伴随着汽车工业的迅猛发展，汽车新产品品种日益增多，产品周期渐趋缩短，单一产品产量经常波动，为了满足市场需求，各汽车生产企业一般采用精益生产方式来应对。发动机是汽车的心脏，发动机工厂实现精益生产是确保产品更新、提高产品质量和降低生产成本的关键所在。因此，如何通过发动机工厂的精益设计来完善精益生产是企业规划的一大课题。

笔者参与了多个发动机工厂的项目设计，现就发动机工厂如何实现工艺和工厂设计的精益化进行阐述。

发动机工厂规划原则

在发动机工厂项目策划伊始，精益思想应贯穿其中：即以较少的人力、较少的设备、较短的时间和较小的场地来获取越来越多的产品产出，同时越来越接近客户，提供用户确实想要的产品。在规划原则中一般体现以下几个方面。

1）以市场需求为导向，一次规划，分期投入，快速产出，滚动发展。这是目前多数发动机工厂的规划理念，也是比较适合中国国情的最经济、风险最小的投资模式。比如，)发动机厂的一期目标为*万台*年，项目最终达标目标为*万台*年，在规划中，可以采取一次规划，分三期、四期甚至更多期投入，即第一期年产*万台，第二期年产*万台……滚动发展，这样一方面可以减少资金投入风险，另一方面又能快速产出，达到迅速占领市场的目的。

2）工厂对高技术和高附加值的关键零部件实行自制，并进行缸盖部装、总装、冷拖试验和热工测试等工作。目前多数发动机工厂的自制件为：缸体、缸盖和曲轴三大件，也有一些发动机厂对缸体、缸盖、曲轴、连杆和凸轮轴进行自制，这与工厂的投资规模和产品战略有关。在自制件中，企业也仅仅进行机械加工，毛坯的铸造和锻造由专业的供应商提供。整个行业向专业化方向发展，形成互惠互利的关系，打破过去“大而全”的生产模式。

3）采取精益的工作制度。项目采取两班制还是三班制，年工作日*天还是*天，直接影响到年时基数和生产节拍的设计，这也是发动机工厂规划的根本。根据目前发动机制造装备的技术水平，如要最大限度发挥其效用，发动机工厂应实行三班工作制，年工作日为*天。

发动机工厂采用的工艺技术

发动机工厂的精益设计并不一定要考虑选用复杂、尖端、昂贵的工艺设备，而是应在满足产品技术要求、确保质量稳定的情况下，采用那些能缩短加工工时、提高生产效率、满足一定柔性、降低生产成本等的工艺技术。发动机工厂典型的生产工艺有如下一些：

1. 缸体气缸孔精加工采用平台珩磨工艺；
2. 缸盖气门座锥面和气门导管孔的加工采用复合镗铰工艺；
3. 曲轴主轴颈和连杆颈粗加工采用车拉或车 车拉工艺；
4. 连杆分离面采用胀断工艺；
5. 发动机装配线采用非同步摩擦式机动滚道柔性装配线；
6. 发动机测试应用冷拖试验技术。

发动机机加工线设备组成和选购

为了适应汽车市场多品种，大中批量的特点，目前国内外汽车发动机制造中应用最广泛的生产线是混合型柔性生产线和高速柔性生产线。

混合型柔性生产线由通用高速加工中心和专用/组合机床组成，其中对产品相对稳定的某些部位采用专用/组合机床加工，而经常要变型的部位选用高速加工中心加工。这种生产线的优点是生产效率高同时又具有相当的柔性，能够适合大批量生产和变型产品，同时投资较小。对于生产批量大，相对稳定的工件：如发动机缸体，优先选用混合型柔性生产线。天行健咨询一家专注于精益生产管理，六西格玛管理培训与项目辅导的管理顾问公司。

高速柔性生产线由高速加工中心组成，这种生产线可加工变型产品，换代产品和新产品，真正具备了柔性。对于更新速度快的发动机部件，如发动机缸盖应采用高速柔性生产线。

在设备选购上。只要设备的工序能力指数满足。就应尽可能选用国产设备，这样能人人节约投资成本。随着近10年国内机床装备业的快速发展，形成了一批初具规模并有成套配套能力的供应商。特别是组合/专用机床的设计制造。我国已具有很大优势。对于粗加工、压装、气密测试和清洗等了序所用的设一备亦宜选购国产设备，以降低投资。

发动机工厂的平面布置和物流组织

JIT生产(准时化生产)是精益生产中的重要理念，产品只能根据顾客订单生产，生产要及时，最大限度减少浪费。因此，发动机工厂的平面布置要以JIT生产为原则，并具备模块化的能力，实现“一次规划、分步实施、滚动发展”的目标。

图1、图2是生产线中比较典型的设备布置形式。图1所示的形式由加工中心组成，“U”字形布置。设备采用并联方式配置(几台设备加工同一工序)，如果线间一台设备故障，并联的其它设备还可继续加工，不会造成生产线停运，这种形式的生产线具有相当的柔性，它还可以根据投资规模实现“一次规划、分步实施”。

图2所示的形式由加工中心和专用机床组成，矩形布置，设备采用串并联混合方式配置，加工中心采用并联方式布置，根据投资规摸可以分期实施，专用机床串联布置，按照纲领目标一次到位。图1和图2中深线部分为一期投资设备，淡线部分为二期投资设备，部装线和总成装配线采用矩形布置(见图3)，设备布置时要同时考虑辅助设备(如：在线量仪、设备铁屑储存箱等)的布置和进出通道，图1中工序间的工件输送采用机械手，图2和图3中工序间的工件输送采用机动滚道。（ 天行健咨询专注于国内企业管理先进技术的研究与开发，服务客户遍布全国各地，为客户提供专业的六西格玛、精益六西格玛、六西格玛设计（DFSS）、精益生产管理、精益布局、TPM管理、精益研发管理、triz创新技术、IE工业工程等项目辅导咨询、 公开课培训、企业内训服务。)

发动机工厂平面布置必须考虑生产的物流关系，精益的物流设计对实现JIT至关重要。物流短、畅通、无迂回，这是精益物流的概念。图4、图5是典型的发动机工厂布置物流图，从零件毛坯上线到热试后成品下线物流按一个方向流动，外购件从垂直方向送入。当目标产能不超过30万台/年时，选用图4模式，即：机加工线由两条子线组成，装配线在抽送线上设置预留工位，可以分期实施达到纲领目标。

当目标产能达到50万台/年或更多时，选用图5模式，即：整个厂房对称布置，土建公用和工艺设备分两期实施，以减少首期运行费用：生产线各加工区域间工件输送采用自行小车〔电瓶铲车或AGV小车等)。

发动机工厂主厂房和辅助设施的配置

发动机工厂基本功能配置为机加工装配主厂房、变电所、动力站房（提供压缩空气、蒸汽或热水）、冷冻站房（提供空调或冷冻水）、水泵房、废水处理站和切削液集供站等，机加工装配主厂房布置在厂房的中心，各公用辅房根据功能需求布置在主厂房四周。

发动机工厂的缸体、缸盖、曲轴和连杆等生产线基本上采用湿式加工，切削液处理系统应采用集中供给、集中处理、切屑集中收集的形式，这样有利于降低投资成本并提高生产车间的环境卫生；切削液供给及回流采用空中走管形式，有利于设备布置和调整。

主厂房采用网架或桁架结构，生产厂房可采用20m*20m、32m*20m、40m*20m的大柱网形式，这种形式的厂房既充分发挥了大柱距上的优势，又体现出经济性（可大大减少在厂房柱子和基础上的投入），同时又满足设备布置的灵活性，充分利用场地面积。大柱网厂房为将来产品变型或更新换代调整布局创造了条件。

发动机工厂主厂房土建公用设计精益要求一般为：

1. 主厂房地坪荷载要求为20kpa（设备一般不做独立基础），采用环氧树脂地坪；
2. 主厂房温度要求为：夏季28度、冬季15度，相对湿度≤70%，厂房设机械排风系统，定时向室内送入过滤的新鲜空气，改善作业区域环境；
3. 主厂房照度要求为300lx，根据南北区域太阳光强度的不同，厂房采光带设置与否应区别对待。

精益生产是一个持续性和不断改进的过程，不少发动机工厂正在向精益企业的目标努力。精益企业的发展过程在向国外先进企业学习的同时，更需要根据中国国情，结合自身特点，不断探索，不断达到尽善尽美的境界。