引言：2009年我國(guó)汽車工業(yè)“井噴”式發(fā)展，年產(chǎn)1379萬(wàn)輛，增幅達(dá)47.6%，首次成為世界大汽車生產(chǎn)國(guó)，2010年汽車產(chǎn)量達(dá)1806萬(wàn)輛，規(guī)劃2015年生產(chǎn)2500萬(wàn)輛。各大汽車公司又掀起了擴(kuò)大生產(chǎn)能力的高潮，已知設(shè)計(jì)新建汽車車身涂裝線有幾十條。以合資汽車公司主導(dǎo)設(shè)計(jì)的由外國(guó)涂裝公司承建的汽車車身涂裝線的工藝設(shè)計(jì)中聚集采用了世界的涂裝技術(shù)，如前處理電泳線采用滾浸式輸送機(jī)，“三濕”水性中涂、面漆涂裝工藝（3C1B和雙底色2010涂裝工藝）；噴涂全部采用機(jī)器人靜電自動(dòng)噴涂（實(shí)現(xiàn)噴涂作業(yè)無(wú)人化）；選用干式噴漆室（如杜爾公司的EcoDryScrubber型干式漆霧捕集裝置），噴漆室排風(fēng)循環(huán)再利用技術(shù)；選用RO和ED-RO再生清洗水循環(huán)應(yīng)用技術(shù)；立體分區(qū)布置技術(shù)等。一汽大眾三、四廠（成都、佛山）、上海大眾四、五廠（南京、儀征）和奇瑞（大連）等經(jīng)濟(jì)規(guī)模（JPH60臺(tái)/h以上）車身涂裝車間就是采用上述先進(jìn)技術(shù)，工藝設(shè)計(jì)水平為世界一流的典型代表，其環(huán)保·清潔生產(chǎn)、省資源、節(jié)能減排、降低涂裝成本等方面的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)涂裝工藝，全面達(dá)到環(huán)保、質(zhì)量、產(chǎn)量、成本四方面兼顧的綠色時(shí)代要求。
近兩年，筆者有機(jī)會(huì)參加20多條汽車車身涂裝線工藝設(shè)計(jì)的評(píng)審、評(píng)標(biāo)和技術(shù)咨詢活動(dòng)，深感國(guó)內(nèi)涂裝工藝設(shè)計(jì)水平與上述引進(jìn)涂裝線工藝設(shè)計(jì)相比，差距拉大了。筆者于2005年汽車涂裝技術(shù)交流會(huì)（沈陽(yáng)）發(fā)表的《工業(yè)涂裝工藝設(shè)計(jì)若干問(wèn)題的探討》一文中提出了8條差距，依舊存在，工藝設(shè)計(jì)模式幾十年一貫制，繼續(xù)照抄照搬，改進(jìn)極少，落后15~20年。具體表現(xiàn)在：
1）涂裝工藝設(shè)計(jì)在環(huán)保·清潔生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)性（投資和運(yùn)行成本）、節(jié)能減排等方面無(wú)目標(biāo)值，而是照搬原工藝。近年投產(chǎn)的大部分涂裝線的環(huán)保、節(jié)能減排方面無(wú)明顯改善。
2）維持在0.0平面平鋪式的工藝布置，甚至在選用了先進(jìn)的滑橇輸送機(jī)系統(tǒng)的場(chǎng)合，有的還是這樣布置，造成涂裝車間占地面積偏大，廠房的空間利用率低，車間內(nèi)的人流、物流不暢通，增加噴漆室的地下工程。
3）對(duì)涂裝車間生產(chǎn)線的經(jīng)濟(jì)規(guī)模缺少研究，對(duì)涂裝設(shè)備和輸送設(shè)備的有效利用率缺少研究。如年產(chǎn)10萬(wàn)臺(tái)駕駛室（生產(chǎn)線鏈速2.0m/min左右）建一條經(jīng)濟(jì)規(guī)模的噴涂線就可，而有的堅(jiān)持舊的生產(chǎn)方式，建2~3條噴涂線（中涂、面漆和車頭覆蓋件線）。又如年產(chǎn)已達(dá)千輛以上的大客車車廂涂裝車間有些決策者強(qiáng)調(diào)“靈活性”，堅(jiān)持要作坊式的抽屜式平面布置，造成設(shè)備有效利用率大幅度降低，人員增加，涂裝車間的經(jīng)濟(jì)性下降。
4）傳統(tǒng)習(xí)慣勢(shì)力的影響大，白車身的缺陷（如不平整度）還靠涂裝來(lái)彌補(bǔ)。如年產(chǎn)上萬(wàn)臺(tái)白車身的平整度不靠制造工藝（沖壓、焊裝、輸送及精心管理）來(lái)保證，而有些汽車公司要求新設(shè)計(jì)的涂裝車間仍要有刮膩?zhàn)雍痛蚰スの唬ň�）。
5）有的項(xiàng)目主管和工藝設(shè)計(jì)人員缺乏涂裝設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，未完全掌握車身涂裝工藝學(xué)問(wèn)，好多涂裝工藝平面布置設(shè)計(jì)技術(shù)不會(huì)應(yīng)用，甚至違背了一些基本設(shè)計(jì)原則。不按科學(xué)的典型工藝設(shè)計(jì)，而隨意更改或增減工序和更改工藝參數(shù)，如脫脂后水洗僅設(shè)一次，或由先噴后浸的兩次水洗改為先浸后噴；磷化浸處理時(shí)間一般為3min改為8min；又如電泳后清洗由正常的一噴兩浸（含浸槽出口噴淋和再噴新鮮UF液和純水）改為三噴兩浸，增加兩次獨(dú)立的噴洗工序，這種更改不僅得不到好效果，反而耗能、耗水，影響涂裝質(zhì)量；有的公司要求在噴中涂和面漆后烘干前設(shè)更換滑橇工序。
1提高汽車車身涂裝工藝設(shè)計(jì)水平的探討
1.1工藝設(shè)計(jì)的水平（先進(jìn)性和可靠性）和目標(biāo)值
在規(guī)劃和制定涂裝工程的設(shè)計(jì)原則時(shí)都會(huì)提到新涂裝車間的工藝水平達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，有的還明確要求10
年不落后，可在實(shí)施過(guò)程中往往強(qiáng)調(diào)可靠性，怕?lián)L(fēng)險(xiǎn)，總認(rèn)為按現(xiàn)有的老工藝翻版設(shè)計(jì)“最可靠”。可是時(shí)代的要求（環(huán)保清潔生產(chǎn)，節(jié)能減排低碳經(jīng)濟(jì)，省資源可持續(xù)發(fā)展等）和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求（優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本、性價(jià)比），按老工藝翻版設(shè)計(jì)難以實(shí)現(xiàn)。必須依靠技術(shù)進(jìn)步，走創(chuàng)新之路搞好工藝設(shè)計(jì)，必須認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，確定工藝設(shè)計(jì)的目標(biāo)值，做到工藝設(shè)計(jì)的先進(jìn)性和可靠性兼得。
在實(shí)際工藝設(shè)計(jì)工作中思想觀念和設(shè)計(jì)理念的轉(zhuǎn)變，解放思想就能創(chuàng)新，產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益，就能克服風(fēng)險(xiǎn)，如改變生產(chǎn)方式和工藝處理方式（工序簡(jiǎn)化或合并淘汰落后工藝等），掌握工藝平面布置的設(shè)計(jì)技巧等。當(dāng)設(shè)計(jì)采用革新技術(shù)場(chǎng)合，這要吃透，依靠社會(huì)的力量就能實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的目標(biāo)值，并將風(fēng)險(xiǎn)降到。涂裝工程項(xiàng)目工藝設(shè)計(jì)在保質(zhì)量、產(chǎn)量前提下，環(huán)保·安全性、生產(chǎn)·經(jīng)濟(jì)性（投資和涂裝成本）、節(jié)能減排等方面應(yīng)有目標(biāo)值（與現(xiàn)工藝對(duì)比有多少進(jìn)步），不要簡(jiǎn)單翻版。新設(shè)計(jì)、建設(shè)涂裝車間（線）是采用新工藝、新材料、新設(shè)備的機(jī)會(huì)，因此涂裝工藝設(shè)計(jì)必須按產(chǎn)品涂裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)量、投資和清潔生產(chǎn)（國(guó)家或地區(qū)的環(huán)保法規(guī)）等選用與其相匹配的涂裝工藝、涂裝材料及設(shè)備，通過(guò)創(chuàng)新和依靠技術(shù)進(jìn)步實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)值。目標(biāo)值要根據(jù)企業(yè)或地區(qū)的現(xiàn)有水平（數(shù)據(jù)），國(guó)家或地區(qū)法規(guī)的要求，并參照國(guó)內(nèi)外兄弟公司的數(shù)據(jù)確定。例如：環(huán)保方面：VOC的排放量35g/m2（轎車車身），55g/m2（卡車駕駛室）[2]；耗水量5L/m2（國(guó)外先進(jìn)的前處理用水量基準(zhǔn)面積100m2的轎車車身由傳統(tǒng)的磷化工藝250L/臺(tái)，更新采用硅烷處理工藝后降低到75L/臺(tái)）[3]；節(jié)能減排較現(xiàn)工藝降大于10%（國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)向世界承諾到2020年降20%），依靠技術(shù)進(jìn)步和科學(xué)管理隨設(shè)備有效利用率、一次合格率、資源利用率和自動(dòng)化程度等的提高，涂裝成本較現(xiàn)生產(chǎn)降5%~10%。筆者認(rèn)為上述數(shù)據(jù)可作為現(xiàn)階段汽車涂裝工藝設(shè)計(jì)的參考目標(biāo)值。
在涂裝工藝設(shè)計(jì)時(shí)上述目標(biāo)值僅與現(xiàn)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)差5%場(chǎng)合則可依靠小改革實(shí)現(xiàn)，當(dāng)大于10%或50%的場(chǎng)合，則必須依靠革新技術(shù)和自主創(chuàng)新才能實(shí)現(xiàn)。
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1.2關(guān)于年時(shí)基數(shù)（工作制）、生產(chǎn)能力、設(shè)備利用率等設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料的科學(xué)合理選定
汽車車身涂裝線的生產(chǎn)能力一般以每小時(shí)產(chǎn)出的合格的車身數(shù)（即JPH，臺(tái)數(shù)/h）表示。它是決定涂裝線生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方式（間歇式還是連續(xù)式）、生產(chǎn)節(jié)拍及鏈速等的最基礎(chǔ)的依據(jù)。可是客戶的要求不一，有的強(qiáng)調(diào)年產(chǎn)量，或者為了節(jié)省投資強(qiáng)調(diào)年工作日300d或以上，每天工作20~22h（倒大班或三班制）。在制造行業(yè)，國(guó)家現(xiàn)今的法定工作日為250d/a，兩班工作制（16h/日），另外，老設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，年時(shí)基數(shù)打九五折。不同的年時(shí)基數(shù)致使涂裝線的生產(chǎn)能力（JPH）計(jì)算偏差較大。
選定年時(shí)基數(shù)時(shí)應(yīng)充分考慮涂裝車間的以下生產(chǎn)特點(diǎn)：
1）涂裝設(shè)備是熱非標(biāo)設(shè)備，每天都應(yīng)留有一定時(shí)間檢修維護(hù)；減少設(shè)備故障率，以保設(shè)備的開動(dòng)率。
2）高裝飾性涂裝的一次合格率需靠高質(zhì)量的設(shè)備、工位環(huán)境的清潔度保障。每天也需留一定的保潔時(shí)間。
3）為確保汽車車身的涂裝質(zhì)量，前處理電泳線、噴涂線和烘干室生產(chǎn)線啟動(dòng)后無(wú)特殊情況下不允許停線和生產(chǎn)結(jié)束時(shí)需“跑空”。根據(jù)上述特點(diǎn)，筆者認(rèn)為在涂裝工藝設(shè)計(jì)時(shí)選用250
d/a兩班工作制（16h/日）較為科學(xué)合理，在滿負(fù)荷生產(chǎn)場(chǎng)合，可在兩班制生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間外，再加跑空時(shí)間。當(dāng)市場(chǎng)需要，可增加班次（倒大班或開三班，年工作日300d以上）增加產(chǎn)能，給組織管理生產(chǎn)留余地。在工藝設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算生產(chǎn)能力還需考慮設(shè)備開動(dòng)率（利用率），備件和可換件產(chǎn)量比，大返修率等，因此設(shè)計(jì)按生產(chǎn)能力要略大于規(guī)劃目標(biāo)產(chǎn)量（合格品）。
設(shè)備開動(dòng)率在早先的工藝設(shè)計(jì)中，強(qiáng)調(diào)設(shè)備及配套件的可靠近性差，管理跟不上，選用偏低（80%~85%），現(xiàn)今國(guó)際水平為93％~95%，根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)況，設(shè)計(jì)選取用90%以上為宜。
1.3涂裝工藝設(shè)計(jì)應(yīng)重視涂裝車間的生產(chǎn)·經(jīng)濟(jì)性
（投資和運(yùn)行涂裝成本）和經(jīng)濟(jì)規(guī)模生產(chǎn)涂裝車間的經(jīng)濟(jì)性的總目標(biāo)是在保證質(zhì)量、安全性和環(huán)保性的基礎(chǔ)上節(jié)省投資和降低成本。其技術(shù)措施是在優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)的的基礎(chǔ)上提高資源利用率、減少污水和廢棄物排放量及處理費(fèi)用，借助自動(dòng)化和智能化降低勞動(dòng)成本，加強(qiáng)管理提高涂裝的一次合格率和設(shè)備的有效利率等。制造業(yè)獲得競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)的奧秘是用同等數(shù)量的原材料和能源，能加工出更多更好的產(chǎn)品，從而創(chuàng)造出更高的產(chǎn)值，或投資最小且合理，運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)少投入多產(chǎn)出的目標(biāo)。這也是涂裝工藝設(shè)計(jì)的基本原則，將有限的投資用在“刀刃”上，提高涂裝車間的生產(chǎn)·經(jīng)濟(jì)性。
一般都認(rèn)為大量流水生產(chǎn)，要比中、小批量（或作坊式）生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行成本低。可是達(dá)到什么樣規(guī)模最經(jīng)濟(jì)呢？被涂件輸送速度已達(dá)到工序作業(yè)許可極限時(shí)的生產(chǎn)能力，且設(shè)備長(zhǎng)度不隨輸送鏈速度加快成比例增長(zhǎng)，工藝投資小且合理，運(yùn)行成本低，稱為經(jīng)濟(jì)規(guī)模生產(chǎn)（收益遞增，成本遞減，即投入增加一倍，產(chǎn)出增加一倍以上）。
以轎車車身（車身長(zhǎng)度以4.5~5.0m為基準(zhǔn)）的前處理、電泳涂裝線為例，在連續(xù)式生產(chǎn)場(chǎng)合，鏈速由不低于2.0m/min增加到6.0m/min（JPH由20臺(tái)/h增加到60臺(tái)/h或生產(chǎn)節(jié)拍由3min/臺(tái)加快到1min/臺(tái)左右），水洗的噴洗工序的處理時(shí)間由1min縮短到20s（仍在工藝許可的范圍內(nèi)），浸洗仍為浸入即出，瀝水段長(zhǎng)度仍為大于一個(gè)車身的長(zhǎng)度，上下坡長(zhǎng)度不需增長(zhǎng)，僅需按脫脂、磷化和電泳等序所需工藝時(shí)間，增加設(shè)備長(zhǎng)度，因此每臺(tái)車身分?jǐn)偟墓に囃顿Y和運(yùn)行成本會(huì)隨產(chǎn)量的成倍增長(zhǎng)而大幅度下降。
由噴漆室、晾干、烘干室及強(qiáng)冷組成的噴涂線有同樣的經(jīng)濟(jì)規(guī)模的概念。現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模汽車車身涂裝線規(guī)模如下：
前處理、陰極電涂裝線，在連續(xù)式生產(chǎn)場(chǎng)合，鏈速≥6m/min，生產(chǎn)節(jié)拍1min/臺(tái)左右；在間歇式生產(chǎn)場(chǎng)合（以程控自行葫蘆輸送為例），生產(chǎn)節(jié)拍一般為≥5.0min/臺(tái)（單工位型），近幾年發(fā)展電泳、脫脂等工序?yàn)殡p工位生產(chǎn)節(jié)拍可縮短到3.5min/臺(tái)左右。
噴