば、シリンダーヘッドモジュール、クランクモジュール、潤滑モジュール)に分割し、並列に構築され、そして一緒に結婚しています。このアプローチは、メインラインの長さを削減し、異なるエンジンのバリアントが最小限の交換時間と同じラインで生成されることを可能にします。例えば、トヨタの「モジュールベースのアセンブリ」システムは、30%でアセンブリ時間を削減し、20%(トヨタ[F]トヨタ[F]トヨタ[F]トヨタ[F])を組み立てる]をモジュール設計するの作業を容易にします。

IoTとAIによるリアルタイム品質モニタリング

組込みセンサー、トルクモニター、カメラシステムがリアルタイムですべてのアセンブリステップを追跡できるようになりました。データストリームは、機械学習アルゴリズムによって分析され、エンジンが次のステーションに移動する前に、クロススレッド、誤ったトルク、または欠落したコンポーネントなどの異常を検出します。これにより、コストの高い再作業とスクラップが防止されます。例えば、Boschの生産ラインは、アセンブリプロセスをシミュレートし、潜在的な欠陥を早期に特定するために「デジタルツイン」を使用します(は、デジタル一時停止)。

工具・備品の加工用加工(3Dプリント)

アセンブリラインに直接ではなく、添加剤の製造は、カスタムジグ、フィクスチャ、アセンブリアッセンブリを生成するために必要な時間とコストを大幅に削減します。 1つのフィクスチャの伝統的な加工は数週間かかることがあります。 3Dプリンティングは、その時間を短縮します。これにより、アセンブリレイアウトの迅速な反復と、新しいエンジン設計への迅速な適応を可能にします。 フォルクスワーゲンは、例えば、エンジンプラントで3Dプリントアセンブリツールを使用して、80%(ボルクスワーゲン[FLT]3D])の印刷によるリードタイムを切断します。 [FLT]

柔軟で再構成可能なアセンブリ システム

固定された、ハード ツールのラインの代りに、現代工場は最低のダウンタイムのエンジン家族の間で転換できる再構成可能なアセンブリ システムを使用します。これらのシステムはモジュラー ワークステーション、移動式ロボットおよびクイック チェンジの工具細工を採用します。そのような柔軟性を採用することによって、製造業者は1ラインの5つの異なったエンジンのタイプを、熱心なラインに投資しない要求の変動に応答できます作り出します。これは首都の支出および在庫の運送の費用を削減します。

現代のアセンブリイノベーションの主な利点

  • ] サイクルタイム削減] アセンブリプロセス全体で30〜50%。
  • ]20～30%の労働コスト削減の手動検査の自動化と排除による。
  • 品質改善]:欠陥率は、最高の一流植物で1万分の10個未満に落ちています。
  • 生産の柔軟性[]を増加しました。エンジンモデル間の変化は、時間ではなく数分かかります。
  • ] 最適化されたプロセスシーケンスとより少ない作業によるエネルギー消費の低負荷。

これらの利点は、自動車メーカーが健康なマージンを維持しながら競争力のある価格を提供することを可能にする、エンジンごとの製造コストを削減するために直接翻訳します。

課題と考察

これらのイノベーションを実装する明確な利点にもかかわらず、些細なものではありません。 ロボティクス、センサー、ソフトウェアの初期投資は実質的です。 中小企業のサプライヤーは、ROIを正当化するために苦労することができます。 さらに、労働力の再訓練は不可欠です。 アセンブリはプログラマーとデータ分析者になる必要があります。 過剰自動化のリスクもあります。複雑なガスケットアライメントなどのタスクは、人間のデクスターティビリティからまだ恩恵を受けています。 注意深いプロセスマッピングと段階的な採用は、これらのリスクを緩和します。

未来展望

次の改良の波は、アセンブリ機器の予測保守のための人工知能のより深い統合を伴う可能性があり、さらにダウンタイムを削減します。自動モバイルロボット(AMR)は、固定コンベアなしでステーション間でサブアセンブリを輸送します。拡張現実(AR)ヘッドセットは、すでにリアルタイムで人間のアセンブラをガイドするためにテストされ、トレーニング時間とエラーを軽減します。電動化が成長するにつれて、エンジンアセンブリ技術は、ハイブリッドおよび電動パワートレインコンポーネントに適応しますが、オートメーションの原則、モジュール式およびリアルタイムの品質は維持されます。

結論として、エンジンアセンブリ技術の革新は単なる増分ではなく、エンジンが構築される方法の根本的なシフトを表しています。オートメーション、モジュール性、リアルタイム品質管理、および柔軟なシステムを採用することにより、メーカーは品質を向上させる一方で製造時間とコストを大幅に削減することができます。これらの技術に賢明に投資する人々は、変化する自動車の景観に競争するために最善を尽くします。