關于汽車總裝工藝技術的研究分析

陳鋒楠

摘要：現(xiàn)代化背景下，人們生活水平逐步提升，因此對于汽車的需求量也逐漸提升，汽車行業(yè)也面臨激烈的競爭。各大汽車廠家為了提升自身的競爭能力，減少生產(chǎn)需要的時間，節(jié)約生產(chǎn)成本，在此過程中不斷提升整體的裝配質(zhì)量，以此來推動不同類型以及不同價格的車型的生產(chǎn)。本文對汽車總裝工藝技術進行研究分析，并對其發(fā)展趨勢進行介紹，以期能夠為汽車總裝配生產(chǎn)線建設提供一些有效建議。

Abstract： Under the background of modernization， people's living standards are gradually improving， so the demand for automobiles is gradually increasing， and the automobile industry is also facing fierce competition. In order to improve their competitiveness， reduce the time required for production， and save production costs， major auto manufacturers continuously improve the overall assembly quality in the process， so as to promote the production of models of different types and prices. This paper studies and analyzes the automobile assembly process technology， and introduces its development trend， in order to provide some effective suggestions for the construction of automobile assembly production line.

關鍵詞：汽車;總裝工藝技術;流程

Key words： automobile;final assembly technology;process

中圖分類號：U46 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）04-0054-03

0 ?引言

近年來，我國科技水平不斷提升，計算機網(wǎng)絡技術也不斷發(fā)展并且被我國各個行業(yè)發(fā)展所應用，在一定程度上提升行業(yè)生產(chǎn)效率并且減少行業(yè)生產(chǎn)需要的投入，對行業(yè)綜合效益提升起到重要幫助。與一些發(fā)達國家相比，我國汽車生產(chǎn)行業(yè)整體技術含量和生產(chǎn)質(zhì)量存在不足，再加上市場對于汽車需求的加劇，使得汽車行業(yè)經(jīng)濟日益激烈，推動生產(chǎn)工藝技術應用的發(fā)展。如何從工藝技術的角度出發(fā)，促進汽車生產(chǎn)效率的提升減少經(jīng)濟投入，需要汽車制造企業(yè)提高重視。

1 ?汽車總裝工藝技術的流程

1.1 工藝流程

汽車總裝的工藝流程內(nèi)容較為豐富，彼此之間的聯(lián)系也更加緊密，其中主要包括內(nèi)外飾線、分裝線以及底盤線[1]。在汽車總裝工藝流程設計中，需要將生產(chǎn)線的通過性、產(chǎn)線布局、工藝技術部等內(nèi)容考慮在內(nèi)。工藝流程設計的合理能夠確保在科學控制成本的前提下，使產(chǎn)線的柔性以及適應性增強，進一步提升汽車制造廠商的生產(chǎn)能力、工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量[2]?，F(xiàn)代汽車制造行業(yè)和高新技術發(fā)展的背景下，工藝總裝流程也逐漸向著自動化、標準化以及模塊化的發(fā)展方向所轉(zhuǎn)變，使得汽車制造廠商的競爭實力不斷提升，減小生產(chǎn)成本，促進行業(yè)發(fā)展。

1.2 流程設計原則

首先是工序集中的原則，針對具有相同操作集中和相同工位的車型，需要盡量選擇相同的工具，這樣可以節(jié)約設備的投資成本，并且能夠有效減少裝配工時，提升汽車設計的速度。其次是工序分散的原則，對比其它工業(yè)化產(chǎn)品生產(chǎn)流程，汽車生產(chǎn)在相同價值流的流水線之中。想要確保生產(chǎn)線的工時能夠達到一個平衡的狀態(tài)，需要保障各獨立裝配部分分散在多個工位之中。除此之外，還需要擁有防錯功能和復檢功能，這樣才能夠提升產(chǎn)品的品質(zhì)。最后是多車型混線原則，該原則也是生產(chǎn)輸送線的基本原則。

1.3 流程設計關鍵點

和傳統(tǒng)的汽車總裝過程相比，現(xiàn)代化的生產(chǎn)流程更加關注整體安排的合理性，需要確保裝配人員操作起來簡單快捷，保障生產(chǎn)線管理人員能夠?qū)崿F(xiàn)對裝配流程的科學管控，還需要從工藝流程的角度出發(fā)，不斷提升其生產(chǎn)的實效性，推動產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)效率的同步提升[3]?；诖?，管理人員需要充分認識到汽車總裝流程的關鍵控制點，這樣才能夠有針對性的提出強化生產(chǎn)流程的措施，其具體的控制內(nèi)容主要有以下幾點：

第一點，流程設計。對于汽車總裝整體工藝流程設計而言，汽車制造企業(yè)需要對生產(chǎn)車型的復雜程度進行分析，以此實現(xiàn)對資源的合理運用，促進生產(chǎn)線集約化發(fā)展，促進生產(chǎn)效率提升。

第二點，工位劃分。想要實現(xiàn)汽車總裝流程中各項工序的科學排布，就需要對生產(chǎn)線的布局特征進行分析，然后根據(jù)BOM表的信息，促進系統(tǒng)的科學化分配。

第三點，工序安排。根據(jù)各個零件裝配的關聯(lián)性和產(chǎn)品屬性，利用層級合理的原則合理設定裝配順序，并且將工序作業(yè)過程中可能受到的干擾問題考慮在內(nèi)，預留檢驗工序。

第四點，集中裝配?；炀€生產(chǎn)模式之中，各個車型中相同零件總成分配就需要在同一個工位上進行裝配，這樣才能夠進一步提升裝配的效率，并且有效提升防錯的質(zhì)量，有利于物流運輸整體便利性的提升，利于開展對產(chǎn)品質(zhì)量的科學管控。

第五點，工位密度。為了保障裝配人員在操作過程中能夠獲得較高的舒適度，一般每個工位按照容納2～3人進行設定。

汽車生產(chǎn)工藝流程圖見圖1。

2 ?汽車總裝工藝技術分析

2.1 模塊化總裝工藝技術

現(xiàn)代化背景下，模塊化生產(chǎn)主要分為兩項內(nèi)容，其中之一是模塊化數(shù)字控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是利用數(shù)字對模塊進行控制并且將其他支線領域結(jié)合在一起，進一步實現(xiàn)對全車各個零部件的數(shù)字化控制;另一種則是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模塊化生產(chǎn)，其中底盤模塊化生產(chǎn)的特征比較明顯，并且是現(xiàn)階段最具代表性的裝配工藝技術，其中柔性化定位梢的使用在一定程度上滿足了豐富種類動力模塊的總裝需要，并且比較適用于底盤自動化裝配。大托盤總裝的過程之中，需要對排氣管油箱以及燃油管路進行布置，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)對工作內(nèi)容的控制[4]。

除此之外，儀表板模塊化以及其他模塊化的技術應用也在逐漸提升，在一定程度上推動汽車生產(chǎn)銷售的發(fā)展。模塊化生產(chǎn)讓汽車總裝廠家處理不同車型的安裝更加輕松，主要是按照不同車型標準的零部件進行標準化生產(chǎn)，利用這種方式進行生產(chǎn)時也可以任意使用其他的創(chuàng)新技術，具有較強的靈活性。模塊化生產(chǎn)對于縮短工位線有重要幫助，減少對人力資源使用的同時促進裝配效能提升，加強裝配線的柔性，可以進一步完成汽車交付，讓產(chǎn)品的組合能夠更加簡單的調(diào)整，對新產(chǎn)品制造成本進行科學控制，是汽車總裝廠家總裝工藝發(fā)展的必然選擇。市場激烈的競爭環(huán)境中，企業(yè)制造業(yè)可以將此作為基礎，促進供應鏈生產(chǎn)，這樣能夠讓整個產(chǎn)業(yè)鏈獲得更加深入發(fā)展。

以汽車安裝焊接工藝技術為例，其主要借助電流通過工件時產(chǎn)生的電阻熱實現(xiàn)對工件的加熱以及焊接，電焊主要是將兩個或者多個被焊工件搭配成搭接接頭，放在電極中間壓緊通電，借助電阻熱將木材熔化形成熔核，具有大電流、短時間、工件變形以及應力小的特征，除此之外，還具備易操作、高生產(chǎn)自動化的特點。點焊技術是汽車生產(chǎn)中應用范圍較廣的工藝手段，現(xiàn)階段的車身生產(chǎn)中，大部分焊接生產(chǎn)都是利用點焊進行。點焊生產(chǎn)設備通過生產(chǎn)用途可以分為懸掛式點焊機、固定式點焊機等，可依據(jù)實際情況選擇對應的點焊技術及設備完成汽車焊接操作。

2.2 自動化總裝工藝技術

人工費用增多、產(chǎn)品更新速度快、汽車生產(chǎn)工期較長等問題，都對汽車行業(yè)的汽車總裝自動化提出了需求，利用自動化設備進行汽車總裝，能夠有效減少該項工作需要的人力資源以及其他資源的投資，并且能夠在一定程度上對裝配的穩(wěn)定提出保障，對汽車產(chǎn)品的質(zhì)量也進行了保障。在開展對汽車前后擋風玻璃以及全景天窗的除膠工作時，可以利用機械臂代替人力，自動化的機械臂能夠更加穩(wěn)定的進行涂膠并且能夠得到更加優(yōu)異的效果，這是因為機械臂是根據(jù)原本設定好的程序進行操作的，不容易出現(xiàn)誤差，并且不會讓膠水受到長時間暴露空氣的影響，對汽車玻璃孔隙的密封效果進行保障，有效減少工作所需時間并且有效提升工作速度。

現(xiàn)階段，汽車輪胎組裝時也加強對自動化分裝系統(tǒng)的應用，將生產(chǎn)線的輪胎傳送到指定位置以后，借助自動化的分裝系統(tǒng)，對輪胎尺寸的差異進行判斷，然后開展對輪胎的安裝和檢查工作。該系統(tǒng)的自動化能力較強，在汽車總裝工藝的使用能夠有效減少人力資源的運用，對汽車生產(chǎn)成本以及測試成本的控制有重要保障，并且還對汽車的生產(chǎn)質(zhì)量提供保障?，F(xiàn)代化背景下，汽車總裝工藝中的許多工序以及逐步被具有高自動化水平的機械手所取代，自動化水平較高產(chǎn)生的誤差更是微乎其微。自動化技術的使用可以對裝配的精準對進行保障，在一定程度上也能夠保障各個零部件的穩(wěn)固性，有助于汽車成品，與此同時人力資源使用的減少也減少了相應的投資。

2.3 柔性化總裝工藝技術

汽車總裝的過程中存在一些可能會造成裝配工人安全問題的因素，例如總裝車間中的各項裝備人機配合程度較小，因此設計人員需要及時進行修改和升級。設計人員需要深入到總裝車間之中進行實地考察，這樣才能夠確保及時發(fā)現(xiàn)問題并且予以解決，在工裝柔性化的基礎上展開對車間裝備的升級工作，這樣能夠有效增強人機的配合度。設計人員也需要加強對車身吊具裝備的改造。裝配工人安裝汽車底盤時，需要鉆到車底進行操作，但是汽車車底比較狹窄，操作起來比較困難并且缺乏一定的安全性，基于此，需要將車身吊具裝備轉(zhuǎn)變成可以自動調(diào)節(jié)高度的形式，也可以設置車身調(diào)轉(zhuǎn)方式的調(diào)節(jié)，這樣裝配工人操作起來也更加的簡便，還可以利用智能的機械手臂進行人工輔助，以此保障工人的生命安全。

由于汽車各個配件裝配位置的不同，因此裝配工人在工作過程中可能會面臨車身懸掛位置和裝配工人不適配的問題，此時就需要裝配工人不斷改變自身的姿勢配合車身進行配件安裝，這種安裝方式對裝配工人來說具有較大的風險，可能會導致裝配工人身體損傷。因此，設計人員在設計的過程中，可以將車身托盤設計成方便調(diào)節(jié)的形式，這樣懸掛車身時就能夠按照具體的要求展開調(diào)節(jié)，位置不適配的問題也能夠得到解決，裝配工人的生命安全也就能得到保障，機體損傷問題也能夠迎刃而解，有助于裝配工作的展開。裝配工人也可以在車內(nèi)運用坐式機械手，這樣可以讓其在正常姿勢下完成配件安裝。

下面以某汽車總裝工藝技術為例進行分析。汽車生產(chǎn)向多車型混線方向發(fā)展的背景下，物料種類變得更加豐富，存儲空間數(shù)量也不斷下降，對生產(chǎn)線柔性化發(fā)展產(chǎn)生不良影響，同時也對物流效率造成不良影響。針對這一問題，現(xiàn)階段最有效的方式是運用汽車總裝工藝技術中的SPS物流技術，此種方式主要是利用單量份形式向汽車生產(chǎn)線實施配送各種物料的物流措施。在此基礎上，將揀料和裝配工序進行有機分離，使得汽車自動化總裝模式的模塊化以及專業(yè)化特征更加明顯，在一定程度上使工作人員的工作負擔變輕，并且有效減少裝配線中存在的漏裝問題，有效提升裝配質(zhì)量。不僅如此，汽車總裝工業(yè)中隨車物料投放方式的應用，對物料擺放空間問題進行具體約束，利用自動化的方式取代人工物流的形式，是現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)中應用的主要措施。

2.4 智能化總裝工藝技術

汽車總裝工藝中通常使用電動擰緊裝備來擰緊力矩，近年來汽車行業(yè)精準度的追求逐漸上升，自動化水平也獲得顯著提升，因此電動擰緊裝備的應用技術也獲得創(chuàng)新。汽車總裝廠家在以前的生產(chǎn)過程中選擇扭矩法進行擰緊，現(xiàn)代化背景下其使用更多的是扭矩加轉(zhuǎn)角或者屈服強度的辦法，現(xiàn)代化的方法主要是從控制力矩間接控制擰緊質(zhì)量轉(zhuǎn)變成為直接控制預緊力，這樣能夠使得生產(chǎn)組裝運用變得更加方便有效。裝配車間逐步提升對智能數(shù)據(jù)化互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應用，其中力矩數(shù)據(jù)化系統(tǒng)可以實現(xiàn)對力矩擰緊裝備的科學監(jiān)控，并且將檢測得到的數(shù)據(jù)進行儲存處理以后，對數(shù)據(jù)信息進行全面研究和整理，這樣有助于智能統(tǒng)計過程控制系統(tǒng)的實施，力矩擰緊裝置控制系統(tǒng)也變得更加智能化。

3 ?汽車總裝工藝技術同步工程技術發(fā)展

3.1 裝配仿真分析

汽車總裝工藝技術被廣泛運用和進步的過程中，同步工程技術也在汽車制造領域獲得重要發(fā)展。汽車制造領域在汽車產(chǎn)品研發(fā)的過程中，利用標本車進行測試的次數(shù)逐減少，現(xiàn)代化背景下，主要利用虛擬仿真技術開展汽車產(chǎn)品的研發(fā)工作，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)對后期生產(chǎn)過程中改動成本的控制。除此之外，有效減少開發(fā)設計需要的時間，有助于開發(fā)效率的提升。

現(xiàn)階段同步工程技術在汽車產(chǎn)品研發(fā)環(huán)節(jié)中應用較廣的是虛擬仿真分析技術，設計人員利用該技術實現(xiàn)對汽車新產(chǎn)品的合理配置，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對汽車內(nèi)部各項裝備性能以及裝備實操性的綜合分析，汽車產(chǎn)品研發(fā)的過程中需要盡早找到產(chǎn)品中存在的問題，盡量做到及時發(fā)現(xiàn)及時解決，這樣能夠有效保障產(chǎn)品質(zhì)量，并且能夠讓客戶對于汽車舒適度、合理性以及操作性的需求得到滿足。同步工程技術的仿真分析已經(jīng)被廣泛的應用在汽車產(chǎn)品的研發(fā)階段，是汽車制造行業(yè)向虛擬生產(chǎn)制造方向發(fā)展的重要趨勢，互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的過程中，虛擬制造技術獲得不斷提升。

例如，對于機艙內(nèi)線束等存在各種人員的裝配部位與車身懸掛的高度具備不一致性，工作人員應下蹲或是彎曲自己身體，進而實施裝配工作。對于這種情況，可采取Z向高度柔性能夠調(diào)節(jié)的車身托盤，維持調(diào)整車身定位高度情況，便于工作人員保持站立開展裝配工作。如以FMS800柔性生產(chǎn)線物流小車結(jié)構(gòu)設計為例，其X軸移動速率為40m/min，Y軸移動速率為20m/min，Z軸移動速率為20m/min，可確保FMS柔性生產(chǎn)線作業(yè)的協(xié)調(diào)性，提高工作效率。而且，對于車體中的工作人員，也可采取機械手，讓工作人員保持坐姿實施裝配工作，降低身體機能勞損情況。

3.2 裝配工時分析

同步工程技術也對裝配工作時間的控制起到重要影響，當產(chǎn)品數(shù)據(jù)被凍結(jié)時，利用3D模擬能夠?qū)浖ぷ鲿r間的分析模塊進行分析，除此之外還能夠與主機廠生產(chǎn)線中相關環(huán)境的關聯(lián)信息進行有效結(jié)合，這在一定程度上實現(xiàn)對裝配工人實際工作時間以及工作強度的科學分析，進一步促進裝配工藝流程以及工作內(nèi)容的優(yōu)化，在一定程度上降低裝配工人的工作量，減少工作強度以及工作勞損。

而且，工時分析模塊還能夠?qū)崿F(xiàn)對汽車生產(chǎn)線平衡狀態(tài)的分析，這樣可以保障事先對工作時間平衡點以及工作過程中可能面臨的問題進行確定，這樣可以及時制定相關問題的解決措施。工時分析需要根據(jù)生產(chǎn)方生產(chǎn)線的實際數(shù)據(jù)展開，這樣能夠?qū)?shù)據(jù)的精準度進行保障，有效保障數(shù)據(jù)的真實性以及準確性。

3.3 生產(chǎn)工藝流程設計

使用同步工程技術對生產(chǎn)工藝流程設計進行合理、經(jīng)濟、科學的規(guī)劃，對減少汽車生產(chǎn)線的長度有重要幫助，并且能夠在一定程度上降低能源損耗，有助于生產(chǎn)線靈活性的提升，對生產(chǎn)工藝流程人性化管理有重要幫助[5]。汽車制造企業(yè)在生產(chǎn)規(guī)劃的過程之中，利用虛擬仿真技術對生產(chǎn)工藝流程進行科學的設定以及虛擬驗證，并且能夠在一定程度上對仿真數(shù)字工廠進行科學的實際與規(guī)劃，實現(xiàn)找出生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的安全隱患，然后深入現(xiàn)場進行調(diào)研和驗證，這樣可以實現(xiàn)對生產(chǎn)安全隱患的規(guī)避，并且對生產(chǎn)流程順利進行保障有著重要的促進作用。此外，后期技術改造費用也能夠?qū)崿F(xiàn)有效的節(jié)約，整體生產(chǎn)成本也得到控制。在此種設計模式中，汽車生產(chǎn)流程的合理性能夠獲得積極的評價，不必要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)也會被去除，生產(chǎn)時間變得更短的同時生產(chǎn)質(zhì)量卻獲得提升，汽車生產(chǎn)工藝流程也變得更加準確并且具有規(guī)范。

4 ?結(jié)束語

現(xiàn)階段汽車總裝工藝技術受到市場以及技術發(fā)展等因素的影響和促進，汽車制造行業(yè)在汽車生產(chǎn)的過程之中，應充分根據(jù)時代需求對汽車的生產(chǎn)模式進行改變，建立模塊化、自動化、工裝柔性化以及控制智能化的生產(chǎn)模式，積極變革生產(chǎn)方式并且加強對同步工程技術的應用和促進其發(fā)展，以此促進裝配生產(chǎn)效率的提升，節(jié)約裝配的生產(chǎn)成本，促進汽車品質(zhì)提升，提升自身市場競爭的能力。

參考文獻：

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