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摘要：随着中国高压开关设备行业的快速发展，自动化装配技术已成为行业发展的迫切需要。笔者通过对高压开关操动机构自动化装配过程分析，探讨高压开关操动机构自动化装配工艺方案和装配线規划，以及高压开关操动机构自动化装配线布局方案，展现自动化装配在高压开关操动机构装配领域的应用前景。
关键词：自动装配线; 装配工艺方案; 装配线设计; 高压开关操动机构
引言
我国电力建设的高速发展推动着输变电设备技术的进步和产品制造工艺的发展，中国是高压开关设备最大生产国，随着电力需求的快速增长为了满足国内生产，生产企业纷纷扩能并进行技术改造，使生产能力、制造工艺和质量水平也不断稳定和提高，产品的装配工艺及装备技术水平显著提高。
笔者通过对操动机构自动化装配工艺的探讨，研究操动机构进行自动化装配的装配顺序和装配工艺， 探索操动机构自动化装配线布局设计及应用。
1、现状分析
高压开关操动机构产品属于比较典型的小批量、多品种、订货组装产品。该产品的生产加工，分为标准件、外购件、进口（外购）件、外协件、自制件等，高压开关操动机构的生产任务主要依据客户订单要求进行备货组装。因此高压开关操动机构的装配生产组织管理存在的问题比较突出。主要表现在以下几个方面。
1） 缺乏基本的市场预测机制，按订单生产。临时订单的插单生产，经常引起整体生产过程的混乱，不能按时交货的情况时有发生。
2） 高压开关操动机构产品的装配工序分散，物流路线是按生产场地的划分形成的，生产过程的无效物流较多，且主要为人力搬运，作业者体力消耗量大，劳动强度高。
3） 高压开关操动机构产品的装配工序作业缺乏标准化，同道工序的作业方法、作业时间根据装配人员的区分有一定差异，产品质量、生产进度都靠人为控制;生产能力存在不确定性。
4） 装配过程的自动化程度比较低，产品装配所需物料的物流信息、质量信息数据的采集、储存、利用不充分。
5） 目前的生产效率较低，工艺能力无法满足今后发展的需要。
鉴于以上的诸多弊端，优化装配工艺，完善生产运作流程，引进一种自动化的装配方式进行高压开关操动机构组装刻不容缓。
2 、生产组织改善方案设计
高压开关操动机构的生产主要以客户订单作为生产驱动，产品系列化，同类产品结构极其相似，核心部件及各型号产品装配过程中使用的工具、工装、设备通用性强，生产组织过程具有多品种小批量生产的特点，具备由“生产小组包干制”改为“多品种可变/混合生产线”生产方式的有利条件，生产过程经重新组合为生产线生产方式后，其相应生产组织管理的主要相关环节作如下调整。
1） 主生产计划：订单+备货，主要解决：订单产量比例与备货产量比例?——订单驱动，备货平衡。
2） 生产能力核定：所有工序操作标准化，采用以分为计时单位研究进行时间测算，对生产线进行平衡，按新方式运行一段时间后核定，做出能力计划。确定新方式下生产周期，做出生产周期下的“可用库存+可用生产能力”计划。
3） 生产计划执行过程中的干扰因素：临时订单的处理，相关部门做出按时段的销售计划，同时做出按时段的销售预测，作为备货生产计划的依据。相关部门根据 “可用计划库存+可用生产能力”排产订单。
4） 生产线采用日批量制，减少在制品库存，消除现场混乱，同时考虑将生产计划分解为日计划。
5） 装配线物流及运输：布置考虑到尽量保证物料流动的运距最短，并始终不停地向产品装配线的终点流去。建立控制系统保证物料的流动尤为重要。
3、高压开关操动机构产线设计
1） 装配生产线的生产节拍
a、根据工时定额计算：节拍r=F/N
（r—生产线的节拍（分/台），F—每日有效工作时间（分），N—每日产品产量（台））
b、根据实际生产情况，考虑系数K，则F为： F=F0×K
（F0—每人每天理论工作时间，K—时间利用系数。）
2） 装配生产线可实现的产能
N=F/r
（N—每日产品产量（台），F—每日有效工作时间，r—生产线的节拍（分/台）。）
3） 高压开关操动机构产线设计
以笔者所在公司产品为例，根据不同产品不同的市场需求，每款产品所需产线节拍不尽相同：
每天工作8h（F0：480min），假设休息及准备时间为1h，即：时间利用系数K为0.875，则：每日有效工作时间7h（420min），每月有效工作日为22天，根据不同的市场预期，需设计不同的生产节拍来满足客户需求（详见表一）：
4、结束语
一台机械产品往往由成千上万个零件组成，装配就是把加工好的零件按一定的顺序和技术连接到一起，成为一台完整的机械产品，并且可靠地实现产品设计的功能。装配处于产品制造所必需的最后阶段，产品的质量（从产品设计、零件制造到产品装配）最终通过装配得到保证和检验。因此，装配是决定产品质量的关键环节。研究制订合理的装配顺序，对提高装配效率、保证产品质量有着十分重要的意义。
文中仅以高压开关液压弹簧操动机构产品的装配过程进行梳理，探讨其进行自动化装配的可实施性自动化装配作业生产线是一种有效的生产组织形式，随着科学技术的不断进步，自动化装配工艺在汽车、电子、仪表行业已普遍应用， 在高压开关操动机构装配应用方面具有广阔的发展前景，许多先进的工装器具可以应用到高压开关操动机构机械装配作业中，提升高压开关操动机构装配质量、提高高压开关操动机构装配效率。
参考文献：
[1] 西安高压电器研究院有限责任公司.高压开关设备国内外产品水平[R]. 第5 版.西安：西安高压电器研究院有限责任公司，2011.
[2] 王先逵，陈红霞.机械制造工艺学[M]. 北京：北京大学出版，2010.
[3] 卢秉恒.机械制造技术基础[M]. 第3 版.北京：机械工业出版社，2008.
[4] 张旭.产品设计可装配性技术[M]. 北京：航空工业出版社，2009.
[5] 沈向东.生产作业技术[M]. 北京：机械工业出版社，2009.
[6] 刘治华，李志农.机械制造自动化技术[M]. 郑州：郑州大学出版社，2009.
[7] 王先逵.机械装配工艺[M].北京：机械工业出版社，2010.
[9] 杰弗里.装配自动化与产品设计[M]. 北京：机械工业出版社，2009.
[10] 中国自动化学会ASEA 办公室组. 机械制造自动化[R].北京：机械工业出版社，2006.
[11] 黄志昌.自动化生产设备原理及应用[M]. 北京：电子工业出版社，2007.
作者简介：陈怡（1983—），女，硕士，工程师，从事高压开关操动机构设计制造及工艺技术研究。
关键词：自动装配线; 装配工艺方案; 装配线设计; 高压开关操动机构
引言
我国电力建设的高速发展推动着输变电设备技术的进步和产品制造工艺的发展，中国是高压开关设备最大生产国，随着电力需求的快速增长为了满足国内生产，生产企业纷纷扩能并进行技术改造，使生产能力、制造工艺和质量水平也不断稳定和提高，产品的装配工艺及装备技术水平显著提高。
笔者通过对操动机构自动化装配工艺的探讨，研究操动机构进行自动化装配的装配顺序和装配工艺， 探索操动机构自动化装配线布局设计及应用。
1、现状分析
高压开关操动机构产品属于比较典型的小批量、多品种、订货组装产品。该产品的生产加工，分为标准件、外购件、进口（外购）件、外协件、自制件等，高压开关操动机构的生产任务主要依据客户订单要求进行备货组装。因此高压开关操动机构的装配生产组织管理存在的问题比较突出。主要表现在以下几个方面。
1） 缺乏基本的市场预测机制，按订单生产。临时订单的插单生产，经常引起整体生产过程的混乱，不能按时交货的情况时有发生。
2） 高压开关操动机构产品的装配工序分散，物流路线是按生产场地的划分形成的，生产过程的无效物流较多，且主要为人力搬运，作业者体力消耗量大，劳动强度高。
3） 高压开关操动机构产品的装配工序作业缺乏标准化，同道工序的作业方法、作业时间根据装配人员的区分有一定差异，产品质量、生产进度都靠人为控制;生产能力存在不确定性。
4） 装配过程的自动化程度比较低，产品装配所需物料的物流信息、质量信息数据的采集、储存、利用不充分。
5） 目前的生产效率较低，工艺能力无法满足今后发展的需要。
鉴于以上的诸多弊端，优化装配工艺，完善生产运作流程，引进一种自动化的装配方式进行高压开关操动机构组装刻不容缓。
2 、生产组织改善方案设计
高压开关操动机构的生产主要以客户订单作为生产驱动，产品系列化，同类产品结构极其相似，核心部件及各型号产品装配过程中使用的工具、工装、设备通用性强，生产组织过程具有多品种小批量生产的特点，具备由“生产小组包干制”改为“多品种可变/混合生产线”生产方式的有利条件，生产过程经重新组合为生产线生产方式后，其相应生产组织管理的主要相关环节作如下调整。
1） 主生产计划：订单+备货，主要解决：订单产量比例与备货产量比例?——订单驱动，备货平衡。
2） 生产能力核定：所有工序操作标准化，采用以分为计时单位研究进行时间测算，对生产线进行平衡，按新方式运行一段时间后核定，做出能力计划。确定新方式下生产周期，做出生产周期下的“可用库存+可用生产能力”计划。
3） 生产计划执行过程中的干扰因素：临时订单的处理，相关部门做出按时段的销售计划，同时做出按时段的销售预测，作为备货生产计划的依据。相关部门根据 “可用计划库存+可用生产能力”排产订单。
4） 生产线采用日批量制，减少在制品库存，消除现场混乱，同时考虑将生产计划分解为日计划。
5） 装配线物流及运输：布置考虑到尽量保证物料流动的运距最短，并始终不停地向产品装配线的终点流去。建立控制系统保证物料的流动尤为重要。
3、高压开关操动机构产线设计
1） 装配生产线的生产节拍
a、根据工时定额计算：节拍r=F/N
（r—生产线的节拍（分/台），F—每日有效工作时间（分），N—每日产品产量（台））
b、根据实际生产情况，考虑系数K，则F为： F=F0×K
（F0—每人每天理论工作时间，K—时间利用系数。）
2） 装配生产线可实现的产能
N=F/r
（N—每日产品产量（台），F—每日有效工作时间，r—生产线的节拍（分/台）。）
3） 高压开关操动机构产线设计
以笔者所在公司产品为例，根据不同产品不同的市场需求，每款产品所需产线节拍不尽相同：
每天工作8h（F0：480min），假设休息及准备时间为1h，即：时间利用系数K为0.875，则：每日有效工作时间7h（420min），每月有效工作日为22天，根据不同的市场预期，需设计不同的生产节拍来满足客户需求（详见表一）：
4、结束语
一台机械产品往往由成千上万个零件组成，装配就是把加工好的零件按一定的顺序和技术连接到一起，成为一台完整的机械产品，并且可靠地实现产品设计的功能。装配处于产品制造所必需的最后阶段，产品的质量（从产品设计、零件制造到产品装配）最终通过装配得到保证和检验。因此，装配是决定产品质量的关键环节。研究制订合理的装配顺序，对提高装配效率、保证产品质量有着十分重要的意义。
文中仅以高压开关液压弹簧操动机构产品的装配过程进行梳理，探讨其进行自动化装配的可实施性自动化装配作业生产线是一种有效的生产组织形式，随着科学技术的不断进步，自动化装配工艺在汽车、电子、仪表行业已普遍应用， 在高压开关操动机构装配应用方面具有广阔的发展前景，许多先进的工装器具可以应用到高压开关操动机构机械装配作业中，提升高压开关操动机构装配质量、提高高压开关操动机构装配效率。
参考文献：
[1] 西安高压电器研究院有限责任公司.高压开关设备国内外产品水平[R]. 第5 版.西安：西安高压电器研究院有限责任公司，2011.
[2] 王先逵，陈红霞.机械制造工艺学[M]. 北京：北京大学出版，2010.
[3] 卢秉恒.机械制造技术基础[M]. 第3 版.北京：机械工业出版社，2008.
[4] 张旭.产品设计可装配性技术[M]. 北京：航空工业出版社，2009.
[5] 沈向东.生产作业技术[M]. 北京：机械工业出版社，2009.
[6] 刘治华，李志农.机械制造自动化技术[M]. 郑州：郑州大学出版社，2009.
[7] 王先逵.机械装配工艺[M].北京：机械工业出版社，2010.
[9] 杰弗里.装配自动化与产品设计[M]. 北京：机械工业出版社，2009.
[10] 中国自动化学会ASEA 办公室组. 机械制造自动化[R].北京：机械工业出版社，2006.
[11] 黄志昌.自动化生产设备原理及应用[M]. 北京：电子工业出版社，2007.
作者简介：陈怡（1983—），女，硕士，工程师，从事高压开关操动机构设计制造及工艺技术研究。