機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化汽車制造廠設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告一、摘要

2023年7月10日至2023年9月5日，我在一家汽車制造廠擔(dān)任機(jī)械設(shè)計(jì)助理實(shí)習(xí)生，負(fù)責(zé)協(xié)助完成發(fā)動(dòng)機(jī)缸體裝配線優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過為期八周的工作，參與制定并驗(yàn)證了三條裝配線節(jié)拍提升方案，使單線生產(chǎn)效率從45件/小時(shí)提升至58件/小時(shí)，累計(jì)縮短裝配周期3.2秒/件。核心工作包括運(yùn)用SolidWorks進(jìn)行裝配干涉檢查，完成23套夾具三維建模，并基于DOE實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了4個(gè)關(guān)鍵工位操作流程。實(shí)踐過程中，將機(jī)械原理課程中的四桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用于夾具設(shè)計(jì)，通過有限元分析確定了型材截面尺寸，使夾具重量減輕18%。提煉出模塊化設(shè)計(jì)思路，將標(biāo)準(zhǔn)化元件應(yīng)用于多線協(xié)同，驗(yàn)證了理論教學(xué)與工業(yè)應(yīng)用的結(jié)合點(diǎn)，為后續(xù)生產(chǎn)線布局提供可復(fù)用方法論。

二、實(shí)習(xí)內(nèi)容及過程

2023年7月10日入職，在汽車制造廠技術(shù)部實(shí)習(xí)。部門主要搞發(fā)動(dòng)機(jī)總裝線規(guī)劃和設(shè)備改進(jìn)，我被分到裝配工藝組。初期跟著師傅熟悉產(chǎn)線，看到四條缸體裝配線，每條線有12個(gè)工位，用的是電動(dòng)夾具和氣動(dòng)推桿。師傅說目前單線產(chǎn)量45件/小時(shí)，客戶要求提升。我參與測(cè)量了瓶頸工位，發(fā)現(xiàn)第5工位缸蓋定位耗時(shí)最長(zhǎng)，實(shí)測(cè)平均2.8秒/件。

第2周開始用SolidWorks畫夾具方案。原設(shè)計(jì)是定制件，成本高且調(diào)試難。我提出用標(biāo)準(zhǔn)模塊替代，比如用HSK刀柄座做定位芯，氣動(dòng)卡爪做夾緊。算了幾次力矩，定位誤差要小于0.02毫米。遇到問題是不知道氣動(dòng)卡爪的爆發(fā)力夠不夠，數(shù)據(jù)手冊(cè)沒明確值。最后去實(shí)驗(yàn)室借了力傳感器，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)了三次，峰值才11牛，比設(shè)計(jì)載荷小一半。

第4周參與DOE實(shí)驗(yàn)。針對(duì)第5工位，我們調(diào)整了定位銷間距和推桿行程，做了8組測(cè)試。用Minitab分析發(fā)現(xiàn)，行程調(diào)整0.5毫米效果最明顯，把周期縮短到2.1秒。這算我第一個(gè)獨(dú)立成果，三條線改造后，單線產(chǎn)量穩(wěn)定在58件/小時(shí)，比原標(biāo)準(zhǔn)快29%。師傅夸我思路還行，但說夾具強(qiáng)度還得算幾遍，不能光看時(shí)間。

第6周挑戰(zhàn)更大。有臺(tái)自動(dòng)清洗機(jī)老是出故障，客戶抱怨清洗液飛濺。我跟著維修師傅檢查，發(fā)現(xiàn)是噴頭角度不對(duì)。清洗液壓力有5巴，噴頭設(shè)計(jì)角度65度，但實(shí)際缸體傾斜0.8度，導(dǎo)致液滴打偏。重新建模調(diào)整角度到60度，問題解決。這讓我明白產(chǎn)線設(shè)計(jì)不能只看圖紙，得考慮實(shí)際工況。

實(shí)習(xí)最后兩周幫忙整理產(chǎn)線布局方案?？吹饺龡l線并行但空間擠，物流動(dòng)線交叉多。我試著用甘特圖模擬物料搬運(yùn)，發(fā)現(xiàn)占位率超過70%，提出把工具架搬到線外，結(jié)果師傅說太麻煩客戶了。這讓我學(xué)到一個(gè)：設(shè)計(jì)要考慮落地成本，學(xué)校學(xué)的簡(jiǎn)化模型不行。

整個(gè)過程用到了四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、有限元分析、DOE實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)這些課上學(xué)的東西。但工廠里很多問題沒人會(huì)直接教你，比如怎么跟維修組溝通，怎么平衡成本和效率。我印象最深的是夾具改造，從畫圖到實(shí)驗(yàn)，再到跟采購確認(rèn)材料，每一步都要反復(fù)確認(rèn)。雖然數(shù)據(jù)不完美，但確實(shí)幫產(chǎn)線提效了。

三、總結(jié)與體會(huì)

八周實(shí)習(xí)像把理論課的書本翻到了現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景里。剛?cè)サ臅r(shí)候覺得發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線那么復(fù)雜，自己學(xué)的那些知識(shí)肯定不夠看。7月15號(hào)第一次進(jìn)車間，看到真正的工業(yè)機(jī)器人手臂揮舞，比學(xué)校仿真的反應(yīng)快多了。后來參與三條裝配線節(jié)拍優(yōu)化項(xiàng)目，從SolidWorks建模到用Minitab分析DOE實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最后看到單線產(chǎn)量從45件/小時(shí)提升到58件/小時(shí)，這感覺比期末考高分還踏實(shí)。

這份工作讓我明白，產(chǎn)線設(shè)計(jì)不能光畫圖紙。8月3號(hào)遇到那個(gè)自動(dòng)清洗機(jī)問題，噴頭角度0.8度的偏差導(dǎo)致清洗液飛濺，維修師傅說要是早發(fā)現(xiàn)早解決了。這事讓我記著，做設(shè)計(jì)得懂現(xiàn)場(chǎng)，光靠理論計(jì)算不行。后來參與產(chǎn)線布局調(diào)整時(shí)，看到空間占位率超過70%，就琢磨學(xué)校學(xué)的模塊化設(shè)計(jì)怎么落地，最后提出工具架外置的方案，雖然沒被采納，但過程讓我學(xué)到了怎么平衡技術(shù)可行性跟實(shí)際成本。

這份實(shí)習(xí)最大的收獲是心態(tài)變了。以前做課程設(shè)計(jì)覺得解決問題就行，現(xiàn)在知道設(shè)計(jì)要考慮周期、成本、維修便利性。比如9月1號(hào)提交的夾具改進(jìn)方案，雖然把周期縮短了3.2秒/件，但師傅提醒我說要算上模具費(fèi)用和調(diào)試時(shí)間。這種對(duì)整體的考量，是學(xué)校里沒教但確實(shí)重要的東西?，F(xiàn)在看產(chǎn)線仿真軟件、六西格瑪這些課程，都覺得跟實(shí)際結(jié)合更緊密了。

對(duì)職業(yè)規(guī)劃來說，這次經(jīng)歷讓我更想往工業(yè)工程方向發(fā)展。以前覺得機(jī)械設(shè)計(jì)就是畫圖紙，現(xiàn)在知道產(chǎn)線優(yōu)化、精益生產(chǎn)這些才是核心競(jìng)爭(zhēng)力。比如我參與的那個(gè)DOE實(shí)驗(yàn)，如果繼續(xù)深造，就想把響應(yīng)面法結(jié)合遺傳算法用得更好。實(shí)習(xí)最后那周看的那些智能產(chǎn)線資料，提到數(shù)字孿生和AGV，感覺這就是未來的方向。打算下學(xué)期把液壓氣動(dòng)證書考了，現(xiàn)在看相關(guān)書籍都覺得比以前容易進(jìn)去了。

行業(yè)變化太快，比如現(xiàn)在都講輕量化，材料替換設(shè)計(jì)得反復(fù)算NVH。9月5號(hào)離職的時(shí)候，師傅說產(chǎn)線改造是漸進(jìn)式更新，但淘汰期會(huì)越來越短。這提醒我，以后不管是考研還是工作，都得持續(xù)學(xué)新東西。這份實(shí)習(xí)讓我知道，真正的機(jī)械工程師不光要懂設(shè)計(jì)，還得懂制造、懂管理，這種認(rèn)知轉(zhuǎn)變比學(xué)會(huì)幾個(gè)軟件更有價(jià)值。

四、致謝

在此期間，感謝實(shí)習(xí)單位提供實(shí)踐平臺(tái)，讓我接觸真實(shí)的汽車制造流程。特別感謝導(dǎo)師悉心指導(dǎo)，在產(chǎn)線優(yōu)化項(xiàng)目中給予關(guān)鍵建議，例如關(guān)于DOE實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的那幾次討