◎?qū)O洪鑫

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模塊化裝配生產(chǎn)在汽車(chē)總裝生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用

◎?qū)O洪鑫

隨著人們生活質(zhì)量的提高及現(xiàn)代科技的發(fā)展，人們對(duì)汽車(chē)裝配的舒適度及質(zhì)量性能等提出了越來(lái)越高的發(fā)展要求。許多汽車(chē)制造商不斷開(kāi)發(fā)新的車(chē)型和裝配，積極提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，以更好地提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。作為汽車(chē)制造的重要環(huán)節(jié)，在汽車(chē)總裝工藝中應(yīng)用模塊化裝配生產(chǎn)，能有效減少汽車(chē)生產(chǎn)周期，提高汽車(chē)裝配質(zhì)量，對(duì)促進(jìn)汽車(chē)企業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。本文闡述了模塊化裝配生產(chǎn)的概念及在汽車(chē)總裝生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在此基礎(chǔ)上對(duì)其在汽車(chē)總裝生產(chǎn)工藝中的有效應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)的分析和探討，以期對(duì)促進(jìn)汽車(chē)總裝工藝技術(shù)的發(fā)展有一定的參考借鑒價(jià)值。

目前我國(guó)的汽車(chē)行業(yè)發(fā)展迅速，汽車(chē)相關(guān)零件的機(jī)加工水平也不斷提高。但相對(duì)來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)的汽車(chē)裝配技術(shù)還比較落后，與國(guó)外相比相差很大，這也是造成我國(guó)汽車(chē)工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力差的主要因素。一輛高性能的汽車(chē)不僅要有合格的零部件質(zhì)量，還需要有高水平的裝配工藝，才能切實(shí)保證汽車(chē)產(chǎn)品的整體質(zhì)量。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的深入發(fā)展，為更好地應(yīng)對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，我國(guó)的諸多汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家積極汽車(chē)總裝生產(chǎn)工藝中應(yīng)用模塊化裝配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)裝配模式的模塊化和系統(tǒng)化的轉(zhuǎn)變。

模塊化裝配生產(chǎn)

所謂模塊，是組成產(chǎn)品的基本單位，而配件是產(chǎn)品的一部分，也就是將獨(dú)立的配件整合起來(lái)，形成一個(gè)更大單位的過(guò)程。在傳統(tǒng)的工藝制造或者裝配工藝中并沒(méi)有模塊化的概念，而只是進(jìn)行分裝和部裝、組裝的工藝過(guò)程。一件產(chǎn)品的形成是眾多的模塊按照一定順序的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，且每個(gè)模塊都有獨(dú)立的功能和自身幾何形狀輸入輸出及連接端口等，以實(shí)現(xiàn)組合產(chǎn)品的互換和重用。具體來(lái)講，模塊的主要特征表現(xiàn)為獨(dú)立性、通用性和互換性。獨(dú)立性表示不同的專(zhuān)業(yè)化企業(yè)為更好地滿(mǎn)足生產(chǎn)，可對(duì)模塊進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)計(jì)、制造、修改和調(diào)試等；互換性體現(xiàn)在模塊的接口結(jié)構(gòu)、參數(shù)及尺寸等設(shè)計(jì)完全符合標(biāo)準(zhǔn)化，可以自由進(jìn)行模塊間的互換，以滿(mǎn)足不同產(chǎn)品生產(chǎn)的需要；模塊的通用性則體現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)跨系列產(chǎn)品間的通用。因此，基于模塊的特性可以得出模塊裝配生產(chǎn)過(guò)程可單獨(dú)存在，并不用依附總裝生產(chǎn)線(xiàn)，以更好地實(shí)現(xiàn)不同功能模塊的組合配置，最大化地滿(mǎn)足客戶(hù)的定制需求。同時(shí)，作為一種新的生產(chǎn)工藝，模塊化裝配商生產(chǎn)還能有效減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，只需關(guān)注模塊之間的邏輯功能，從而提高產(chǎn)品的可靠性和管理質(zhì)量。因此可以說(shuō)應(yīng)用模塊化裝配商場(chǎng)，可實(shí)現(xiàn)多種設(shè)計(jì)思路，從而更好地滿(mǎn)足不同的市場(chǎng)人群。

汽車(chē)總裝生產(chǎn)中的模塊化

汽車(chē)總裝生產(chǎn)中的模塊化含義。汽車(chē)生產(chǎn)工藝圍繞降低成本，構(gòu)造性能安全汽車(chē)這一主題，經(jīng)歷了從上世紀(jì)初的流水化流水化生產(chǎn)到當(dāng)前的精益化生產(chǎn)的漫長(zhǎng)發(fā)展過(guò)程。尤其是近些年來(lái)，也有一些汽車(chē)制造企業(yè)對(duì)汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)化配件進(jìn)行了改良，實(shí)現(xiàn)了不同車(chē)型共用一種配件。這一局面的出現(xiàn)，不僅有利削減了汽車(chē)生產(chǎn)的投入成本，還在一定程度上促進(jìn)了不同車(chē)型的同步生產(chǎn)，也使得汽車(chē)總裝工藝逐漸走向系統(tǒng)化，出現(xiàn)了模塊化的裝配生產(chǎn)?；谏鲜鰧?duì)模塊概念的分析可以得知，汽車(chē)總裝中的模塊化裝配生產(chǎn)工藝主要就是將汽車(chē)的多個(gè)獨(dú)立配件進(jìn)行組裝和整合，形成一個(gè)綜合的產(chǎn)品單元。

基于這一生產(chǎn)原理，目前主要出現(xiàn)了兩種不同的汽車(chē)總裝生產(chǎn)理念，一種是電子控制集約化生產(chǎn)，主要以日系汽車(chē)為代表；另一種是實(shí)現(xiàn)零配件與產(chǎn)品多功能結(jié)構(gòu)的復(fù)雜聯(lián)系，主要以德系汽車(chē)為代表。汽車(chē)的模塊化生產(chǎn)工藝就是由這兩種不同的生產(chǎn)理念共同筑造的。如對(duì)于德系汽車(chē)來(lái)說(shuō)，其主要生產(chǎn)模塊構(gòu)成是車(chē)門(mén)總系統(tǒng)、動(dòng)力構(gòu)成、儀表構(gòu)成及車(chē)前系統(tǒng)等；而日系汽車(chē)的模塊開(kāi)發(fā)則包括車(chē)身控制、多媒體系統(tǒng)、制動(dòng)設(shè)置及安全系統(tǒng)等。實(shí)現(xiàn)汽車(chē)系統(tǒng)模塊的總裝配生產(chǎn)，能在很大程度上縮短生產(chǎn)時(shí)間，降低了成本，同時(shí)也將促進(jìn)生產(chǎn)工藝的有利改善。

汽車(chē)總裝工藝中應(yīng)用模塊化裝配生產(chǎn)的意義。較之傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，模塊化裝配生產(chǎn)的額成本投入并沒(méi)有明顯的減少，但其在生產(chǎn)過(guò)程中體現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)勢(shì)也是無(wú)可取代的。汽車(chē)模塊化裝配生產(chǎn)主要是將構(gòu)成產(chǎn)品的不同系統(tǒng)分為模塊進(jìn)行生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了不同車(chē)型零部件的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)其他新技術(shù)的搭載，在保證車(chē)型品質(zhì)的同時(shí)又使其更具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因而可以說(shuō)模塊化有助于保證汽車(chē)總裝生產(chǎn)的靈活性，有效減少零部件的生產(chǎn)數(shù)量和產(chǎn)線(xiàn)復(fù)雜難度，從而實(shí)現(xiàn)裝配難度的降低，以便于更好地進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。

同時(shí)，汽車(chē)總裝生產(chǎn)應(yīng)用模塊化裝配技術(shù)之后，也將縮短生產(chǎn)線(xiàn)的長(zhǎng)度，減少流水線(xiàn)生產(chǎn)人員的數(shù)量，從而有效降低生產(chǎn)成本，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益，并能逐漸形成汽車(chē)行業(yè)新的制造形態(tài)，促進(jìn)汽車(chē)制造行業(yè)的技術(shù)改革。此外，在人們對(duì)汽車(chē)舒適度及安全性能日漸增高的要求下，汽車(chē)行業(yè)積極引進(jìn)模塊化裝配生產(chǎn)，也能促使汽車(chē)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)由產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到品牌上，這也有助于汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)在進(jìn)行制造方案設(shè)計(jì)的過(guò)程中積極尋找最優(yōu)秀的裝配模塊并進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，以在保證汽車(chē)生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，打造屬于企業(yè)自身的特色品牌。

模塊化裝配生產(chǎn)在汽車(chē)總裝生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用

在汽車(chē)總裝生產(chǎn)工藝中，傳統(tǒng)上采用的是零件逐一加工的裝配生產(chǎn)方式，工序較為復(fù)雜，裝配效率也較低。而應(yīng)用模塊化裝配生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了并行的生產(chǎn)流程，大大提高了工作效率。也就是說(shuō)模塊化裝配生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了不同生產(chǎn)線(xiàn)的同時(shí)工作，并能在總裝線(xiàn)上進(jìn)行有效整合，最終完成一輛汽車(chē)的生產(chǎn)。模塊化裝配生產(chǎn)的區(qū)域可以設(shè)置在相對(duì)獨(dú)立的車(chē)間或者總裝場(chǎng)地旁等，也能通過(guò)供應(yīng)商模塊化的供貨形式來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)。在模塊化裝配生產(chǎn)的總裝線(xiàn)上實(shí)施的管理方式是集約化的管理，原有汽車(chē)總裝生產(chǎn)模式中需裝配的零部件多達(dá)兩萬(wàn)多個(gè)，而應(yīng)用模塊化裝配生產(chǎn)只需進(jìn)行2000多個(gè)零部件的生產(chǎn)，從而使總裝線(xiàn)及汽車(chē)裝配時(shí)間大大縮短，有著較好的時(shí)間效益。

如汽車(chē)生產(chǎn)制造廠(chǎng)對(duì)汽車(chē)零部件進(jìn)行了模塊集成，將發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等同歸底盤(pán)模塊，通過(guò)集成的模塊進(jìn)行完整汽車(chē)的組合，這就避免了傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中將發(fā)動(dòng)機(jī)裝入整車(chē)的生產(chǎn)流程。以這種模塊化裝配生產(chǎn)方式進(jìn)行總裝生產(chǎn)的簡(jiǎn)單工藝流程如圖1所示。

一般來(lái)講，不論是那種形式汽車(chē)的總裝生產(chǎn)，其應(yīng)用到的模塊化裝配生產(chǎn)工藝都主

要包括儀表板模塊、動(dòng)力總成、底盤(pán)模塊、前端模塊及車(chē)門(mén)模塊、后橋總成模塊等。實(shí)現(xiàn)這幾大模塊的精簡(jiǎn)裝配作業(yè)，就能在很大程度上促進(jìn)汽車(chē)總體裝配生產(chǎn)效率的提高。本文對(duì)其中的幾種模塊設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行了如下分析：

前端端模。傳統(tǒng)的汽車(chē)前端是類(lèi)似框架式的結(jié)構(gòu)，并采用焊接的方式實(shí)現(xiàn)前端零件的相互鏈接。而應(yīng)用模塊化裝配生產(chǎn)，就可以將汽車(chē)的前端框架、前大燈、冷凝器、散熱器、進(jìn)出水管以及前機(jī)蓋鎖、保險(xiǎn)杠防撞梁等組合成一個(gè)整體的前端模塊，并采用開(kāi)口的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分裝，待分裝完成之后再運(yùn)送到總裝線(xiàn)上，實(shí)現(xiàn)與車(chē)身的鏈接。這就需要在進(jìn)行前端模塊框架的裝配過(guò)程中，保證在有足夠的強(qiáng)度和剛度的前提下，采用螺紋實(shí)現(xiàn)與車(chē)身的連接。與此同時(shí)，還需注意前機(jī)蓋鎖、散熱器、冷凝器等需有足夠的裝配空間；保險(xiǎn)杠、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋等也需要與大燈之間有一定的間隙和平度要求等?？傊?，在前端模塊設(shè)計(jì)應(yīng)用的過(guò)程中，要綜合考慮各部分之間的插接和位置固定，以保證整個(gè)模塊的合理性和科學(xué)性。

儀表板模塊。影響汽車(chē)銷(xiāo)售和乘員安全保障的最主要的因素就是儀表板，其外觀和質(zhì)量的設(shè)計(jì)很重要。當(dāng)前汽車(chē)模塊化生產(chǎn)技術(shù)中，儀表板模塊也是其中的熱點(diǎn)領(lǐng)域?？傮w來(lái)說(shuō)，汽車(chē)的儀表板模塊主要包括CCB管柱、儀表線(xiàn)束、HVAC總成、手套箱、儀表板、轉(zhuǎn)向管柱等。這一模塊相對(duì)較為集成化，可由供貨商總成供貨，以減少產(chǎn)線(xiàn)長(zhǎng)度。在這一模塊的設(shè)計(jì)和應(yīng)用過(guò)程中，要對(duì)各零部件維修的可接近性進(jìn)行綜合的考慮，保證足夠的維修空間等。

車(chē)門(mén)模塊。實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)的模塊化裝置，可減少汽車(chē)車(chē)身漆面的劃傷，確保駕駛座零部件裝配的接近性，并能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線(xiàn)上的機(jī)械結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，促進(jìn)整車(chē)裝配質(zhì)量的提高。這一模塊的主要構(gòu)成部件有車(chē)門(mén)把手、門(mén)鎖、揚(yáng)聲器、后視鏡、限位器以及玻璃升降系統(tǒng)等。保證車(chē)門(mén)的拆裝及后續(xù)修理功能要求是進(jìn)行車(chē)門(mén)模塊裝配設(shè)計(jì)的首要條件，這就需要在設(shè)計(jì)應(yīng)用中確保各線(xiàn)束之間連接的可靠性，保證不影響其他零件的裝配；在進(jìn)行車(chē)門(mén)安裝時(shí)留有一定的平度和間隙，滿(mǎn)足拆裝基本要求；同時(shí)要具備一定的可檢測(cè)性。另外，進(jìn)行車(chē)門(mén)模塊的裝配，可在下線(xiàn)板鏈上完成，在所有內(nèi)飾件完成裝配之后，再在外圍進(jìn)行車(chē)門(mén)線(xiàn)束的連接，完成與整車(chē)的裝配。

底盤(pán)模塊。汽車(chē)制造商之間的競(jìng)爭(zhēng)最主要的就是汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)或底盤(pán)技術(shù)，也就是汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)。汽車(chē)的底盤(pán)模塊主要包括動(dòng)力系統(tǒng)、油箱總成、排氣管總成以及常規(guī)的前懸、后懸等。多個(gè)組成部分實(shí)現(xiàn)了一體化的集成和自動(dòng)化的裝配，有助于柔性化和車(chē)托盤(pán)的實(shí)現(xiàn)。進(jìn)行底盤(pán)模塊裝配的應(yīng)用設(shè)計(jì)，需保證前托盤(pán)和后托盤(pán)作用的發(fā)揮，更好地進(jìn)行支撐定位。底盤(pán)模塊化裝配有力解決了人機(jī)裝配性差等問(wèn)題，提高了產(chǎn)品的柔性化生產(chǎn)能力。

綜上所述，隨著科技的發(fā)展，諸多的新工藝、新設(shè)備和新技術(shù)等逐漸在汽車(chē)工業(yè)生產(chǎn)中得以應(yīng)用，促進(jìn)了汽車(chē)生產(chǎn)制造技術(shù)的改革，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)總裝的模塊化裝配生產(chǎn)已成為時(shí)代發(fā)展的一種必然趨勢(shì)。在汽車(chē)總裝生產(chǎn)中應(yīng)用模塊化裝配工藝，能有效降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，因而有著廣闊的發(fā)展前景。作為汽車(chē)制造企業(yè)，也應(yīng)該積極進(jìn)行模塊化裝配生產(chǎn)工藝的研究，充分發(fā)揮其在汽車(chē)總裝生產(chǎn)工藝中的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值，促進(jìn)我國(guó)汽車(chē)制造行業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力的提高。

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