郭稱勇，肖康寶 Guo Chengyong，Xiao Kangbao

汽車頂棚模塊化裝配工藝研究

郭稱勇，肖康寶
Guo Chengyong，Xiao Kangbao

（廣州汽車集團股份有限公司 汽車工程研究院，廣東 廣州 511434）

汽車頂棚裝配過程中，出現裝配工人經常抱怨人機性差、頂棚裝配品質不良的問題。通過對現有非集成頂棚設計及裝配工藝進行分析研究，采用人機仿真的方法，提出采用頂棚模塊化設計解決方案，可徹底解決裝配工藝性差及裝配品質不良的問題。介紹了頂棚模塊化設計及模塊化裝配工藝，分析頂棚模塊化產品設計及工藝設計過程關鍵因素。研究表明，汽車頂棚采用模塊化設計方法，可有效解決非集成頂棚裝配人機性差、裝配品質差、現場管理復雜等問題。在前期產品設計過程中，實施對產品設計及工藝設計約束，可提升頂棚裝配工藝性及裝配品質。

汽車；頂棚；模塊化；裝配；工藝設計

0 引 言

隨著現代汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，市場競爭日趨激烈，如何提高裝配效率、裝配質量成為汽車廠家贏得市場競爭的關鍵。而頂棚的裝配品質一直是汽車行業(yè)內重點、難點，頂棚的裝配工藝性直接決定頂棚裝配品質。在總裝車間生產過程，經常會遇到工人反饋裝配工藝性差及裝配品質難保證的問題，嚴重影響整車質量，增加工人抱怨及客戶投拆，降低客戶滿意度。為解決頂棚裝配工藝性差及裝配品質不穩(wěn)定的問題，提出頂棚模塊化設計及模塊化裝配的解決方案。

1 頂棚非集成裝配

1.1 非集成裝配工藝流程

頂棚非集成裝配工藝采用串聯(lián)裝配，裝配順序依次按頂棚線束、頂棚、遮陽板、乘客拉手、前閱讀燈、后閱讀燈等依次裝配至車身，如圖1所示，操作均需要在車內進行。頂棚投入采用人工投入，需要多人同時配合操作完成頂棚裝配。

圖1 頂棚非集成裝配工藝流程

1.2 非集成裝配問題

1）裝配人機性差。頂棚附件及頂棚裝配至車身，工人頻繁進出蹲坐車內，易造成腰肌勞損等職業(yè)病。仿真分析人機評價得分為7分（很不舒服，需要立即改善），如圖2所示。

（a）裝配頻繁進出車內（b）裝配蹲座在車內 （c）人體模型仿真分析（d）勞動強度分析結果為7分

2）人工裝配頂棚品質差。頂棚在人工投入車身過程中邊沿易出現褶皺質量問題，人員頻繁進出車內，易出現踩踏傷到地板線束、控制器、車身鈑金等風險，如圖3所示。

3）主線工時較長，現場管理復雜，不利于節(jié)拍提升，非集成裝配與模塊化裝配工時對比情況如圖4所示。

（a）車內踩踏現象（b）人工投入裝配

圖4 裝配工時對比結果

2 頂棚模塊化裝配

2.1 模塊化裝配工藝流程

頂棚模塊化裝配工藝采用并聯(lián)裝配，依次按頂棚線束、遮陽板、乘客拉手、前閱讀燈、后閱讀燈等裝配至頂棚上，避免在車內作業(yè)，如圖5所示。頂棚模塊總成裝配至車身通常采用助力臂投入。

圖5 頂棚模塊化裝配流程

2.2 頂棚模塊化裝配優(yōu)勢

1）模塊化裝配操作人機性好。頂棚線束、遮陽板、乘客拉手、前閱讀燈、后閱讀燈等頂棚附件線下分裝至頂棚，避免車內下蹲和仰頭操作，避免造成腰肌勞損職業(yè)病，如圖6所示，仿真分析人機評價得分為3分（較為舒適，無需改善）。

2）模塊化裝配品質有保證。頂棚附件線下分裝至頂棚，無需在車內作業(yè)，避免踩踏車內線束、控制器、鈑金等零件。頂棚模塊化裝配通常采用助力臂裝配，避免出現人工投入時頂棚易褶皺的質量問題，如圖7所示。

（a）人體模型仿真分析（頂棚附件線下分裝至頂棚）（b）勞動強度分析結果為3分

（a）頂棚附件線下分裝（b）頂棚模塊助力臂裝配

3）頂棚模塊化裝配，主線工時較短，現場管理簡單，效率提升，利于節(jié)拍提升及現場生產調整。

3 頂棚模塊化設計

從頂棚裝配工藝及裝配品質考慮，建議采用頂棚模塊化設計。通常是在頂棚廠家進行頂棚附件裝配，包括頂棚線束、遮陽板、乘客拉手、前閱讀燈、后閱讀燈、緩沖墊塊等，再以總成狀態(tài)提供到整車廠進行裝配，頂棚模塊固定至車身采用金屬卡扣的形式。在產品設計階段，提出產品設計約束以及合理工藝規(guī)劃設計，保證量產時頂棚的裝配工藝性及裝配質量。

3.1 頂棚線束

頂棚線束與頂棚固定通常采用貼片粘接固定方式和熱熔膠固定方式，如圖8所示。頂棚需要設計頂棚線束走向標志，采用貼片粘接固定，需要在頂棚上設計貼片粘貼位置標志線；采用熱熔膠固定，需要設計熱熔膠線。

（a）貼片粘接固定線束（b）熱熔膠固定線束

3.2 乘客拉手

乘客拉手通過過渡支架線下固定至頂棚，采用金屬卡扣的裝配形式卡接至車身，如圖9所示。金屬卡扣精度要求較高，拉手裝配需要設計安裝定位工裝。

（a）乘客拉手裝配流程（b）乘客拉手裝配結構

3.3 遮陽板

遮陽板通過過渡支架線下裝配至頂棚，采用金屬卡扣的裝配形式卡接至車身，如圖10所示。金屬卡扣精度要求較高，遮陽板裝配需要設計安裝定位工裝。

（a）遮陽板裝配流程（b）遮陽板裝配結構

3.4 前、后閱讀燈

閱讀燈通過過渡支架線下裝配至頂棚，采用金屬卡扣結構固定至車身，如圖11所示，金屬卡扣精度要求較高，卡扣裝配需要設計安裝定位工裝。

（a）閱讀燈裝配流程（b）閱讀燈裝配結構

3.5 其他零件

洗滌水管通常通過熱熔膠粘貼至頂棚，如圖12所示。麥克風通常采用卡接結構固定至頂棚，如圖13所示。

圖12 洗滌水管固定圖13 麥克風固定

4 總 結

通過對傳統(tǒng)頂棚非集成裝配與頂棚模塊化裝配工藝對比分析，通過人機仿真分析的方法，從頂棚裝配工藝性及頂棚裝配品質角度考慮，得出采用頂棚模塊化設計的結論。在前期產品設計之初，對頂棚及頂棚附件提出產品設計約束，滿足頂棚模塊化工藝設計要求，從而提高頂棚的裝配工藝性以及裝配品質。

2019-05-13

U463.81.06

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2019.04.012

1002-4581（2019）04-0044-03