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

◎?qū)O洪鑫

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模塊化裝配生產(chǎn)在汽車總裝生產(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，人們對汽車裝配的舒適度及質(zhì)量性能等提出了越來越高的發(fā)展要求。許多汽車制造商不斷開發(fā)新的車型和裝配，積極提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，以更好地提高產(chǎn)品的市場競爭力。作為汽車制造的重要環(huán)節(jié)，在汽車總裝工藝中應(yīng)用模塊化裝配生產(chǎn)，能有效減少汽車生產(chǎn)周期，提高汽車裝配質(zhì)量，對促進汽車企業(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)的概念及在汽車總裝生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用優(yōu)勢，在此基礎(chǔ)上對其在汽車總裝生產(chǎn)工藝中的有效應(yīng)用進行了相關(guān)的分析和探討，以期對促進汽車總裝工藝技術(shù)的發(fā)展有一定的參考借鑒價值。

目前我國的汽車行業(yè)發(fā)展迅速，汽車相關(guān)零件的機加工水平也不斷提高。但相對來說，國內(nèi)的汽車裝配技術(shù)還比較落后，與國外相比相差很大，這也是造成我國汽車工業(yè)競爭力差的主要因素。一輛高性能的汽車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，才能切實保證汽車產(chǎn)品的整體質(zhì)量。隨著經(jīng)濟全球化的深入發(fā)展，為更好地應(yīng)對激烈的市場競爭，我國的諸多汽車生產(chǎn)廠家積極汽車總裝生產(chǎn)工藝中應(yīng)用模塊化裝配技術(shù)，實現(xiàn)了汽車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，也就是將獨立的配件整合起來，形成一個更大單位的過程。在傳統(tǒng)的工藝制造或者裝配工藝中并沒有模塊化的概念，而只是進行分裝和部裝、組裝的工藝過程。一件產(chǎn)品的形成是眾多的模塊按照一定順序的組合來實現(xiàn)的，且每個模塊都有獨立的功能和自身幾何形狀輸入輸出及連接端口等，以實現(xiàn)組合產(chǎn)品的互換和重用。具體來講，模塊的主要特征表現(xiàn)為獨立性、通用性和互換性。獨立性表示不同的專業(yè)化企業(yè)為更好地滿足生產(chǎn)，可對模塊進行單獨的設(shè)計、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)計完全符合標(biāo)準(zhǔn)化，可以自由進行模塊間的互換，以滿足不同產(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)過程可單獨存在，并不用依附總裝生產(chǎn)線，以更好地實現(xiàn)不同功能模塊的組合配置，最大化地滿足客戶的定制需求。同時，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。因此可以說應(yīng)用模塊化裝配商場，可實現(xiàn)多種設(shè)計思路，從而更好地滿足不同的市場人群。

汽車總裝生產(chǎn)中的模塊化

汽車總裝生產(chǎn)中的模塊化含義。汽車生產(chǎn)工藝圍繞降低成本，構(gòu)造性能安全汽車這一主題，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)的漫長發(fā)展過程。尤其是近些年來，也有一些汽車制造企業(yè)對汽車的標(biāo)準(zhǔn)化配件進行了改良，實現(xiàn)了不同車型共用一種配件。這一局面的出現(xiàn)，不僅有利削減了汽車生產(chǎn)的投入成本，還在一定程度上促進了不同車型的同步生產(chǎn)，也使得汽車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)。基于上述對模塊概念的分析可以得知，汽車總裝中的模塊化裝配生產(chǎn)工藝主要就是將汽車的多個獨立配件進行組裝和整合，形成一個綜合的產(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)，主要以日系汽車為代表；另一種是實現(xiàn)零配件與產(chǎn)品多功能結(jié)構(gòu)的復(fù)雜聯(lián)系，主要以德系汽車為代表。汽車的模塊化生產(chǎn)工藝就是由這兩種不同的生產(chǎn)理念共同筑造的。如對于德系汽車來說，其主要生產(chǎn)模塊構(gòu)成是車門總系統(tǒng)、動力構(gòu)成、儀表構(gòu)成及車前系統(tǒng)等；而日系汽車的模塊開發(fā)則包括車身控制、多媒體系統(tǒng)、制動設(shè)置及安全系統(tǒng)等。實現(xiàn)汽車系統(tǒng)模塊的總裝配生產(chǎn)，能在很大程度上縮短生產(chǎn)時間，降低了成本，同時也將促進生產(chǎn)工藝的有利改善。

汽車總裝工藝中應(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)的額成本投入并沒有明顯的減少，但其在生產(chǎn)過程中體現(xiàn)出來的優(yōu)勢也是無可取代的。汽車模塊化裝配生產(chǎn)主要是將構(gòu)成產(chǎn)品的不同系統(tǒng)分為模塊進行生產(chǎn)，從而實現(xiàn)了不同車型零部件的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，同時又能實現(xiàn)其他新技術(shù)的搭載，在保證車型品質(zhì)的同時又使其更具有競爭優(yōu)勢。因而可以說模塊化有助于保證汽車總裝生產(chǎn)的靈活性，有效減少零部件的生產(chǎn)數(shù)量和產(chǎn)線復(fù)雜難度，從而實現(xiàn)裝配難度的降低，以便于更好地進行質(zhì)量監(jiān)控。

同時，汽車總裝生產(chǎn)應(yīng)用模塊化裝配技術(shù)之后，也將縮短生產(chǎn)線的長度，減少流水線生產(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)濟效益，并能逐漸形成汽車行業(yè)新的制造形態(tài)，促進汽車制造行業(yè)的技術(shù)改革。此外，在人們對汽車舒適度及安全性能日漸增高的要求下，汽車行業(yè)積極引進模塊化裝配生產(chǎn)，也能促使汽車行業(yè)的競爭由產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到品牌上，這也有助于汽車生產(chǎn)企業(yè)在進行制造方案設(shè)計的過程中積極尋找最優(yōu)秀的裝配模塊并進行改進和優(yōu)化，以在保證汽車生產(chǎn)質(zhì)量的同時，打造屬于企業(yè)自身的特色品牌。

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

在汽車總裝生產(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)實現(xiàn)了并行的生產(chǎn)流程，大大提高了工作效率。也就是說模塊化裝配生產(chǎn)實現(xiàn)了不同生產(chǎn)線的同時工作，并能在總裝線上進行有效整合，最終完成一輛汽車的生產(chǎn)。模塊化裝配生產(chǎn)的區(qū)域可以設(shè)置在相對獨立的車間或者總裝場地旁等，也能通過供應(yīng)商模塊化的供貨形式來進行生產(chǎn)。在模塊化裝配生產(chǎn)的總裝線上實施的管理方式是集約化的管理，原有汽車總裝生產(chǎn)模式中需裝配的零部件多達兩萬多個，而應(yīng)用模塊化裝配生產(chǎn)只需進行2000多個零部件的生產(chǎn)，從而使總裝線及汽車裝配時間大大縮短，有著較好的時間效益。

如汽車生產(chǎn)制造廠對汽車零部件進行了模塊集成，將發(fā)動機、變速箱等同歸底盤模塊，通過集成的模塊進行完整汽車的組合，這就避免了傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中將發(fā)動機裝入整車的生產(chǎn)流程。以這種模塊化裝配生產(chǎn)方式進行總裝生產(chǎn)的簡單工藝流程如圖1所示。

一般來講，不論是那種形式汽車的總裝生產(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、動力總成、底盤模塊、前端模塊及車門模塊、后橋總成模塊等。實現(xiàn)這幾大模塊的精簡裝配作業(yè)，就能在很大程度上促進汽車總體裝配生產(chǎn)效率的提高。本文對其中的幾種模塊設(shè)計應(yīng)用進行了如下分析：

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

儀表板模塊。影響汽車銷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)計很重要。當(dāng)前汽車模塊化生產(chǎn)技術(shù)中，儀表板模塊也是其中的熱點領(lǐng)域?？傮w來說，汽車的儀表板模塊主要包括CCB管柱、儀表線束、HVAC總成、手套箱、儀表板、轉(zhuǎn)向管柱等。這一模塊相對較為集成化，可由供貨商總成供貨，以減少產(chǎn)線長度。在這一模塊的設(shè)計和應(yīng)用過程中，要對各零部件維修的可接近性進行綜合的考慮，保證足夠的維修空間等。

車門模塊。實現(xiàn)車門的模塊化裝置，可減少汽車車身漆面的劃傷，確保駕駛座零部件裝配的接近性，并能實現(xiàn)生產(chǎn)線上的機械結(jié)構(gòu)的簡化，促進整車裝配質(zhì)量的提高。這一模塊的主要構(gòu)成部件有車門把手、門鎖、揚聲器、后視鏡、限位器以及玻璃升降系統(tǒng)等。保證車門的拆裝及后續(xù)修理功能要求是進行車門模塊裝配設(shè)計的首要條件，這就需要在設(shè)計應(yīng)用中確保各線束之間連接的可靠性，保證不影響其他零件的裝配；在進行車門安裝時留有一定的平度和間隙，滿足拆裝基本要求；同時要具備一定的可檢測性。另外，進行車門模塊的裝配，可在下線板鏈上完成，在所有內(nèi)飾件完成裝配之后，再在外圍進行車門線束的連接，完成與整車的裝配。

底盤模塊。汽車制造商之間的競爭最主要的就是汽車的驅(qū)動或底盤技術(shù)，也就是汽車的動力系統(tǒng)。汽車的底盤模塊主要包括動力系統(tǒng)、油箱總成、排氣管總成以及常規(guī)的前懸、后懸等。多個組成部分實現(xiàn)了一體化的集成和自動化的裝配，有助于柔性化和車托盤的實現(xiàn)。進行底盤模塊裝配的應(yīng)用設(shè)計，需保證前托盤和后托盤作用的發(fā)揮，更好地進行支撐定位。底盤模塊化裝配有力解決了人機裝配性差等問題，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)等逐漸在汽車工業(yè)生產(chǎn)中得以應(yīng)用，促進了汽車生產(chǎn)制造技術(shù)的改革，實現(xiàn)汽車總裝的模塊化裝配生產(chǎn)已成為時代發(fā)展的一種必然趨勢。在汽車總裝生產(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)濟效益，因而有著廣闊的發(fā)展前景。作為汽車制造企業(yè)，也應(yīng)該積極進行模塊化裝配生產(chǎn)工藝的研究，充分發(fā)揮其在汽車總裝生產(chǎn)工藝中的優(yōu)勢和價值，促進我國汽車制造行業(yè)綜合競爭力的提高。

（北京汽車國際發(fā)展有限公司）