从汽车生产方式的演变谈预制构件的工厂化生产

时间：2019-04-02 18:11:20 来源：河北新大地

摘要：通过对汽车生产方式演变过程的分析，本文阐述了预制构件工厂化生产实施过程应解决的几个问题。

1.引言

　　PC(Prefabricated Concrete Structure)即“预制装配式混凝土结构”，是以预制混凝土构件为主要构件，经装配、连接，结合部分现浇而形成的混凝土结构。PC构件是以构件加工单位工厂化制作而形成的成品混凝土构件。而预制化程度是目前衡量建筑工业化发展的重要指标之一。

　　目前市场上的混凝土预制构件产品种类非常多，基础设施构件类、建筑构件类、地基类是主要的三大类产品。近几年兴起的预制复合(装饰、保温)挂板、预制清水看台、预制景观构件(护栏、灯杆、座椅等)虽然技术含量较高，但还不是主流。

　　以京津高铁建设为开端，以引进德国博格公司无砟轨道板工厂化生产线为标志，表明我国预制构件进入工厂化生产时代。无砟轨道板、双块式轨枕的工厂化生产因具有提高建设质量、减少施工现场人员、提升效率、减少浪费、彻底改变传统的建筑方式的优点，在近几年我国的高速铁路建设中也发挥了重要的作用，同时也进一步推动了预制构件工厂化生产在桥梁建设、普通铁路、轨道交通、高速公路建设方面的应用。

　　在住宅产业化的热潮之下，将更多的现场作业转移至工厂预制也逐步成为业内的共识。除承重结构外，墙体、楼板等都是在工厂生产、配送的预制件，传统的建筑工地变成住宅工厂的“总装车间”。产业化流水预制构件工业化程度高，成型模具和生产设备一次性投入后可重复使用，耗材少，现场装配和连接使得劳动力资源投入相对减少。住宅的构件部品在工厂成批量生产，现场施工实行高度机械化装配。这种全新的现代建筑产业将真正成为支柱业。

2.汽车生产方式的演变

　　日本丰田公司早就提出“像造汽车那样造房子”。而近些年这句话也成为国内一些大型房地产公司的发展口号，那么汽车的制造经历了哪些过程呢?我们离这个目标究竟还有多远?

　　现代汽车的生产方式是由亨利·福特(1863-1947)首先确立的。20世纪初叶，以福特为代表的大批量生产方式(Mass Production，MP)代替了早期的手工作坊式的生产方式。“福特制”意味着通过流水作业进行的大量生产方式，其实质是通过工序划分，以产品生产工艺流程顺序安排作业。这种流水线生产方式的出现，采用专用设备最大程度地实现了生产过程的机械化，降低了成本和对生产工人技能的要求。在福特生产形式的形成过程中也经历了几次变革：

　　1)以配送为主的传动带或传动辊道形式

　　生产线以传送带形式进行，负责配送零件的工人按一定时间间隔将零件配送到相应节点，由该节点工人进行装配。该形式与作坊式生产相比节约了时间，提高了劳动生产效率，但存在生产节拍不一致、工人技能掌握的熟练程度不同等问题，造成有些工序等待时间过长而影响生产效率。

　　2)以生产为主的流水生产线方式

　　生产线仍以传送带或辊道形式输送，但是作业划分更细，例如1924年英国的Morris汽车公司采用流水作业的机械加工自动线，在生产线上的金属材料或半成品自动按顺序地移动，并连续不断地被加工。这种形式存在生产产品单一、因工人作业速度的不一致性导致生产线上撞车事故频频发生等问题。

　　以1973-1974年的石油危机为分界，市场需求多样化，多品种变批量成为主要市场形式。以福特为代表的大批量流水生产方式不能再满足市场需求，以日本丰田公司为代表的精益生产(Lean Production，LP)、大规模定制生产(Mass Customization，MC)成为主流生产方式。

　　1)简化了的流水线—装配线

　　之前的流水线将所有工序都集中在生产线上完成，导致生产线过长，占地面积大，一旦某一环节出现问题而迫使生产线停下来，损失非常巨大，于是将一部分工序引到线下，简化了原来的流水线，这样提高了工作效率和减少了工作时间。

　　2)柔性生产线

　　柔性制造系统(Flexible Manufacturing System，FMS)是在数控机床、加工中心的基础上，再配以柔性的工件自动装卸、自动传送和自动存取装置，并利用计算机进行管理和监督，组成可自动连续加工多种零件的制造系统，它由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统。其工艺基础是成组技术，由加工、物流、信息流三个子系统组成。

3.预制构件工厂化生产过程应着力解决的几个问题

　　什么是工厂化生产?工厂化生产是指综合运用现代高科技、新设备和管理方法而发展起来的一种全面机械化、自动化技术(资金)高度密集型生产，能够在人工创造的环境中进行全过程的连续作业，从而摆脱自然界的制约。

　　结合汽车生产工厂化走过的历程，可见工厂化不简单地等于机械化，工厂化也不简单地等于自动化。特别是我们站在二十一世纪这个时间节点去实施预制构件工厂化的过程中，工厂化的实施不是某个或某些模式的复制，应本着循序渐进的原则，笔者以为尤其应注意解决以下几个方面的问题：

　　1)生产过程集成化

　　集成是综合自动化的一个重要特征，集成符合系统工程的思想。生产过程集成化的发展将淡化预制构件的设计、生产组织、生产实施、存放、运输等环节的界限，最终向一体化迈进。

　　2)数控化

　　1952—1965年，在这个阶段，检测技术、电子技术尤其是电子计算机的发展，促进了机械技术与电子技术的结合，出现了数控技术和工业机器人等，使生产自动化产生新的变革，并取得了迅速发展。数控生产设备如下图的数控布料机不仅可以解决常规生产方法难以解决的一些问题，而且为多品种、多尺寸、变批量的生产实现自动化开辟了新途径。

　　3)柔性化

　　柔性化分结构柔性和功能柔性，前者是指设备、模具结构模块化，通过模块组合快速适应新的品种、尺寸需求，如叠合板磁性边模、可拼装式楼梯模具等。后者是指通过改变程序即能适应新的品种需求，如数控布料机、数控划线机、工业机器人等。基于柔性化的设计理念应贯穿到每一台设备的研发过程。

　　4)可重组生产系统

　　可重组生产系统的基本思想为，生产系统可依据客户要求迅速组成适合的生产系统，从而以最短的系统调整时间、最佳的经济效益、最小的设备费用完成新的生产任务。如台湾润泰提出的贴近工地预制“游牧式生产”就是基于可重组生产系统的思路。

　　5)可靠性与安全性

　　通过对生产过程的适时检测与监测，以提高系统运行的可靠性与安全性。

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