引言
為了響應國家低碳、環保要求,同時為了提高產品質量、降低單車成本,提高企業綜合競爭力,各汽車廠家推進技術更新、精益生產以及管理優化,是降本增效的重要手段。若從涂裝工藝、材料、設備的角度挖掘降本技術的潛力,將有利于涂裝動能成本的有效控制。
涂裝車間動能消耗是指日常生產所需水、電、蒸汽、天然氣、壓縮空氣消耗總量折算為“噸標煤”之和,俗稱五大能耗。車身分廠包含沖壓、裝焊、涂裝三個車間,涂裝車間是整個制造環節動能消耗的大戶,能耗比例占到72%左右, 圖1為單輛份駕駛室涂裝所需五大能耗占比,可以看出涂裝車間能耗控制的重點依次為蒸汽、天然氣、電、壓縮空氣、水。
涂裝車間能耗分為基礎能耗與生產能耗,基礎能耗是非生產時,某些設備仍需運行所需五大能耗的用量(例如:集中輸調漆系統所需壓縮空氣,電泳循環系統所需電等),此部分在設備定型之后,動能消耗恒定,幾乎沒有降成本空間。生產能耗就是生產過程中所需要五大能耗用量總和,它包含了基礎能耗。
過幾年現場摸索,我公司能耗降低效果明顯,現將我公司節能降耗具體經驗、措施與同行分享。
1 工藝改進
涂裝車間建設之初就對產品的工藝要求有了詳盡的規劃,從工藝方面降低車間能耗只能從材料改進、工藝微調等方面著手,由于受到現有設備、工藝條件等諸多限制,能耗降低幅度有限。
1.1 陰極電泳漆
P公司ED-6陰極電泳漆置換A公司LF-831陰極電泳漆,電泳烘干爐溫度由180℃降低至178℃,電泳漆膜固化良好,各項性能指標符合要求,經過幾個月數據對比,平均每小時節約天然氣約5M3。如表1。
表1 兩種電泳漆表面固化及消耗天然氣用量對比
電泳漆溫度(℃)
烘烤溫度(℃)
烘烤時間(min)
電泳漆膜固化情況
單車消耗天然氣(M3/輛)
A陰極電泳漆
31
180
30
良好
5.03
P陰極電泳漆
31
178
30
良好
4.81
1.2 PVC烘干爐工藝溫度進行微調
PVC膠主要分為兩種:焊縫密封膠(TLN)和車底抗石擊涂料(TTX)。兩種膠完全固化的溫度同為140℃,30min。為了降低能耗,密封膠PVC烘干段降低烘干溫度,使焊縫膠表干即可(避免在打磨、擦凈時破壞),經過打磨、噴漆等工序后,經過面漆的烘干室140℃/30min。與面漆一起進行完全烘干。這樣,既保證了PVC的性能也不影響后道工序的施工,而降低了PVC的烘干溫度,降低烘干能耗。
經過小試及現場試驗,對PVC烘干爐溫度工藝進行調整如:表2。
表2 PVC烘干爐溫度調整對涂膠固化影響及單車消耗對比表
PVC烘干爐溫度調整
烘烤溫度(℃)
烘烤時間(min)
PVC膠固化情況
單車消耗天然氣(M3/輛)
更改前
140
25
表干
4.07
更改后
110
25
表干
3.68
1.3 濃水利用
反滲透系統純水制備效率大約是70%,而涂裝車間平均每月需消耗純水7000噸,則產生濃水3000噸。若濃水直接排放,不但造成水資源浪費,而且增加了污水處理的成本。通過設備改造,將純水制備過程中產生的濃水先打入備用槽(約400T),用于面漆循環水更換、高壓槍清洗、保潔日常清洗和衛生間清洗,則有效提高了濃水的利用率,降低水的消耗。
2 生產組織優化
2.1 計算最小經濟批量,精益生產
涂裝車間作為裝焊的后工序和總裝的前工序,生產組織安排的合理性,直接影響到裝焊車間生產進度及總裝裝配計劃。為此,我們專門成立了精益生產小組,對涂裝車間最小經濟批量進行核算,在上級部門所給定的能源消耗指標情況下,涂裝車間最小的經濟批量為164,就是說當車間一次性連續通過164輛駕駛室時,才能滿足車間給定的能源消耗的指標上限。當然,每批次生產的駕駛室量越大,能耗的利用率也就最高。
2.2 減少計劃清零
我廠目前根據實際訂單安排生產計劃,每一項生產計劃駕駛室數量均不相同。目前面漆線一次校驗合格率能達到93%以上,經過回爐后可能還會有幾輛駕駛室校驗不合格,需要進行再次噴涂。若整條面漆線為了生產幾輛駕駛室,成本會成倍增加。經與上級部門協商,對非緊急駕駛室不進行計劃清零,等待下一計劃優先進行噴涂。
2.3 合理、緊湊安排生產
我廠面漆線分為A、B兩條線,具體情況如表3,怎樣合理安排A、B線的開線時間,就成了降成本的重要依據。
表3 面漆A、B線差異對比
線速(mm/min)
設計產量(輛/小時)
實際產量(輛/小時)
機器人噴漆類型
面漆A線
1848
20
17
金屬漆/實色漆
面漆B線
1624
17
14
實色漆
表4 不同產量下的A、B開線安排
班次
日需求
第1班
第2班
第3班
540
A+B
A+B
520
A+0.5B
A+B
500
A+0.25B
A+B
480
A
A+B
440
A
A
A+B
400
A
A
A/A+B
360
A
A
在單班12小時生產前提下,表4給出了在不同產量下的A、B開線安排。在日需求480輛份以上并依次增加時,適當提前并增加B線的開線時間;在日需求480輛份以下并依次減少時,適當推遲并減少B線的開線時間。 在日需求360輛,甚至更低時,控制面漆開線時間。
由于面漆線受到的影響因素較多,在特殊情況,可能會根據實際情況決定A、B線的開關時間,確保生產及設備維修正常。
3 設備維護及運行
3.1 及時維護疏水閥
疏水閥在蒸汽加熱系統中起到阻汽排水作用,選擇合適的疏水閥,可使蒸汽加熱設備達到最高工作效率。涂裝車間蒸汽用量大,空調加濕系統以及脫脂槽、磷化槽等均需要大量蒸汽進行升溫,目前采用浮球式疏水閥。由于使用年限、部件損壞等因素,造成疏水閥出現排蒸汽現象,工作效率大幅降低,蒸汽的用量大幅度上升。此時,就需要對疏水閥進行及時維護、更新,所以要求巡檢人員定期巡檢、及時發現、及時上報維修,必要時可加大巡檢頻次。
3.2 空調運行
面漆線共有空調4臺,排風機7臺,每臺功率都在120KW/h以上,只有進行高效率操作,才能降低用電量。因為面漆線在二樓,而空調排風系統在三樓,為了人員、設備安全,禁止進行一鍵式開啟。實行分段式關閉,面漆線分為“打磨——擦凈——噴漆”三段,操作控制面板在二樓各分段處,每次可以節省設備空運轉8-15分鐘。
3.3 烘干爐運行
涂裝車間共有4臺烘干爐,除了要求設備操作人員及時開啟、關閉外,更應該減少各烘干爐的空運轉時間。以電泳烘干爐為例,駕駛室走完前泳線全程需要2小時40分鐘,而在什么時候開啟烘干爐進行升溫,才能使烘干爐空運轉時間達到最小。為此,我們跟蹤了長達1年時間,總結出在不同季節,不同烘干爐初始溫度下,烘干爐開始升溫最佳時間點,確保烘干爐空運轉時間控制在5分鐘之內。
3.4 前處理各槽升溫
前處理各槽升溫時間與駕駛室生產上線時間密不可分,表5可以看出各槽的升溫時間不盡相同,這就需要對前泳什么時候走線有預知,然后根據走線時間確定各槽升溫時間。避免出現槽液溫度達到工藝溫度,而一直進行保溫,保溫過程雖然是由傳感器進行自動控制,但也是由“保溫-溫度降低-升溫-達到工藝溫度-保溫”幾個過程循環反復,在這期間必然會浪費蒸汽。表5中所需升溫時間,是指溫度由常溫到達工藝溫度所需時間,實際情況肯定比較復雜,這就需要根據各條生產線自身情況進行長時間經驗總結。
表5 前處理線各槽參數及升溫所需時間
工序
槽體體積(M3)
工藝溫度(℃)
升溫所需時間(min)
夏季
冬季
熱水洗
13
45±5
40
60
預脫脂
13
45±5
40
60
脫脂
180
50±5
120
150
磷化
200
40±2
180
240
4 其他方面
1)制定《能耗管理規定》,針對五大能耗逐一進行預防以及控制措施的制定;
2) 提高各工序產品質量,尤其是提高面漆一次性校驗合格率,減少回爐次數;
3)加大設備巡檢力度,對蒸汽出現的跑、冒、滴、漏現象及時通知設備保障進行維修;
4)夏季關閉空調系統蒸汽閥門,放假期間關閉前泳線蒸汽總閥,減少蒸汽在管路中的損耗;
5)公用設施、照明結合天氣情況進行開關;
6)培養員工養成良好的工作習慣,做到作業完畢人走燈滅、設備關閉。
諸如此類,還有許多工作中的“小事”,需要管理人員以及車間員工去發現、改善。
5 結語
經過不斷挖掘車間能耗減低潛力,我廠目前將單車涂裝能耗降低至大約0.08噸標煤,降能耗成果比較顯著。降低能耗的措施很多,降能耗的力度也有大有小,但是只要關心生產經營過程中的點滴,全員參與能耗一定能控制、降低。