基於同步工程的發動機生產精益建線模式探索
發動機是汽車的核心部件，也是企業產品成本構成的核心部分。近年來，隨著國家推行更加嚴格的排放和能耗法規，以及市場對汽車節能、環保需求的趨勢，使得汽車新能源動力的爭奪戰升級，
然而，建大批量發動機生產線要比建汽車總裝線的投入高很多，生產線的品質控制、缸體缸蓋的加工精度要求等遠比組裝整車高，特別是對於大批量投產新型發動機，既存在技術風險，也存在市場認知與推廣風險。中國的汽車工業在建廠規模和工廠設計方面走過很多彎路，
發動機建線方式的演變
1.大規模生產的剛性生產線
在20世紀90年代以前，由美國福特公司首先宣導的單一品種、大批量生產的建線模式仍然較為流行，新建或擴建發動機生產線大部分都是按照大批量生產方式進行工藝佈置的剛性生產線TL（Transfer Line）。
2.柔性生產線
為解決產品的變型生產和便於更換品種，柔性生產技術被引進了汽車生產。20世紀80年代開始，可換主軸箱機床、加工中心、CNC專機在生產線中佔有的比重日益增加，由其組成的柔性生產線FML/S（Flexible Manufacturing Line/System）是發動機製造技術的又一次革命，其突出特點是生產線具備了柔性，
3.敏捷精益柔性生產線
為解決發動機多樣性與經濟性日益突出的矛盾，滿足變品種、變批量生產的需要，進一步提高柔性生產線的生產效率，敏捷柔性生產線AFTL（Agile Flexible Transfer Line）開始導入發動機的生產，其主要目標是：
（1）對變化的市場需求快速作出反應。
（2）滿足汽車發動機“多品種、變批量、高效率、低成本”的需要。
（3）符合“精益生產”原則--用最小投資贏得最大經濟效益。
發動機精益建線模式
精益生產方式綜合了大批量生產與小批量生產方式的優點，力求在大量生產中實現多品種和高品質產品的低成本生產，精益建線模式已經是汽車製造業界的共識。目前，國內乘用車企業中，廣州本田走出了一條“以市場為導向、少投入、快產出、滾動發展”的典型發展道路，
EQ4H發動機是由東風商用車發動機廠生產的EQH145－30、EQH160－30、EQH180－30、EQH200－30發動機的總稱（見圖1）。這4款發動機由東風商用車技術中心自主開發、擁有完全自主智慧財產權，均為四衝程、水冷、直列四缸、增壓中冷、電控共軌柴油發動機，額定功率分別為107/2 400、118/2 400、132/2 400、147/2 400kW/（r/min），採用BOSCH高壓共軌燃油噴射系統，排放達到國Ⅲ水準，具有升級為國Ⅳ的潛力。作為東風商用車公司天錦（D530）載重車的核心動力，其動力性、經濟性、可靠性等各項指標都處在同類產品前列。
圖 1
EQ4H發動機生產線建設規劃遵循精益建線方針，在與整車同步開發初期，建設2 500件/年的柔性試製平臺；在批量生產階段，採用一次規劃、分步實施模式，先期實施1萬件/年的生產綱領， 預留3～6萬件/年的發展空間。生產線兼顧考慮EQ4H升級產品EQX7發動機的通過性。
1.東風EQ4H發動機初期建線模式
在與天錦（D530）載重車同步開發階段，先擬定一個較小批量的生產綱領，以盡可能少的投資成本，構建一個既能滿足生產準備階段產品試製技術需要，又能滿足產品投放市場初期產量需求的試製平臺，既能確保EQ4H發動機產品性能，同時對於該發動機未來大批量製造的加工工藝驗證都具有重大的意義。
圖2 EQ4H發動機柔性試製平臺平面佈置
圖3 EQ4H發動機缸體、缸蓋柔性試製平臺
以EQ4H發動機生產中的缸體缸蓋加工工藝方案為例，利用工廠已有的3台Storm 1400臥式加工中心，配備相應夾具、刀輔具，完成缸體、缸蓋全部機加工工序加工（見圖2、圖3）。其主要特點如下：
（1）僅以3台加工中心為主，構建了EQ4H發動機缸體、缸蓋柔性試製平臺，快速實現了2 500件的年產綱領，滿足了新品同步試製與小批量投產進度的要求。
（2）驗證了EQ4H發動機缸體、缸蓋的加工工藝性能、工藝路線和工藝方案。
（3）驗證了可用於大批量生產的工裝系統的精度及可靠性。
（4）驗證了可用於大批量生產的刀具結構形式及切削參數。
在柔性試製平臺上得到驗證的工藝方案，可以直接複製到大批量生產的建線中，使後期的EQ4H發動機的1萬台及3萬台綱領建設能夠快速、低風險、滾動式地得以實現。
2.東風EQ4H發動機大批量生產建線模式
由於採用與天錦（D530）載重車同步開發工程，2008年4月投產，當年便取得銷售1 754台的好成績，東風商用車公司隨即啟動EQ4H發動機1萬台能力生產線建設，其中缸體線機加設備完全由東風汽車有限公司設備製造廠研製，全線採用8台DM800II臥式加工中心及4台CNC專用機床，其中CNC專機主要完成缸孔粗鏜、曲軸孔及凸輪軸孔精鏜、精銑頂面及精鏜缸孔、精加工挺杆孔，其餘工序全部在加工中心上完成。生產線在2008年5月啟動，10個月後即順利完成預驗收，2009年EQ4H發動機銷售突破1萬台。
由於EQ4H發動機良好的市場反應，東風商用車公司決定於2009年10月啟動3萬台能力生產線建設，其中缸體線由東風汽車有限公司設備製造廠在1萬台能力生產線基礎上，採用工序能力再分配、工藝複製、能力擴展等方式研製，全線採用19台DM800II臥式加工中心及12台CNC專用機床，交貨週期縮短到8個月，2010年5月順利完成預驗收，2010年EQ4H發動機銷售突破3萬台。
3.東風EQ4H發動機規模生產建線模式與常規建線模式建設週期比較
由於EQ4H發動機與整車同步開發了發動機柔性試製平臺，規模化生產建線採用一次規劃、分步實施的精益建線方式，使得裝載該款發動機的東風天錦迅速打開並佔領國內中卡市場，其可靠、專業的產品性能不僅得到業內專家的肯定，更得到市場和用戶的認可。2009年，在第二屆中國國際卡車節油大賽中，D530天錦所配置的EQ4H發動機因其突出的經濟性被授予最節油發動機獎，東風天錦獲得節油冠軍，在國內中卡市場被譽為中卡價值標杆，引領中卡行業發展趨勢。
圖4為常規建線模式與EQ4H發動機建線模式建設週期對比，從中可以看出，如果按照常規的模式設計製造該發動機生產線，是不可能在如此短的時間內完成規模化生產的，只有按照精益建線模式滾動發展，才能得以實現。
圖4 常規建線模式與EQ4H發動機建線模式建設週期對比
結語
EQ4H發動機採用的同步開發、一次規劃、分步實施、滾動發展的精益建線模式，既滿足了東風商用車新一代中卡發展要求，又避免了大批量投產新型發動機存在的技術與投資風險，以最小風險達到了經濟規模，是目前適合中國國情和經濟穩妥的汽車工業建廠模式。
這4款發動機由東風商用車技術中心自主開發、擁有完全自主智慧財產權，均為四衝程、水冷、直列四缸、增壓中冷、電控共軌柴油發動機，額定功率分別為107/2 400、118/2 400、132/2 400、147/2 400kW/（r/min），採用BOSCH高壓共軌燃油噴射系統，排放達到國Ⅲ水準，具有升級為國Ⅳ的潛力。作為東風商用車公司天錦（D530）載重車的核心動力，其動力性、經濟性、可靠性等各項指標都處在同類產品前列。圖 1
EQ4H發動機生產線建設規劃遵循精益建線方針，在與整車同步開發初期，建設2 500件/年的柔性試製平臺；在批量生產階段，採用一次規劃、分步實施模式，先期實施1萬件/年的生產綱領， 預留3～6萬件/年的發展空間。生產線兼顧考慮EQ4H升級產品EQX7發動機的通過性。
1.東風EQ4H發動機初期建線模式
在與天錦（D530）載重車同步開發階段，先擬定一個較小批量的生產綱領，以盡可能少的投資成本，構建一個既能滿足生產準備階段產品試製技術需要，又能滿足產品投放市場初期產量需求的試製平臺，既能確保EQ4H發動機產品性能，同時對於該發動機未來大批量製造的加工工藝驗證都具有重大的意義。
圖2 EQ4H發動機柔性試製平臺平面佈置
圖3 EQ4H發動機缸體、缸蓋柔性試製平臺
以EQ4H發動機生產中的缸體缸蓋加工工藝方案為例，利用工廠已有的3台Storm 1400臥式加工中心，配備相應夾具、刀輔具，完成缸體、缸蓋全部機加工工序加工（見圖2、圖3）。其主要特點如下：
（1）僅以3台加工中心為主，構建了EQ4H發動機缸體、缸蓋柔性試製平臺，快速實現了2 500件的年產綱領，滿足了新品同步試製與小批量投產進度的要求。
（2）驗證了EQ4H發動機缸體、缸蓋的加工工藝性能、工藝路線和工藝方案。
（3）驗證了可用於大批量生產的工裝系統的精度及可靠性。
（4）驗證了可用於大批量生產的刀具結構形式及切削參數。
在柔性試製平臺上得到驗證的工藝方案，可以直接複製到大批量生產的建線中，使後期的EQ4H發動機的1萬台及3萬台綱領建設能夠快速、低風險、滾動式地得以實現。
2.東風EQ4H發動機大批量生產建線模式
由於採用與天錦（D530）載重車同步開發工程，2008年4月投產，當年便取得銷售1 754台的好成績，東風商用車公司隨即啟動EQ4H發動機1萬台能力生產線建設，其中缸體線機加設備完全由東風汽車有限公司設備製造廠研製，全線採用8台DM800II臥式加工中心及4台CNC專用機床，其中CNC專機主要完成缸孔粗鏜、曲軸孔及凸輪軸孔精鏜、精銑頂面及精鏜缸孔、精加工挺杆孔，其餘工序全部在加工中心上完成。生產線在2008年5月啟動，10個月後即順利完成預驗收，2009年EQ4H發動機銷售突破1萬台。
由於EQ4H發動機良好的市場反應，東風商用車公司決定於2009年10月啟動3萬台能力生產線建設，其中缸體線由東風汽車有限公司設備製造廠在1萬台能力生產線基礎上，採用工序能力再分配、工藝複製、能力擴展等方式研製，全線採用19台DM800II臥式加工中心及12台CNC專用機床，交貨週期縮短到8個月，2010年5月順利完成預驗收，2010年EQ4H發動機銷售突破3萬台。
3.東風EQ4H發動機規模生產建線模式與常規建線模式建設週期比較
由於EQ4H發動機與整車同步開發了發動機柔性試製平臺，規模化生產建線採用一次規劃、分步實施的精益建線方式，使得裝載該款發動機的東風天錦迅速打開並佔領國內中卡市場，其可靠、專業的產品性能不僅得到業內專家的肯定，更得到市場和用戶的認可。2009年，在第二屆中國國際卡車節油大賽中，D530天錦所配置的EQ4H發動機因其突出的經濟性被授予最節油發動機獎，東風天錦獲得節油冠軍，在國內中卡市場被譽為中卡價值標杆，引領中卡行業發展趨勢。
圖4為常規建線模式與EQ4H發動機建線模式建設週期對比，從中可以看出，如果按照常規的模式設計製造該發動機生產線，是不可能在如此短的時間內完成規模化生產的，只有按照精益建線模式滾動發展，才能得以實現。
圖4 常規建線模式與EQ4H發動機建線模式建設週期對比
結語
EQ4H發動機採用的同步開發、一次規劃、分步實施、滾動發展的精益建線模式，既滿足了東風商用車新一代中卡發展要求，又避免了大批量投產新型發動機存在的技術與投資風險，以最小風險達到了經濟規模，是目前適合中國國情和經濟穩妥的汽車工業建廠模式。