汽車總裝工藝技術應用及發(fā)展趨勢探討

（徐州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院，江蘇 徐州 221006）

1 汽車總裝工藝技術應用及發(fā)展趨勢

1.1 模塊化

目前模塊化生產(chǎn)大致分為兩種，一種是模塊化數(shù)字控制系統(tǒng)，能夠運用數(shù)字控制模塊，把其他支線領域集合在一起，進而實現(xiàn)全車各個零部件的數(shù)字化控制。另一種是產(chǎn)品結構模塊化生產(chǎn)，其中底盤模塊化生產(chǎn)具有很明顯的特征，這種裝配工藝技術在目前最具有代表性；柔性化定位梢的使用能夠滿足豐富種類動力模塊的總裝要求，非常適合應用于底盤自動化裝配。在大托盤總裝過程中，要總體布置排氣管油箱和燃油管路，這樣能夠大量減少工作內(nèi)容。此外，儀表板模塊化等模塊化技術的應用也在逐漸增加，對于汽車的生產(chǎn)銷售也具有促進作用。模塊化生產(chǎn)使汽車總裝廠家面對不同車型的安裝工作而游刃有余，主要是依靠不同車型標準的零部件來進行標準化生產(chǎn)，在采取這種生產(chǎn)方式時也能夠隨意搭配其他創(chuàng)新技術，靈活性很強。模塊化生產(chǎn)可以有效縮短工位線，減少人工用量，提升裝配效能，增強整個裝配線的柔性，更快完成汽車交付，使產(chǎn)品的組合更容易調(diào)整，有效控制新產(chǎn)品的制造成本，是汽車總裝廠家總裝工藝發(fā)展的必然趨勢。在市場競爭環(huán)境中，汽車制造業(yè)也許會以此為基礎實現(xiàn)供應鏈式生產(chǎn)，整個產(chǎn)業(yè)鏈將會迎來更深化的發(fā)展。

1.2 自動化

受到人工費用增多、汽車產(chǎn)品更新迭代迅速、汽車生產(chǎn)工期較長等要素的影響，汽車行業(yè)對汽車總裝的自動化需求越來越強烈，汽車總裝廠家使用自動化設備可以節(jié)省大量人力成本和部分的資源成本，還能夠保證裝配的穩(wěn)定，保證汽車產(chǎn)品質(zhì)量。在進行汽車前后擋風玻璃和全景天窗的涂膠操作時，采用自動化機械臂替代人工，可以比人工涂膠更穩(wěn)定，涂膠效果更好；這主要是因為機械臂是按照事先設定好的程序來操作，能夠?qū)⒄`差最小化，還能夠避免膠水長時間在空氣中暴露而受到影響，能夠增加汽車玻璃空隙的密封效果，減少作業(yè)時間，提高工作效率。目前在進行汽車輪胎組裝時多運用自動化分裝系統(tǒng)，輪胎在生產(chǎn)線上傳送到適當?shù)奈恢煤?，運用自動化分裝系統(tǒng)判斷出輪胎的不同尺寸，然后進行輪胎的安裝和檢查。這個系統(tǒng)的自動化能力很強，大規(guī)模運用可以減少大量人工的參與，可以很好地控制汽車的生產(chǎn)和測試成本，保證汽車的出品質(zhì)量。如今汽車總裝工藝中很多工序已經(jīng)使用自動化水平高的機械手來進行操作了，這是因為品質(zhì)優(yōu)異的自動化裝置允許偏差值很小，一般能夠做到忽略不計[1]。運用自動化技術能夠確保高精度裝配的精準性，保證各個零部件的穩(wěn)固性，對汽車成品很有保障；同時工作人員需求數(shù)量小，減少了人工費用。

1.3 柔性化

在汽車總裝過程中潛伏著一些危害裝配工人安全的元素，總裝車間中的各項裝備人機配合程度不夠，亟須設計人員及時進行修改升級。設計人員要多到總裝車間進行實地勘測，及時彌補操作中的缺陷，基于工裝柔性化對車間裝備進行升級，保證人機的默契配合。設計人員需要對車身吊具裝備進行改造。裝配工人在安裝汽車底盤時需要鉆到車底來操作，因為汽車車底狹窄，不利于操作，而且不夠安全；因此應當把車身吊具裝備改為能夠自動調(diào)節(jié)高度的形式，或者可以設置調(diào)轉車身的方式，方便裝配工人操作，也可以運用智能的機械手臂來輔助人工，給工人的人身安全提供保障。因為汽車各個配件的裝配位置都不一樣，裝配工人在工作時會遇到車身懸掛位置與裝配工人不適配的情況；這時需要裝配工人竭力轉換自己的姿勢來配合車身，以便進行汽車配件安裝，但這樣操作對裝配工人有著一定程度的危險，對裝配工人的身體機能損耗嚴重。如果設計人員能夠把車身托盤設計成可以調(diào)節(jié)的形式，在懸掛車身時能夠根據(jù)實際情況進行調(diào)節(jié)，就能夠解決位置不適配的難題，使得裝配工人更加安全，減少軀體扭曲對身體的損傷，同時便于裝配工作的進行。裝配工人也可以在汽車里使用坐式機械手，確保能夠在正常的姿勢下完成整個安裝工作。

1.4 智能化

在汽車總裝工藝中一般采用電動擰緊裝備來擰緊力矩，隨著汽車行業(yè)精準度追求越來越高和自動化水平的提升，電動擰緊裝備的應用技術也在不斷升級。汽車總裝廠家以前多用的是扭矩法，現(xiàn)在大多運用的是扭矩加轉角的方法或屈服強度的方法，新興的方法是從控制力矩間接控制擰緊質(zhì)量轉向了直接控制預緊力，在生產(chǎn)組裝中運用更方便、更有效。裝配車間已經(jīng)開始使用智能的數(shù)據(jù)化互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其中力矩數(shù)據(jù)化系統(tǒng)能夠?qū)α財Q緊裝備進行即時監(jiān)察，還能夠把監(jiān)測到的數(shù)據(jù)儲存好后完成源頭處理并進行數(shù)據(jù)的全面研究整理，從而實現(xiàn)智能統(tǒng)計過程控制，使力矩擰緊裝置的控制更加智能化。智能化的控制系統(tǒng)增強了汽車整裝過程中對于每項裝置的控制能力，有助于實現(xiàn)有效的信息交互；使用先進的網(wǎng)絡系統(tǒng)進行控制可以確保力矩裝配準確無誤，保證最終成品的質(zhì)量。智能化控制系統(tǒng)的采用，標志著汽車總裝工藝技術向著智能化、數(shù)據(jù)化制造方向發(fā)展；以互聯(lián)網(wǎng)技術為基礎，扎根于現(xiàn)今的總裝流程，對制造過程中的數(shù)據(jù)進行模擬、評測和改良，能夠提升生產(chǎn)效率、有效解決生產(chǎn)中可能遇到的問題；這種發(fā)展趨勢非常有利于汽車總裝流程形成更高標準，并形成統(tǒng)一規(guī)范[2]。

1.5 物流方式的轉變

汽車總裝廠家在如今多車型混線生產(chǎn)的大趨勢下，裝配線旁儲料空間不足及物料種類繁多的問題限制了裝配線的物流效率、影響著整個產(chǎn)線的柔性化發(fā)展。如今最有效的解決方法是采用SPS物流、即隨行配料系統(tǒng)的形式，這是一種單量份向生產(chǎn)線準時化配送的物流方式。這種物流方式會把揀料和裝配二者分開，使各自的工作更加專業(yè)化和模塊化，有利于減少裝配工人不必要的非增值工作，有效避免出現(xiàn)總裝裝配線的錯裝、漏裝等情況，全面提高裝配流程的質(zhì)量。同時配合隨車物料投放的形式還可以減小對于裝配線邊物料擺放空間的限制，采用AGV引導小車傳輸?shù)姆绞絹硖娲酝娜肆\輸，可以達到準時化的高標準要求和多車型混線物流配送的需求，是一種正在發(fā)展、應用廣泛的物流轉變趨勢。

2 同步工程技術蓬勃發(fā)展

2.1 裝配仿真分析

在汽車總裝工藝技術得到廣泛的運用與進步的同時，同步工程技術在汽車制造領域也逐漸占據(jù)更突出的位置。汽車制造領域在汽車產(chǎn)品的研發(fā)環(huán)節(jié)使用標本車進行測試的次數(shù)已經(jīng)越來越少，如今更多運用的是虛擬仿真技術來進行汽車產(chǎn)品的研發(fā)，用來縮減后期生產(chǎn)階段的改動成本，并縮短開發(fā)設計時間、提高開發(fā)效率。目前同步工程技術在汽車產(chǎn)品研發(fā)環(huán)節(jié)應用較多的是虛擬仿真技術分析，設計人員運用此項技術對汽車新產(chǎn)品配置的合理程度和汽車內(nèi)部的各項裝備性能與裝備的實操性能進行綜合解析，在進行汽車產(chǎn)品研發(fā)時提早發(fā)覺產(chǎn)品可能存在的缺陷，盡力做到早發(fā)掘、早解決，以此確保最終成品的質(zhì)量，使汽車的舒適度、合理性、操作性等諸多方面性能可以滿足客戶的需求。同步工程技術的仿真分析在汽車產(chǎn)品研發(fā)階段的廣泛使用，是汽車制造行業(yè)向虛擬生產(chǎn)制造角度發(fā)展的趨勢，互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展為虛擬制造的蓬勃發(fā)展提供了契機和基礎。

2.2 裝配工時分析

同步工程技術在控制裝配工作時間方面也頗有助益，在產(chǎn)品數(shù)據(jù)被凍結時，運用3D模擬分析軟件中的工作時間分析模塊，并結合主機廠生產(chǎn)線的一些相關環(huán)境關聯(lián)信息，能夠系統(tǒng)分析裝配工人的實際工作時間和工作強度，進而優(yōu)化裝配工藝流程和工作內(nèi)容，合理有效地減少裝配工人的工作量、降低工作強度、避免工作勞損[3]。工時分析模塊還能夠?qū)ζ嚿a(chǎn)線的平衡進行分析，提前找到工作時間的平衡點和工作過程中可能遇到的瓶頸，提早解決問題或做好解決方案。工時分析必須要結合生產(chǎn)方生產(chǎn)線的實際數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的精準度，確保數(shù)據(jù)真實可靠。

2.3 生產(chǎn)工藝流程設計

運用同步工程技術來進行合理、經(jīng)濟、科學的汽車生產(chǎn)工藝流程設計，能夠有效縮短汽車生產(chǎn)線的長度，減少不必要的能源損耗，并且增強生產(chǎn)線的靈活性，促進生產(chǎn)工藝流程的人性化管理。汽車制造企業(yè)在進行生產(chǎn)規(guī)劃時采用虛擬仿真技術來科學地設定生產(chǎn)工藝流程，并進行虛擬驗證；同時規(guī)劃并設計仿真數(shù)字工廠，預先找出生產(chǎn)過程中可能存在的問題，并進行現(xiàn)場調(diào)研充分驗證，盡力消除生產(chǎn)安全隱患，保證生產(chǎn)流程能夠順利進行；這樣能夠合理有效地節(jié)約后期技術改造的費用，減少整體生產(chǎn)成本。在這種設計模式下，能夠預先對汽車生產(chǎn)流程的合理性進行評價，減少甚至避免不必要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，縮短生產(chǎn)時間、保證生產(chǎn)質(zhì)量，使汽車生產(chǎn)工藝流程精準化、規(guī)范化。

3 結語

綜上所述，目前汽車總裝工藝技術正受到市場和技術發(fā)展等方面因素的影響和促進，汽車制造行業(yè)在汽車生產(chǎn)過程中，要努力跟緊時代步伐，促進自身汽車生產(chǎn)的模塊化、自動化、工裝柔性化、控制智能化，加快物流方式的轉變，并加強對同步工程技術的應用發(fā)展，提高整個裝配生產(chǎn)的效率，壓縮裝配的生產(chǎn)成本，提升汽車品質(zhì)，從而增強市場競爭能力。