探討模塊化裝配生產在汽車總裝生產工藝中的應用

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)的生產裝配工藝不僅關系到汽車成品的質量，還關系到企業(yè)的總裝成本投入和利潤，在這一環(huán)節(jié)應用模塊化裝配具有提高裝配效率、提高裝配質量和降低成本等多種優(yōu)勢。本文主要從概念及特點、具體應用及應用優(yōu)勢 3個方面探討汽車總裝配生產工藝中模塊化裝配生產技

術的應用。關鍵詞：生產工藝；模塊化裝配生產；汽車總裝

1 前言

模塊化裝配是一種用于制造行業(yè)裝配生產的新型生產模式，在汽車制造中得到廣泛的應用。應用模塊化裝配生產不僅可以提升汽車制造質量、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)展具有極大的促進作用 [1-2]。以下主要討論模塊化裝配概念、特點和應用優(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

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流程，到 1997年才正式首次提出“模塊化”這一生產概念 [3]。模塊也被歸入產品的一部分，包括輸出、輸入接口與幾何連接扣，將同類或相關的模塊進行排列組合最后完成最終產品，每個模塊均是汽車設計及制造相對獨立又可通用的功能單元。模塊主要具有 3個特點，一是獨立性，在汽車生產的整個流程科對每個模塊進行單獨地設計、修改、調試、制造，相對獨立有利于各企業(yè)的專業(yè)化化生產；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構特征，因此能夠實現(xiàn)模塊系列內部以及跨系列間的通用；三是互換性，各個模塊接口部分的設計均有一定的參數(shù)、尺寸和結構的標準，因此型號相同的模塊均可實現(xiàn)互換，能夠很好地滿足各類產品的生產需求 [4]。

3 在汽車總裝生產工藝中的具體應用

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向器、下控制臂、前穩(wěn)定桿、副車架、左右制動器、轉向高油管、橫拉桿等總成部件；動力總成包括壓縮機、阻力轉向泵、驅動軸、變速器、起動機、發(fā)動機等總成部件；對兩個模塊分別進行組裝，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，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)車型結構選取合適的定位方式，如有必要可自行設計適用的定位方法；第三，支撐托盤應確保有 360°的旋轉度，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、轉向管柱和儀表盤本體等部件。在進行模塊化設計時主要注意 6個方面的因素：第一，儀表盤橫梁需確保中間軸具備足夠的強度，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)量應嚴格按照相關要求設計；第三，儀表盤本體材質性能良好，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工程有關要求相符合；第五，根據(jù)車型與相關工裝要求確定儀表盤翻轉方式；第六，橫梁兩端應焊接定位稍，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，還應充分考慮助力機械手部件的相關設計要點，主要有四點：一是認真校核前門左右兩處設計以及室內空間，保證機械手能夠在車內順利出入；二是結合機型以及客戶要求確定機械手抓取方式，通常選用支座托起或者稍孔式；三是機械手的移動速度應同流水線速度保持一致，且設置機械手移動達最大行程位時的報警裝置；四是應遵循三點定位原理，避免機械手抓取過程發(fā)儀表臺部件旋轉的情況。

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，能夠通過電檢設備進行電路的檢查以排查異常隱患；二是可利用機械手進行儀表盤總成抓取等操作，極大地減輕操作員的工作強度；三是可保障車身同儀表盤的精準定位；四是能夠縮減室內作業(yè)次數(shù)與頻率，將面漆碰傷、遺留部件等風險降到最低。

3.3 車門模塊化裝配

車門模塊包括密封條、門護板、外后視鏡、玻璃升降裝置、揚聲器、車門線束等部件，在進行模塊化裝配時需要注意 2個方面。一方面，車門張開角度達到最大位時，內部線束端子與門線束端子應有足夠的插接空間，通常以 Y方向為準預留 8～ 10mm左右的插接空間，便于護套的安裝以及端子的插接；另一方面，門鉸鏈應為可拆式設計結構，通常選用拆螺旋式和拆軸式 2種，在拆裝連接螺旋前應確認無其他零部件遮擋，同時控制好力矩，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。應用模塊化裝配方式進行車門裝配具有多種有優(yōu)點：第一，操作人員能夠不借助彎腰、靠、躺等方式，而直接進行裝配生產工作，勞動強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；三是室內相關操作中，操作人員無需進行開關門的操作，極大地降低作業(yè)期間碰傷面漆的風險；四是零件裝配具有一致性，方便控制，對提高制造質量有極大的幫助。

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。進行后軸總成模塊化裝配時需注意以下幾點：第一，工裝是平面活動度應達 360°，便于操作人員裝配；第二，裝配過程應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，需合理設計吊點位置，保證安全、順利地將后軸總成轉運至合裝小車；第四，旋轉工裝過程應認真評估四周空間環(huán)境，避免受到設備干擾。

4 模塊化裝配生產的應用優(yōu)勢

第一，模塊化裝配能夠彌補傳統(tǒng)汽車裝配生產中生產環(huán)節(jié)繁多的缺陷，由串聯(lián)模式轉換為并聯(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、高質化生產，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的生產要求，同時適用于綜合性區(qū)域和獨立車間的裝配生產工作，并且模塊化裝配多類零件設計為一個模塊進行生產和組裝，然后再總裝各個模塊，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、錯裝的風險、減輕勞動強度，還提升了生產效率。第三，提升汽車制造企業(yè)的市場應變能力和競爭力，模塊化裝配可實現(xiàn)多類車型的混合生產，能夠根據(jù)市場需求快速地對車型進行合理地改進，使企業(yè)具有較強的市場適應與應變能力。并且模塊接口具有其獨立性和標準性，如果需要改進或者升級車型，只需要對相應的模塊進行單獨研發(fā)和調整，減少了研發(fā)改進的時間和成本，有利于增強企業(yè)的市場競爭力。

5 結語

隨著社會經濟和生產技術的持續(xù)、快速進步，汽車的市場需求也越來越高，同時消費者對舒適、快捷、安全的需求也對汽車性能與質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，如何提高生產裝配效率、汽車質量以及降低成本成為了提高企業(yè)效益和競爭力的關鍵，模塊化裝配生產是一種可減輕勞動強度、提升作業(yè)效率和制造質量、降低成本的新型生產方式，汽車制造企業(yè)應該合理應用這一裝配生產技術，充分發(fā)揮其裝配生產優(yōu)勢，從而增強企業(yè)的整體實力。

參考文獻：

[1]李紅彬宋萍萍 .汽車零部件模塊化裝配作業(yè)分析應用研究 [J].汽車實用技術， 2015（10）： 29-32.

[2]石康偉 .模塊化裝配生產在汽車總裝生產工藝中的實踐分析 [J].電子制作，2015（06）： 247.

[3]袁鳳，張連瑩 .模塊化裝配生產在汽車總裝生產工藝中的應用 [J].中小企業(yè)管理與科技下旬刊，2016（02）：213-214.

[4]楊軍偉 .模塊化裝配生產在汽車總裝生產工藝中的運用 [J].硅谷，2013（17）：11-13.