汽車裝配工藝模塊化設(shè)計研究

彭曉宇 王蒙

經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步帶來了汽車工業(yè)的高速發(fā)展，但是汽車裝配技術(shù)還相當(dāng)落后。國內(nèi)許多汽車零部件與國外制造技術(shù)相當(dāng)，但是組裝后汽車整體性能與國外相比還相差很大，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)主要是由于國內(nèi)裝配質(zhì)量的不合格，也是造成我國汽車工業(yè)停留在1個低端水準(zhǔn)，競爭力差的主要因素。一輛合格的汽車不僅僅要求零部件質(zhì)量的合格，更要求裝配工藝的合格，沒有合格的零部件裝配就沒有合格的汽車產(chǎn)品質(zhì)量。隨著競爭的全球化發(fā)展，汽車生產(chǎn)廠家開始實行生產(chǎn)和采購全球化，設(shè)計系統(tǒng)化和模塊化，這些轉(zhuǎn)變都標(biāo)志著汽車生產(chǎn)和汽車裝配模式的系統(tǒng)化和模塊化。

1 汽車裝配的相關(guān)內(nèi)容

所謂的汽車裝配主要是指按照合理的方式將不同的汽車零件組裝起來，形成符合汽車生產(chǎn)制造要求的成品或者半成品的操作過程。其主要的內(nèi)容包括：車身零件的裝配、發(fā)動機裝配、底盤裝配等。在實際的操作過程中，由于汽車裝配是汽車生產(chǎn)制造的關(guān)鍵工序，直接影響著汽車的質(zhì)量可靠性及使用中的實際作用效果，因此，需要增強汽車裝配的合理性，選擇可靠的裝配工藝優(yōu)化汽車質(zhì)量，為汽車使用壽命的延長提供可靠地保障。與此同時，由于汽車裝配過程中包含著眾多的零件，而汽車的各部分功能需要加強不同零件之間的相互配合，客觀地加大了汽車裝配的復(fù)雜性。這就要求技術(shù)人員在明確汽車裝配要求的基礎(chǔ)上，充分地考慮汽車的耐久性、經(jīng)濟(jì)性等，增強實際裝配工藝的選擇合理性。

2 汽車裝配工藝的特點分析

結(jié)合現(xiàn)階段汽車生產(chǎn)制造的實際要求，可知選擇有效的裝配工藝對于汽車裝配質(zhì)量的提高起著重要的保障作用。因此，為了提高汽車裝配效率，需要對汽車裝配工藝特點有著必要地了解，為汽車使用中的性能優(yōu)化及零件使用壽命的延長提供必要地保障?，F(xiàn)階段汽車裝配工藝的特點主要體現(xiàn)：（1）裝配工藝的合理化；（2）裝配工藝的科學(xué)化；（3）裝配工藝的全面化。結(jié)合汽車裝配過程中零件數(shù)量多、裝配流程復(fù)雜、裝配工藝要求高的實際發(fā)展現(xiàn)狀，可知在明確汽車裝配工藝特點的前提下，有利于制定出提高汽車裝配效率的更多措施，不斷優(yōu)化汽車使用過程中的服務(wù)功能。與此同時，在汽車裝配工藝使用的過程中，不僅需要完成制動系統(tǒng)安裝、汽車外形安裝等，也需要增強其內(nèi)部構(gòu)件焊接、各種螺絲安裝的實際作用效果，實現(xiàn)汽車裝配工藝模塊化設(shè)計。這些方面的不同內(nèi)容客觀地說明了深入理解汽車裝配工藝特點對于汽車裝配工藝模塊化設(shè)計的重要性。因此，在開展具體的設(shè)計工作時，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合汽車零件組裝的具體要求，提高對汽車裝配工藝特點的認(rèn)識，優(yōu)化汽車規(guī)劃設(shè)計圖紙，增強不同零件組裝過程中的銜接緊密性，促使汽車裝配工藝模塊化設(shè)計能夠達(dá)到預(yù)期的效果。

3 模塊化在汽車裝配線的應(yīng)用

（1）傳統(tǒng)的汽車裝配線一般使用零件逐一疊加的裝配方式，其缺點在于汽車制造工序繁雜，汽車裝配線長，汽車裝配效率低下等，而模塊化汽車裝配線就正好就打破了傳統(tǒng)裝配線的缺點，把傳統(tǒng)串行生產(chǎn)改為并行生產(chǎn)[2]。還有模塊化汽車裝配線生產(chǎn)可以在相對獨立的區(qū)域或總裝場地周邊進(jìn)行生產(chǎn)，也可以讓供應(yīng)商采用模塊化進(jìn)行生產(chǎn)供貨，在過去傳統(tǒng)的汽車裝配線生產(chǎn)中，一個生產(chǎn)流水線上需要裝配兩萬多個零部件才能進(jìn)行生產(chǎn)，然而采用模塊化汽車裝配線進(jìn)行集約化管理就只需要兩千多個零部件，因此可以大大提高汽車生產(chǎn)效率。還有模塊化汽車裝配線生產(chǎn)可以將部分總裝線生產(chǎn)轉(zhuǎn)化到模塊裝配線，這樣可以大大縮短總裝線的長度，同時也減少主線的人員的數(shù)量，從而也減少了汽車的裝配時間。模塊化汽車裝配線生產(chǎn)可以使汽車生產(chǎn)變得更加簡單。

（2）在汽車生產(chǎn)的裝配成本來看，模塊化汽車裝配線在成本上要比傳統(tǒng)的汽車裝配線成本上更加低廉，模塊化汽車裝配線帶來的經(jīng)濟(jì)效益是傳統(tǒng)汽車裝配線成本無法對比，模塊化汽車裝配線的獨立的模塊不會受到場地的布局與尺寸的限制，模塊化汽車裝配線要比傳統(tǒng)的汽車裝配線更加容易擴(kuò)大生產(chǎn)與調(diào)整，還能制造成更多的新車型來提高生產(chǎn)產(chǎn)量，從而也大大減少流水線的長度還減少了生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)的汽車裝配線總共不到150個，要采用模塊化汽車裝配線進(jìn)行汽車生產(chǎn)時，只需要不到30個就能完成裝配，同時還能與線外的汽車裝配線進(jìn)行汽車生產(chǎn)，這樣可以大大減少了流水線的工位，從而將流水線上制車車輛減少很多，這樣也降低了制車車輛占用的資金，從而大大減少了流水線上的資金投入，在生產(chǎn)產(chǎn)量上要比傳統(tǒng)汽車裝配線要高出很多，還能在減少制造生產(chǎn)時間，從而可以節(jié)約制造汽車而浪費的時間與資金以及生產(chǎn)成本。所以模塊化汽車裝配線在汽車生產(chǎn)起到了很大的作用。

（3）前端模塊設(shè)計

汽車前端模塊主要由前端框架、前大燈、前保險杠防撞梁、前機蓋鎖以及散熱器、冷凝器、前端線束和進(jìn)出水管等組成，并且實現(xiàn)與車身左右縱梁的鏈接。傳統(tǒng)的汽車前端類似一個框架式結(jié)構(gòu)，組成前端的各個零件采用焊接的形式相互鏈接。采用模塊化設(shè)計之后，整個汽車前端采用開口結(jié)構(gòu)，在前端模塊分裝線上裝配完成后再運送到總裝線上，以一體化的形式鏈接到車身上面。因此前端模塊框架在裝配過程中與車身采用螺紋相互聯(lián)接在一起，在滿足自身強度和剛度的前提下，還要保證散熱器、冷凝器以及大燈和前機蓋鎖有足夠的裝配空間，并且保證大燈與發(fā)動機蓋、保險杠等的平度和間隙要求以及整個框架的維修等。前端模塊化設(shè)計時還要使前保險杠防撞梁能夠固定到整個模塊上或者與前端框架集成。另外汽車大燈線束的插接以及進(jìn)出水管、風(fēng)扇和喇叭線束的插接都要考慮在內(nèi)。

4 模塊化裝配和非模塊化裝配的比較

模塊化裝配能夠減少汽車總裝裝配線的長度，實現(xiàn)裝配生產(chǎn)的柔性化生產(chǎn)；降低了總裝線上零件的數(shù)量，降低了停線的風(fēng)險性，并且汽車零部件模塊化的應(yīng)用大大減少了在庫零件的數(shù)量，也降低了零件運輸和儲存的壓力；模塊化的生產(chǎn)提高了汽車通用部件的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，做到了模塊內(nèi)部分零部件的通用化，降低了開發(fā)成本。而傳統(tǒng)的非模塊化設(shè)計采用單線裝配的生產(chǎn)模式，其裝配線長，能耗高，在多車型同時裝配時，容易造成零件的漏裝和錯裝，因此模塊化生產(chǎn)是汽車裝配生產(chǎn)主要組成部分。

5 結(jié)論

隨著汽車生產(chǎn)制造技術(shù)的發(fā)展，汽車裝配新工藝和新技術(shù)也在不斷的進(jìn)步。模塊化是當(dāng)今汽車裝配生產(chǎn)中具有歷史意義的改革，它將功能相同的部分零部件預(yù)先組裝在一起，形成一個功能完整的模塊，然后再將這些模塊按照一定的裝配順序安裝到汽車車身上。模塊化裝配工藝簡化了汽車裝配工藝的布置，提高了總裝的效率。

（作者單位：長城汽車底盤研究院）