孫國立

摘 要：汽車總裝配為汽車制造的最終工藝環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)的生產(chǎn)裝配工藝不僅關(guān)系到汽車成品的質(zhì)量，還關(guān)系到企業(yè)的總裝成本投入和利潤，在這一環(huán)節(jié)應(yīng)用模塊化裝配具有提高裝配效率、提高裝配質(zhì)量和降低成本等多種優(yōu)勢。本文主要從概念及特點(diǎn)、具體應(yīng)用及應(yīng)用優(yōu)勢 3個(gè)方面探討汽車總裝配生產(chǎn)工藝中模塊化裝配生產(chǎn)技

術(shù)的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：生產(chǎn)工藝；模塊化裝配生產(chǎn)；汽車總裝

1 前言

模塊化裝配是一種用于制造行業(yè)裝配生產(chǎn)的新型生產(chǎn)模式，在汽車制造中得到廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用模塊化裝配生產(chǎn)不僅可以提升汽車制造質(zhì)量、安全系數(shù)，還可以提高裝配效率、降低裝配成本，對企業(yè)行業(yè)發(fā)展具有極大的促進(jìn)作用 [1-2]。以下主要討論模塊化裝配概念、特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢，以及目前汽車前懸架與動力總成、車門、儀表盤以及后軸等幾大主要總成的模塊化裝配。

2 模塊化裝配概念及特點(diǎn)

傳統(tǒng)汽車制造裝配流程只分有為部裝和總裝，或者分有組裝與合裝幾個(gè)流程，到 1997年才正式首次提出“模塊化”這一生產(chǎn)概念 [3]。模塊也被歸入產(chǎn)品的一部分，包括輸出、輸入接口與幾何連接扣，將同類或相關(guān)的模塊進(jìn)行排列組合最后完成最終產(chǎn)品，每個(gè)模塊均是汽車設(shè)計(jì)及制造相對獨(dú)立又可通用的功能單元。模塊主要具有 3個(gè)特點(diǎn)，一是獨(dú)立性，在汽車生產(chǎn)的整個(gè)流程科對每個(gè)模塊進(jìn)行單獨(dú)地設(shè)計(jì)、修改、調(diào)試、制造，相對獨(dú)立有利于各企業(yè)的專業(yè)化化生產(chǎn)；二是互通性，無論是縱系列、橫系列還是跨系列，各系列均有其相同結(jié)構(gòu)特征，因此能夠?qū)崿F(xiàn)模塊系列內(nèi)部以及跨系列間的通用；三是互換性，各個(gè)模塊接口部分的設(shè)計(jì)均有一定的參數(shù)、尺寸和結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)，因此型號相同的模塊均可實(shí)現(xiàn)互換，能夠很好地滿足各類產(chǎn)品的生產(chǎn)需求 [4]。

3 在汽車總裝生產(chǎn)工藝中的具體應(yīng)用

3.1 前懸架與動力總成模塊化裝配

前懸架模塊包括動力轉(zhuǎn)向器、下控制臂、前穩(wěn)定桿、副車架、左右制動器、轉(zhuǎn)向高油管、橫拉桿等總成部件；動力總成包括壓縮機(jī)、阻力轉(zhuǎn)向泵、驅(qū)動軸、變速器、起動機(jī)、發(fā)動機(jī)等總成部件；對兩個(gè)模塊分別進(jìn)行組裝，然后再將其合裝就形成了前懸架與動力總成模塊，如圖 1所示。該模塊的組裝要求主要有 3點(diǎn)，第一，前懸架與動力總成模塊需在托盤上妥善放置并固定牢固，避免發(fā)生滑落、誤傷事件；第二，應(yīng)好動力總成模塊同固定支撐托盤間的相對定位，需要根據(jù)車型結(jié)構(gòu)選取合適的定位方式，如有必要可自行設(shè)計(jì)適用的定位方法；第三，支撐托盤應(yīng)確保有 360°的旋轉(zhuǎn)度，以便于操作工作人員的操作。

3.2 儀表盤模塊化裝配

儀表盤模塊主要包括組合儀表、儀表線束、CD/DCD、儲物盒、儀表橫梁、溫度傳感器、組合儀表罩、轉(zhuǎn)向管柱和儀表盤本體等部件。在進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)時(shí)主要注意 6個(gè)方面的因素：第一，儀表盤橫梁需確保中間軸具備足夠的強(qiáng)度，可承載儀表盤總成的全部重力；第二，儀表橫梁位置以及工藝孔數(shù)量應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)要求設(shè)計(jì)；第三，儀表盤本體材質(zhì)性能良好，確保表面具有較高的耐刮擦系數(shù)；第四，確保分裝臺高度同人機(jī)工程有關(guān)要求相符合；第五，根據(jù)車型與相關(guān)工裝要求確定儀表盤翻轉(zhuǎn)方式；第六，橫梁兩端應(yīng)焊接定位稍，且后者需配有凹槽，從而保證儀表盤懸掛的牢固性，便于工作人員操作。除此之外，還應(yīng)充分考慮助力機(jī)械手部件的相關(guān)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，主要有四點(diǎn)：一是認(rèn)真校核前門左右兩處設(shè)計(jì)以及室內(nèi)空間，保證機(jī)械手能夠在車內(nèi)順利出入；二是結(jié)合機(jī)型以及客戶要求確定機(jī)械手抓取方式，通常選用支座托起或者稍孔式；三是機(jī)械手的移動速度應(yīng)同流水線速度保持一致，且設(shè)置機(jī)械手移動達(dá)最大行程位時(shí)的報(bào)警裝置；四是應(yīng)遵循三點(diǎn)定位原理，避免機(jī)械手抓取過程發(fā)儀表臺部件旋轉(zhuǎn)的情況。

同傳統(tǒng)裝配方式相比，儀表盤模塊化裝配具有明顯的優(yōu)勢，一是在上線前，能夠通過電檢設(shè)備進(jìn)行電路的檢查以排查異常隱患；二是可利用機(jī)械手進(jìn)行儀表盤總成抓取等操作，極大地減輕操作員的工作強(qiáng)度；三是可保障車身同儀表盤的精準(zhǔn)定位；四是能夠縮減室內(nèi)作業(yè)次數(shù)與頻率，將面漆碰傷、遺留部件等風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

3.3 車門模塊化裝配

車門模塊包括密封條、門護(hù)板、外后視鏡、玻璃升降裝置、揚(yáng)聲器、車門線束等部件，在進(jìn)行模塊化裝配時(shí)需要注意 2個(gè)方面。一方面，車門張開角度達(dá)到最大位時(shí)，內(nèi)部線束端子與門線束端子應(yīng)有足夠的插接空間，通常以 Y方向?yàn)闇?zhǔn)預(yù)留 8～ 10mm左右的插接空間，便于護(hù)套的安裝以及端子的插接；另一方面，門鉸鏈應(yīng)為可拆式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，通常選用拆螺旋式和拆軸式 2種，在拆裝連接螺旋前應(yīng)確認(rèn)無其他零部件遮擋，同時(shí)控制好力矩，以免造成因扳手定扭力矩過大而對鈑金表層造成碰傷的情況。應(yīng)用模塊化裝配方式進(jìn)行車門裝配具有多種有優(yōu)點(diǎn)：第一，操作人員能夠不借助彎腰、靠、躺等方式，而直接進(jìn)行裝配生產(chǎn)工作，勞動強(qiáng)度減輕且效率明顯提高；二是可將生長線寬度方向的利用率最大化，提高取件便利性；三是室內(nèi)相關(guān)操作中，操作人員無需進(jìn)行開關(guān)門的操作，極大地降低作業(yè)期間碰傷面漆的風(fēng)險(xiǎn)；四是零件裝配具有一致性，方便控制，對提高制造質(zhì)量有極大的幫助。

3.4 后軸總成模塊化裝配

后軸總成模塊包括后制動器、后減震器、后軸、后手制動拉索等組成部件，如圖 2所示。進(jìn)行后軸總成模塊化裝配時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：第一，工裝是平面活動度應(yīng)達(dá) 360°，便于操作人員裝配；第二，裝配過程應(yīng)確保后軸總成支撐托快的牢固性、穩(wěn)定性，以免發(fā)生滑脫事件；第三，需合理設(shè)計(jì)吊點(diǎn)位置，保證安全、順利地將后軸總成轉(zhuǎn)運(yùn)至合裝小車；第四，旋轉(zhuǎn)工裝過程應(yīng)認(rèn)真評估四周空間環(huán)境，避免受到設(shè)備干擾。

4 模塊化裝配生產(chǎn)的應(yīng)用優(yōu)勢

第一，模塊化裝配能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)汽車裝配生產(chǎn)中生產(chǎn)環(huán)節(jié)繁多的缺陷，由串聯(lián)模式轉(zhuǎn)換為并聯(lián)模式，極大地縮減了裝配生長線長度，適用于各類車型的高效化、柔性化、高質(zhì)化生產(chǎn)，降低投資成本。第二，模塊化裝配可滿足大型企業(yè)大規(guī)模、多配置以及大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)要求，同時(shí)適用于綜合性區(qū)域和獨(dú)立車間的裝配生產(chǎn)工作，并且模塊化裝配多類零件設(shè)計(jì)為一個(gè)模塊進(jìn)行生產(chǎn)和組裝，然后再總裝各個(gè)模塊，既可以有效地避免組裝零部件數(shù)量與種類過多而出現(xiàn)漏裝、錯(cuò)裝的風(fēng)險(xiǎn)、減輕勞動強(qiáng)度，還提升了生產(chǎn)效率。第三，提升汽車制造企業(yè)的市場應(yīng)變能力和競爭力，模塊化裝配可實(shí)現(xiàn)多類車型的混合生產(chǎn)，能夠根據(jù)市場需求快速地對車型進(jìn)行合理地改進(jìn)，使企業(yè)具有較強(qiáng)的市場適應(yīng)與應(yīng)變能力。并且模塊接口具有其獨(dú)立性和標(biāo)準(zhǔn)性，如果需要改進(jìn)或者升級車型，只需要對相應(yīng)的模塊進(jìn)行單獨(dú)研發(fā)和調(diào)整，減少了研發(fā)改進(jìn)的時(shí)間和成本，有利于增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力。

5 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)技術(shù)的持續(xù)、快速進(jìn)步，汽車的市場需求也越來越高，同時(shí)消費(fèi)者對舒適、快捷、安全的需求也對汽車性能與質(zhì)量提出了更高的要求，基本需求也更加多樣化，這給汽車制造企業(yè)帶來了極大的挑戰(zhàn)。在此背景下，如何提高生產(chǎn)裝配效率、汽車質(zhì)量以及降低成本成為了提高企業(yè)效益和競爭力的關(guān)鍵，模塊化裝配生產(chǎn)是一種可減輕勞動強(qiáng)度、提升作業(yè)效率和制造質(zhì)量、降低成本的新型生產(chǎn)方式，汽車制造企業(yè)應(yīng)該合理應(yīng)用這一裝配生產(chǎn)技術(shù)，充分發(fā)揮其裝配生產(chǎn)優(yōu)勢，從而增強(qiáng)企業(yè)的整體實(shí)力。

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