黃盛夏 丁國寶 陳程
東風商用車技術(shù)中心試制部 湖北省十堰市 442001
隨著我國汽車市場日趨飽和,汽車企業(yè)競爭異常激烈,如何提升整車競爭力是每個汽車工作者面臨的課題。為了保證車輛的競爭力,車輛在投產(chǎn)前,需要進行多次的試制、試裝驗證,一般分為騾子車試制、工程試制和試生產(chǎn)等幾個階段。新車型主要通過裝配驗證、評審驗證和實驗驗證等方式,暴露投產(chǎn)后可能出現(xiàn)的問題,及時進行設(shè)計更改和生產(chǎn)準備,確保新車型量產(chǎn)后達到各項目標??傃b工藝主要在工程試制和試生產(chǎn)兩個階段進行重點驗證,以盡可能提前發(fā)現(xiàn)并解決裝配問題,并做好相應(yīng)的投產(chǎn)生產(chǎn)準備。
工程試制(Engineering Trial,簡稱ET)也稱S-LOT,一般在研發(fā)的試制部門完成,是按照設(shè)計部門提供的圖紙或數(shù)模將設(shè)計轉(zhuǎn)化為實物,或根據(jù)產(chǎn)品的描述,利用現(xiàn)有設(shè)備制作樣件、樣車。商用車的整車試制主要通過簡單的工裝,一般采用車架正裝形式進行裝配,為固定式工位或小流水線。
總裝工藝在此階段的主要職責為:在整車試制驗證過程中,分析問題產(chǎn)生的真正原因,解決通過裝配工藝調(diào)整可以消除的問題;將確認的設(shè)計問題反饋給設(shè)計部門并協(xié)助對策;關(guān)注在量產(chǎn)時的裝配工藝難點并提出改善建議等等。
不同車型可能匹配了不同的動力總成、駕駛室、電控系統(tǒng)等等;底盤零件品種數(shù)量多、布置形式也不相同,所以在工程試制過程中,整車匹配性的驗證十分重要。
整車是否可以按要求完成裝配并開動,是驗證整車匹配性的最主要標準。同時在整個裝配過程中,還需對整個裝配過程的細節(jié)進行驗證。
1.1.1 零部件間的匹配性驗證
據(jù)統(tǒng)計,零部件間不匹配在工程試制過程問題中所占比例最高,約占整個設(shè)計不良的半數(shù)左右。其中最主要的問題如:零部件之間安裝孔位不匹配、尼龍管和線束長度不合適、多系統(tǒng)之間零件不匹配等等??傃b工藝人員應(yīng)分析問題,并快速制定臨時對策,見圖1。
1.1.2 干涉的驗證
干涉問題為整車裝配過程中的常見問題,總裝工藝人員需要在整車裝配過程中,分析出干涉的真正原因,能通過裝配調(diào)整解決的干涉問題,可在工藝固化后消除。在裝配中應(yīng)關(guān)注細節(jié),發(fā)現(xiàn)容易被忽視的干涉點,防止不良的流出。具體干涉情況有管線干涉、
1.1.3 可運動部件的狀態(tài)驗證
整車上有很多零部件是可運動的,即屬于動態(tài)的零件。在這些零部件運動的過程中,和其他部件之間的相對尺寸會大幅度改變,所以在裝配過程中要模擬運動部件的過程位置和極限位置,通過裝配調(diào)整到最合適狀態(tài),以保證有足夠的可靠性。
圖1
(1)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(包括轉(zhuǎn)向拉桿、垂臂、車輪等)在汽車轉(zhuǎn)向操作時,會產(chǎn)生較大的位移,在左極限、右極限以及在運動過程中,容易和周圍零部件產(chǎn)生干涉。
(2)駕駛室在舉升下降過程中,會有較大程度的運動,容易和周圍相關(guān)零部件產(chǎn)生干涉,且在極限位置容易造成底盤連接駕駛室的管線緊繃等問題。
(3)懸架系統(tǒng)在車輛空載和重載時有不同的位置狀態(tài),所以周邊零件需留有足夠的間隙。
(4)動力總成及傳動系統(tǒng),在車輛行走時,發(fā)動機、變速箱會運行并振動、傳動軸會旋轉(zhuǎn),所以周圍其他部件必須要保證足夠的間隙。
在投產(chǎn)后的整車裝配成本中,影響最大的就是裝配效率,裝配效率的降低會影響車輛交付和整車成本。一些部件雖然可以裝配上,但裝配花費時間較長,就會降低裝配效率。所以在試制過程中,應(yīng)盡量模擬工廠投產(chǎn)時使用的工具和裝配方法,對裝配的便利性進行驗證,以便提早發(fā)現(xiàn)問題并更改。
(1)工具擰緊空間不足。包括沒有使用工具或套筒的操作空間、只能用扳手或特制工具擰緊等等。
(2)人機工程困難作業(yè)。包括需要長時間深蹲、負重、彎腰、鉆車底、上車架、進入車架內(nèi)側(cè)的作業(yè)等等。
(3)區(qū)分困難。包括管子無色標、多個零件外形相似、有多個裝配位置但無設(shè)計防錯等等。
(4)裝配便利性差。包括裝配過程中易與其他零件干涉、需多人配合長時間裝配、調(diào)整余量小需要強行裝配等等。
一些零件需要和多個零件組合裝配,而每個零件均有制造公差,如果零件加工無法滿足設(shè)計公差,或者多個零件公差累積,會出現(xiàn)零件無法裝配的問題。這些問題分析難度大,周期長,所以必須在工程試制階段分析清楚,與設(shè)計和供應(yīng)商充分溝通,使零部件加工精度在投產(chǎn)時不會影響整車裝配。
新的車型會有很多新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和新的裝配圖紙,會出現(xiàn)數(shù)據(jù)多余或缺少、數(shù)據(jù)錯誤、圖紙標注錯誤、制造路線錯誤等問題。這些問題在試制階段很容易更改,而量產(chǎn)階段再更改周期較長,會給生產(chǎn)帶來一系列影響。所以在試制階段需要嚴格按照數(shù)據(jù)和圖紙裝配,以便發(fā)現(xiàn)問題并準確更改。
試生產(chǎn)(Production Trial,簡稱PT)也稱為生產(chǎn)線試裝,一般是在總裝工廠的裝配流水線上進行,生產(chǎn)條件和投產(chǎn)車型一致,是新車型單臺或小批量的生產(chǎn)階段。
總裝工藝在此階段的主要職責為:驗證新車型在裝配線上的通過性,根據(jù)裝配便利性和節(jié)拍調(diào)整工藝布置和裝配方法、優(yōu)化工具工裝,制定工藝文件和工藝要求,驗證工程試制后設(shè)計變更的可行性等等。
商用車整車結(jié)構(gòu)較復雜、布置形式較多,而裝配線為了保證裝配效率和柔性化生產(chǎn),通常使用通用型的工裝工具。所以在新車型投產(chǎn)前,需要對新車型在裝配線的通過性進行驗證。通過性驗證通常從以下幾個方面展開判斷、制定判斷標準并記錄。
(1)吊具形式及承載能力:判斷目前生產(chǎn)線使用的各種吊具,是否能滿足新零件(通常為大總成件)的吊裝需要。
(2)裝配工具規(guī)格:判斷目前生產(chǎn)線使用的各種定扭工具(擰緊機、定扭風槍等),是否可以適用于新結(jié)構(gòu)的擰緊,并達到規(guī)定的力矩要求。
(3)工裝尺寸:車架、駕駛室、發(fā)動機、車橋等大總成,需要用工裝支撐起來進行裝配,故需要判斷目前生產(chǎn)線使用的工裝,能否支撐起這些大總成件并進行高效裝配。
(4)裝配主線的整體通過性:由于生產(chǎn)線會存在一些形式的變化,比如車架翻轉(zhuǎn)、提升主線以用于高位裝配、零件輸送自行小車輔助裝配等,所以車輛在整個裝配過程中,姿態(tài)是在不斷變化的。在試裝過程中要對車輛的各個姿態(tài)進行確認,以保證車輛能完整通過生產(chǎn)線。
(5)新型油輔料生產(chǎn)準備:現(xiàn)在的總裝線基本都是使用定量加注機進行油輔料加注,每個定量加注機都有固定的輸送管道(從油庫輸送),如果新車型需要新型油輔料,需要驗證目前的生產(chǎn)線條件,能否滿足多種油輔料的混流生產(chǎn)。
(6)其他:判斷目前的標定設(shè)備、檢測設(shè)備、防銹工藝等等能否滿足新車型的要求。
對于零件定置、裝配順序及裝配方法,需要在試裝時進行驗證和確定。
首先應(yīng)當考慮均衡裝配,將裝配作業(yè)分布到不同的工位和分裝點,使零件能夠最方便、最快捷的進行裝配,同時保證裝配作業(yè)的均衡性和裝配效率,使每個作業(yè)點的裝配時間在節(jié)拍之下。
當遇到裝配作業(yè)點無法滿足節(jié)拍要求,影響裝配效率的時候,優(yōu)先考慮工藝優(yōu)化來解決,當裝配工藝無法解決或工藝更改成本較大時,應(yīng)與設(shè)計部門溝通進行設(shè)計變更。
在試裝前,需要根據(jù)設(shè)計文件、圖紙及要求編制工藝文件(管理工程圖、工程作業(yè)表、制動管路圖等)并下發(fā)到現(xiàn)場,對裝配工時、輔料定額等進行確定。在試裝時對工藝文件進行驗證并修改,在車輛投產(chǎn)前定版。
在新車型投產(chǎn)前的工程試制和試生產(chǎn)兩個階段,通過不斷細化驗證重點、優(yōu)化驗證方法,并加強各部門溝通、相互協(xié)作,才能使車輛在投產(chǎn)時,在質(zhì)量、效率等多個方面達到最理想的狀態(tài)。