汽車總裝工藝標(biāo)準(zhǔn)化研究

劉榮學(xué)

摘 要：伴隨汽車行業(yè)不斷發(fā)展，其競爭已經(jīng)進(jìn)入白熱化階段，為能夠確保產(chǎn)品市場核心競爭力，大部分汽車生產(chǎn)廠家正在縮減汽車生產(chǎn)周期，并且由于汽車制造成本不斷降低，為整體總裝質(zhì)量的提升打下堅實基礎(chǔ)。基于此，本文主要針對汽車總裝工藝標(biāo)準(zhǔn)化以及其日后發(fā)展趨勢展開相關(guān)探討分析。

關(guān)鍵詞：汽車工業(yè) 總裝工藝 發(fā)展趨勢

1 引言

目前，我國汽車總裝廠的發(fā)展方向是以平臺型為主，并產(chǎn)生混線生產(chǎn)方式，而車輛的交貨時間也越來越短，工人的成本也越來越高。因此，汽車總裝廠必須開展與其相關(guān)的自動化組裝能力和技術(shù)，并利用先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行裝備組裝，并將其核心競爭力作為主要的提高內(nèi)容，以滿足顧客需求。在汽車生產(chǎn)中，總裝工藝是一個非常重要的環(huán)節(jié)，其制造質(zhì)量和規(guī)模將直接關(guān)系到企業(yè)的成本和競爭能力。隨著汽車總裝技術(shù)不斷向智能化、自動化方向發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)在汽車總裝中的應(yīng)用愈加廣泛。隨著我國汽車總裝技術(shù)的不斷發(fā)展，必須對其標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用發(fā)展趨勢進(jìn)行有效識別。

2 汽車總裝工藝技術(shù)的流程

2.1 工藝流程

汽車總裝的生產(chǎn)過程內(nèi)容比較多，相互之間的關(guān)系也比較密切，主要是內(nèi)外總裝線、分裝線和底板凹槽。在汽車總裝工藝過程中，應(yīng)充分考慮到流水線通過性、流水線布局、工藝技術(shù)部等方面的問題。合理的工藝設(shè)計可以保證生產(chǎn)線的靈活性和適應(yīng)性，在科學(xué)控制成本基礎(chǔ)上，提高汽車制造商生產(chǎn)能力、工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量。隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)以及高科技發(fā)展，汽車工業(yè)過程也逐漸趨向于自動化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，從而提高汽車制造企業(yè)競爭力，降低生產(chǎn)成本，推動整個行業(yè)發(fā)展。

2.2 流程設(shè)計原則

首先是工藝集中化原則，對于同一作業(yè)中心、工位的車輛，應(yīng)盡可能選用同一刀具，從而節(jié)省設(shè)備投入，同時可以大大縮短組裝時間，提升汽車設(shè)計速度。其次是工藝分散性，與其他工業(yè)生產(chǎn)工藝相比，汽車生產(chǎn)處于同一價值流的生產(chǎn)線上。為了保證流水線上的工作時間保持在一個均衡的水平，就必須保證每個單獨的組裝部件都分布在不同的工作臺上。另外，還要具備防錯器和檢查的能力，讓產(chǎn)品的質(zhì)量得到進(jìn)一步的提高。最后是多車型混線原則，該原則也是生產(chǎn)輸送線的基本原則。

2.3 流程設(shè)計關(guān)鍵點

與傳統(tǒng)的汽車組裝工藝相比，現(xiàn)代制造工藝更注重總體布局的合理性，保證組裝工人的操作簡便、快速，并保證生產(chǎn)線管理者對組裝工藝進(jìn)行科學(xué)的控制，同時也要從流程的角度來考慮，提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。因此，企業(yè)管理者必須正確將握車輛總裝過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從而有針對性地提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。第一點，在整車產(chǎn)品的全流程設(shè)計中，必須通過對產(chǎn)品型號的復(fù)雜性進(jìn)行全面的分析，才能更好地利用各種資源，提高生產(chǎn)線的集約性，從而提高生產(chǎn)效率。第二點，工作崗位分配。為了使汽車總裝過程中各個環(huán)節(jié)的科學(xué)布置，必須通過對生產(chǎn)線的布置特點進(jìn)行分析，并依據(jù)BOM表中的信息，使其更科學(xué)地配置。第三點，流程布置。依據(jù)部件之間的相關(guān)性及產(chǎn)品特性，采用層次合理的設(shè)計方法，對組裝順序進(jìn)行合理的設(shè)計，同時考慮了工藝操作中可能出現(xiàn)的干擾，并預(yù)留了相應(yīng)的檢測步驟。第四點，集中組裝。在這種混合生產(chǎn)模式下，不同型號的零部件必須在同一個工位上組裝，從而提高組裝效率與防錯性，有利于提高整個物流運輸?shù)谋憬菪?，且能夠促使產(chǎn)品質(zhì)量控制具有更強(qiáng)科學(xué)性。第五點是，工作場所密度。為保證總裝工人在使用時的舒適程度，通常設(shè)置一個工作臺，可容納2-3個人[1]。

3 汽車總裝工藝技術(shù)分析

3.1 模塊化總裝工藝技術(shù)

在現(xiàn)代化環(huán)境背景下，模塊化生產(chǎn)有兩大部分，一是模塊化的數(shù)字控制，它以數(shù)字方式控制各模塊，將其它分支區(qū)域整合，進(jìn)一步實現(xiàn)汽車各部件的數(shù)字化控制。第二是模塊化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，其中以底盤為主要特點，是目前最典型組裝技術(shù)，采用柔性定位尾可以在一定程度上滿足多種動力模塊的組裝需求，而且更適合于汽車底盤的自動組裝。在組裝大盤時，需要將排氣管、油箱和燃料管道都安排好，以便更好地控制工作，另外儀表板模塊化以及其他模塊化的技術(shù)應(yīng)用也在逐漸提升，在某種程度上促進(jìn)了汽車制造和銷售的發(fā)展.模塊化制造使得汽車總裝企業(yè)可以更標(biāo)準(zhǔn)化地處理各種型號零部件，并根據(jù)不同型號零件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化總裝，同時還可以采用其它創(chuàng)新技術(shù)。模塊化制造有助于縮短工位線，在提高組裝效率同時，降低勞動力消耗，提高總裝線的靈活性，從而進(jìn)一步實現(xiàn)整車交付幅度加快，以及對新產(chǎn)品的生產(chǎn)成本的科學(xué)控制，使其組合更容易地進(jìn)行調(diào)節(jié)，是實現(xiàn)總裝生產(chǎn)過程中的一種必然選擇。在激烈的市場競爭中，汽車制造廠家可以利用此優(yōu)勢，推動供應(yīng)鏈的發(fā)展。例如如汽車總裝式焊接技術(shù)，是利用電流在工件上產(chǎn)生的電阻熱量來進(jìn)行加熱和焊接，而電焊則是將兩個以上的工件組合在一起，形成一個搭接連接，然后在電極之間進(jìn)行擠壓和充電；利用電阻加熱將木材熔化成鐵芯，具有電流大、時間短、工件變形少、應(yīng)力低等優(yōu)點，同時具有操作簡單、生產(chǎn)自動化程度高等優(yōu)點。點焊技術(shù)是目前廣泛用于汽車制造的一種技術(shù)，目前在車身制造中，大多數(shù)采用點焊。點焊制造設(shè)備按其生產(chǎn)應(yīng)用可分為懸點焊機(jī)、固定式點焊機(jī)等，根據(jù)具體情況選用相應(yīng)的點焊工藝和設(shè)備來實現(xiàn)。

3.2 自動化總裝工藝技術(shù)

人工成本增加，產(chǎn)品更新速度快，汽車生產(chǎn)周期長，汽車總裝自動化的要求越來越高，采用自動化的汽車總裝，可以有效地降低人力、物力和其他資源的投入；而且可以在某種程度上保證總裝的穩(wěn)定性，保證汽車產(chǎn)品的品質(zhì)。在進(jìn)行前、后擋風(fēng)玻璃和全景天窗的除膠工作時，可以使用機(jī)械手代替人工，而自動機(jī)械手則可以更穩(wěn)定進(jìn)行粘合，從而達(dá)到更好效果，不易出錯，不會使膠水長期處于曝露狀態(tài)，保證了汽車玻璃孔隙的密封性，有效縮短工作時間，提高工作效率。目前，在汽車輪胎總裝過程中，還強(qiáng)化了自動分裝系統(tǒng)，將輪胎輸送到指定地點后，再通過自動分裝系統(tǒng)進(jìn)行總裝，判斷出不同的輪胎大小，并對其進(jìn)行安裝和檢驗。該系統(tǒng)具有很好的自動化性能，在汽車總裝過程中可以有效地降低人員的消耗，保證車輛制造成本和檢測費用體積質(zhì)量。在現(xiàn)代化環(huán)境背景下，汽車總裝過程中很多環(huán)節(jié)已經(jīng)逐漸被自動化程度高的機(jī)械臂所替代，而隨著自動化程度的提高，造成的錯誤也就越來越小。自動化技術(shù)可以保證零件的精確組裝，保證零件的穩(wěn)定性，從而降低生產(chǎn)成本。

3.3 柔性化總裝工藝技術(shù)

在總裝生產(chǎn)中，由于總裝車間內(nèi)各種設(shè)備之間的人機(jī)協(xié)作不夠緊密，所以必須對其進(jìn)行改進(jìn)和更新。設(shè)計師們必須要親自去現(xiàn)場檢查，確定問題所在，然后根據(jù)模具的靈活性，進(jìn)行設(shè)備升級，從而提高人機(jī)之間配合度。同時，設(shè)計者還必須在車身懸掛設(shè)備上進(jìn)行改進(jìn)?？傃b人員在總裝車輛底盤時，要鉆入車底進(jìn)行作業(yè)，但由于車底較窄，操作難度大，不能保證安全。因此，必須改變車體懸掛裝置，使其高度可以自行調(diào)整，或調(diào)整車體轉(zhuǎn)向模式，使總裝工人的操作更方便，而且還可以通過人工的方式保護(hù)工人的生命。因為零件總裝的位置不同，總裝工人在總裝的時候會遇到車身的懸架和總裝工人的不匹配，這個時候總裝工人就必須改變自己的姿態(tài)，以適應(yīng)車身的總裝，這對總裝工人的危險性很大。有可能造成總裝工人的人身傷害。所以，設(shè)計者可以在設(shè)計時，將車架設(shè)計為便于調(diào)整的形狀，以便在懸掛時根據(jù)特定需求進(jìn)行調(diào)整；位置不合適的問題也可以解決，總裝人員的生命安全也會得到保證，機(jī)身受損的問題也會迎刃而解，對組裝工作的順利進(jìn)行有著諸多裨益。總裝工還可以使用坐姿機(jī)械臂，使其能夠在正常姿態(tài)下完成總裝[2]。

以某汽車總裝工藝技術(shù)為例進(jìn)行分析。隨著我國汽車工業(yè)向多品種混合生產(chǎn)發(fā)展，產(chǎn)品品種越來越多，儲存空間越來越少，從而對生產(chǎn)線的柔性發(fā)展產(chǎn)生了不利的影響，也會為企業(yè)的物流效率帶來一定負(fù)面影響。目前，解決這一問題的最有效途徑就是采用SPS物流技術(shù)在汽車總裝過程中的應(yīng)用，這種方法主要是通過單一數(shù)量的形式將各類材料輸送到汽車流水線上。在此基礎(chǔ)上，將分揀與總裝過程有機(jī)地分開，使自動化總裝的模塊化、專業(yè)化特點更為突出，減輕了工作人員的工作壓力，并可有效降低總裝線上的漏裝問題，提高總裝質(zhì)量。此外，在汽車總裝業(yè)中，采用車輛投料方式，對物料的擺放空間進(jìn)行特定限制，采用了自動化方法代替手工物流，而這也是目前我國汽車工業(yè)發(fā)展的重要手段。

4 汽車總裝工藝技術(shù)同步工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展

4.1 總裝仿真分析

在汽車總裝技術(shù)得到廣泛應(yīng)用和發(fā)展同時，同步技術(shù)也得到良好發(fā)展。在汽車生產(chǎn)中，汽車生產(chǎn)中使用標(biāo)本車數(shù)量逐年下降，而在現(xiàn)代化環(huán)境背景下，汽車產(chǎn)品開發(fā)以虛擬模擬為主；這樣可以在以后的生產(chǎn)中，控制變更的費用。另外，還可以有效地縮短開發(fā)設(shè)計所需的時間，從而提高開發(fā)效率。目前，在汽車產(chǎn)品開發(fā)中，采用的主要是虛擬模擬技術(shù)，通過虛擬模擬技術(shù)，可以對新車型進(jìn)行合理的配置，同時也可以對整車的性能和實操性進(jìn)行全面的分析。這種方法可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，也可以保證用戶對汽車的舒適性、合理性和操作性的要求。同步工程技術(shù)的模擬分析在汽車產(chǎn)品開發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用，它是汽車工業(yè)向虛擬生產(chǎn)的主要發(fā)展趨勢。比如，如對于機(jī)艙內(nèi)線束等存在各種人員的總裝部位與車身懸掛的高度具備不一致性，工作人員應(yīng)下蹲或是彎曲自己身體完成組裝。在此情況下，可以采用Z方向的高度可調(diào)的車架，以保持車輛的位置高度，方便工作人員進(jìn)行組裝。例如FMS800型柔性流水線的X軸運動速度為40m/min、Y軸20m/min、Z軸20m/min的結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證了FMS柔性生產(chǎn)線的工作協(xié)調(diào)，并提高了工作效率。此外，在車身內(nèi)，還可以采用機(jī)械臂，使員工保持坐姿進(jìn)行總裝作業(yè)，減少體力消耗[3]。

4.2 總裝工時分析

同步工程技術(shù)也對總裝作業(yè)時間的控制有著很大的影響，在產(chǎn)品數(shù)據(jù)被凍結(jié)的情況下，通過3D仿真，可以對軟件的工作時間進(jìn)行分析，并與工廠的生產(chǎn)過程中的相關(guān)環(huán)境進(jìn)行有效的整合；從某種意義上來說，可以對總裝工人的工作時間和勞動強(qiáng)度進(jìn)行科學(xué)的分析，從而使組裝流程和工作內(nèi)容得到優(yōu)化，從而在一定程度上減輕了總裝工人的勞動強(qiáng)度和勞動強(qiáng)度。同時，工時分析模塊還可以對汽車生產(chǎn)線的平衡狀況進(jìn)行分析，從而保證在工作前對工作時間的平衡點和可能出現(xiàn)的問題做出判斷，從而對相應(yīng)的問題做出相應(yīng)的處理。工時分析是基于生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)數(shù)據(jù)來進(jìn)行的，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實性[4]。

4.3 生產(chǎn)工藝流程設(shè)計

采用同步工程技術(shù)，合理、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)地規(guī)劃生產(chǎn)流程設(shè)計，可以大大縮短生產(chǎn)線的長度，同時可以有效地降低能耗，提高生產(chǎn)線柔性，對生產(chǎn)過程中的人性化管理起到良好作用。在生產(chǎn)計劃中，通過虛擬模擬技術(shù)，對生產(chǎn)流程進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計和驗證，從而達(dá)到對數(shù)字工廠的科學(xué)預(yù)測和設(shè)計，從而發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中存在的潛在的安全風(fēng)險；其次，深入到現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查和確認(rèn)，既能避免生產(chǎn)中的安全隱患，又能有效地保證整個生產(chǎn)過程的順利進(jìn)行。同時，還可以有效地降低后期的技術(shù)改造費用，并控制了總體的生產(chǎn)成本。在這種設(shè)計模式下，可以對汽車制造過程進(jìn)行正向評估，消除多余的制造環(huán)節(jié)，縮短制造周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，汽車的制造過程精確度也會大幅度提升。

4.4 虛擬化總裝

虛擬總裝技術(shù)主要是通過計算機(jī)進(jìn)行虛擬仿真，使整車總裝過程與CAD、CAPP、CAM相結(jié)合，從而對整車總裝進(jìn)行數(shù)據(jù)化仿真，便于將總裝模塊分解，制定出合理的總裝工藝，選擇有效總裝模具，使整車總裝數(shù)據(jù)管理成為可能。另外，在虛擬總裝制造中，可以對整個系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理，通過對產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理，可以對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、總裝數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的采集，從而為以后的虛擬仿真分析打下堅實的基礎(chǔ)。然后，將總裝的總裝流程、總裝工具和裝備的技術(shù)要求進(jìn)行了分解，最后將總裝流程進(jìn)行調(diào)整，實現(xiàn)對各部門的分工，從而有效地提升總裝效率，降低生產(chǎn)成本。虛擬總裝是汽車總裝技術(shù)不斷完善和完善的結(jié)果，可以為整車總裝技術(shù)創(chuàng)造價值，必然是未來技術(shù)發(fā)展方向[5]。

5 結(jié)語

目前，汽車總裝工藝是由市場、技術(shù)發(fā)展等多種因素共同作用和推動，在汽車生產(chǎn)的過程中，必須要適應(yīng)時代的需要，不斷地調(diào)整生產(chǎn)模式，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，促使汽車質(zhì)量提高，提高企業(yè)在市場上的競爭力。

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