新時(shí)代總裝車(chē)間的規(guī)劃與展望

吳 潔

（上汽通用汽車(chē)有限公司，上海 201201）

關(guān)鍵字：電動(dòng)化；總裝車(chē)間；流水線；島式裝配

從1913 年福特汽車(chē)創(chuàng)造第一條流水線到今天的一百多年來(lái)，總裝車(chē)間一直在沿用與發(fā)展此種生產(chǎn)模式。在流水線生產(chǎn)模式基礎(chǔ)上，豐田汽車(chē)發(fā)明了裝配生產(chǎn)線的各工序只在下道工序需要時(shí)才生產(chǎn)的模式，奠定了準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)的基礎(chǔ)。其后，豐田又發(fā)明了拉動(dòng)式生產(chǎn)系統(tǒng)，最著名的工具即看板管理。又將停車(chē)顯示（安燈）系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)線，推動(dòng)供應(yīng)商進(jìn)行準(zhǔn)時(shí)化送貨等。行業(yè)內(nèi)將這些方式方法統(tǒng)稱為豐田生產(chǎn)方式。通用汽車(chē)等其他車(chē)企也在流水線生產(chǎn)模式的基礎(chǔ)上研究發(fā)展自己的精益生產(chǎn)方式。

強(qiáng)制流水線的生產(chǎn)模式帶來(lái)了高生產(chǎn)效率，但生產(chǎn)柔性有限。隨著眾多造車(chē)新勢(shì)力的入局，未來(lái)汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，車(chē)型銷(xiāo)量離散化，單一總裝車(chē)間混線生產(chǎn)越來(lái)越多不同平臺(tái)不同類(lèi)型的車(chē)型成為普遍趨勢(shì)。此外，隨著人們生活水平的提高，消費(fèi)者個(gè)性化需求增多，總裝可能不再是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的品種配置和穩(wěn)定的銷(xiāo)售策略而專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)，而是采用由客戶的個(gè)性化需求逐漸建立訂單的生產(chǎn)方式。一方面，傳統(tǒng)造車(chē)廠家要想和全球汽車(chē)生產(chǎn)廠家和新勢(shì)力競(jìng)爭(zhēng)，就必須保證能夠持續(xù)增長(zhǎng)，推出更加符合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品類(lèi)型，以及實(shí)現(xiàn)更短更可靠的交貨期，因此，在現(xiàn)有生產(chǎn)基地總裝生產(chǎn)線基礎(chǔ)上進(jìn)行柔性規(guī)劃設(shè)計(jì)并降低其成本顯得愈發(fā)迫切；另一方面，不少造車(chē)新勢(shì)力由于造車(chē)基地生產(chǎn)車(chē)間數(shù)量有限，在數(shù)量較少的總裝車(chē)間生產(chǎn)線情況下滿足逐步完善的產(chǎn)品矩陣和逐漸增多的差異化產(chǎn)品，混線生產(chǎn)也成為必選項(xiàng)。

此外，隨著電動(dòng)化時(shí)代的到來(lái)，尤其是近幾年以新能源汽車(chē)、智能網(wǎng)聯(lián)化為代表的新技術(shù)發(fā)展，帶來(lái)了總裝車(chē)間新工藝、新材料、新技術(shù)的蓬勃發(fā)展，對(duì)總裝車(chē)間的生產(chǎn)規(guī)劃帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。如何應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)燃油車(chē)與純電動(dòng)、混合動(dòng)力汽車(chē)的混線生產(chǎn)，如何應(yīng)對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)、無(wú)人駕駛、智能座艙等汽車(chē)新技術(shù)帶來(lái)的汽車(chē)電子架構(gòu)變化、終檢線模塊刷新方式變革，如何應(yīng)對(duì)個(gè)性化定制引起的零件數(shù)量、種類(lèi)劇增所帶來(lái)的質(zhì)量追溯、物料防錯(cuò)等生產(chǎn)方式變革，如何應(yīng)對(duì)滑板式車(chē)身、電池底盤(pán)一體化技術(shù)（Cell To Chassis, CTC）等新結(jié)構(gòu)車(chē)型帶來(lái)的總裝工藝變革，每一個(gè)都是值得深入研究的課題。

為應(yīng)對(duì)這些變革，流水線生產(chǎn)模式的柔性提高、流水線與島式裝配工位結(jié)合、全柔性生產(chǎn)線等模式成為眾多汽車(chē)總裝車(chē)間規(guī)劃探索的方向。

1 新時(shí)代總裝車(chē)間規(guī)劃面臨的新工藝挑戰(zhàn)

1.1 傳統(tǒng)燃油汽車(chē)與新能源汽車(chē)等混線生產(chǎn)

傳統(tǒng)燃油汽車(chē)雖然平臺(tái)不同、車(chē)型類(lèi)別不同、車(chē)身零部件數(shù)量差異大，但是同一車(chē)企，往往由于有統(tǒng)一的工藝規(guī)范策略約束和不同程度的模塊化設(shè)計(jì)，總裝車(chē)間主要零件的裝配工藝順序是大致相同的。一般按照預(yù)內(nèi)飾裝配線（拆車(chē)門(mén)、標(biāo)牌、打鋼印等）、內(nèi)飾裝配線（線束鋪設(shè)、天窗安裝、頂飾安裝、儀表安裝、中柱內(nèi)飾安裝、地毯安裝、C 柱內(nèi)飾安裝、前后風(fēng)擋玻璃安裝、外飾安裝等）、底盤(pán)裝配線（制動(dòng)管路安裝、油箱安裝、動(dòng)力總成底盤(pán)和車(chē)身拼合、前后保安裝、座椅安裝、輪胎安裝等）、最終線（冷卻液加注、制動(dòng)液加注、空調(diào)液加注、汽油加注、車(chē)門(mén)安裝、電氣檢查、模塊刷新等）、終檢線（四輪定位、大燈調(diào)整、車(chē)輛動(dòng)態(tài)測(cè)試、雨淋檢測(cè)及吹干、質(zhì)量檢查等）的工藝順序，傳統(tǒng)燃油汽車(chē)常規(guī)工藝順序如圖1 所示。此外，由于車(chē)輛總成零件集成度的差異，不同整車(chē)廠還會(huì)有儀表板、車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)、前端模塊等廠內(nèi)分裝的線體，或者由供應(yīng)商總成集成供貨排序上線安裝。

圖1 傳統(tǒng)燃油汽車(chē)常規(guī)工藝順序

而純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)等新能源車(chē)型與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)相比，由于驅(qū)動(dòng)方式等與傳統(tǒng)燃油車(chē)型存在諸多差異，導(dǎo)致總裝工藝不同。以純電動(dòng)汽車(chē)為例，除了車(chē)身系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、車(chē)輪系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電子系統(tǒng)為常規(guī)形式與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)工藝差異不大以外，燃油系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)與傳統(tǒng)燃油車(chē)均存在較大差異，傳統(tǒng)燃油車(chē)與純電動(dòng)汽車(chē)布置差異如表1 所示。通過(guò)對(duì)比分析，純電動(dòng)汽車(chē)與引入現(xiàn)有傳統(tǒng)燃油車(chē)總裝車(chē)間，主要沖擊如下。

表1 傳統(tǒng)燃油車(chē)與純電動(dòng)汽車(chē)布置差異

1）底盤(pán)裝配線的油箱安裝變?yōu)閯?dòng)力電池與車(chē)身拼合對(duì)總裝車(chē)間工藝沖擊最大。傳統(tǒng)燃油車(chē)油箱安裝工藝較為簡(jiǎn)單，僅用輔助臂或隨行安裝小車(chē)在一個(gè)工位內(nèi)即可完成安裝。而純電動(dòng)汽車(chē)由于續(xù)航里程的需求較大，動(dòng)力電池包具有尺寸大、重量大的特點(diǎn)，大容量電池重量可達(dá)600 多公斤，顯然簡(jiǎn)單的輔助臂或隨行安裝小車(chē)無(wú)法滿足拼合安裝要求。目前，行業(yè)內(nèi)主要采用動(dòng)力電池包單獨(dú)與車(chē)身拼合的工藝，主要有采用自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)（Automatic Guided Vehicle, AGV）同步拼合人工緊固螺栓、固定工位舉升機(jī)自動(dòng)拼合機(jī)器人自動(dòng)緊固兩種方式。而一些模塊化程度較高的車(chē)企，也有采用大托盤(pán)將動(dòng)力電池包與前后橋總成等底盤(pán)零件一同拼合的工藝，具體方式為固定工位舉升機(jī)自動(dòng)拼合，后續(xù)工位人工或伺服擰緊軸自動(dòng)緊固。

2）最終裝配線傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱冷卻回路變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)冷卻、高壓控制模塊冷卻、動(dòng)力電池包冷卻，冷卻回路由1 套增加為多套。并且，純電動(dòng)汽車(chē)?yán)鋮s液的純凈度要求比傳統(tǒng)燃油車(chē)的要求更高。因此，總裝車(chē)間需要增加冷卻液加注設(shè)備和加注工位，同時(shí)改進(jìn)冷卻液混合用的去離子水過(guò)濾系統(tǒng)，提高濾網(wǎng)密度，提升去離子水電導(dǎo)率等指標(biāo)。

3）在發(fā)動(dòng)機(jī)分裝線，傳統(tǒng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)線需要分裝較多線束、管路等發(fā)動(dòng)機(jī)零件，而純電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)機(jī)集成度高，分裝零件較少。因此，純電動(dòng)汽車(chē)與新傳統(tǒng)燃油汽車(chē)混線生產(chǎn)，將大大降低發(fā)動(dòng)機(jī)分裝線的操作工有效利用率。針對(duì)此變化，可以調(diào)整一些控制模塊分裝工作至發(fā)動(dòng)機(jī)線，平衡操作工時(shí)間；同時(shí)，對(duì)傳統(tǒng)燃油車(chē)與純電動(dòng)汽車(chē)混線生產(chǎn)配比進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)增加超級(jí)崗（1個(gè)操作工連續(xù)進(jìn)行多個(gè)工位操作），精準(zhǔn)安排生產(chǎn)來(lái)提高操作工有效利用率。

1.2 無(wú)人駕駛智能網(wǎng)聯(lián)等技術(shù)帶來(lái)整車(chē)電子架構(gòu)變化與刷新工藝變革

第二個(gè)趨勢(shì)是汽車(chē)行業(yè)與人工智能、互聯(lián)通訊、5G、云服務(wù)、自動(dòng)駕駛等蓬勃發(fā)展的信息與通信技術(shù)密切關(guān)聯(lián)。未來(lái)5～10 年，“汽車(chē)+科技”的融合將全方位加深。比如：通用汽車(chē)斥資收購(gòu)自動(dòng)駕駛公司Cruise 股份，并額外投資支持其發(fā)展汽車(chē)自動(dòng)駕駛技術(shù)。此外，還有谷歌、百度、華為等眾多科技巨頭也紛紛投入自動(dòng)駕駛技術(shù)的研發(fā)。伴隨著無(wú)人駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的“風(fēng)口”，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)正進(jìn)入重新洗牌的階段，功能性和應(yīng)用性軟件將井噴式的爆發(fā)，軟件正在重新定義汽車(chē)。隨著車(chē)上搭載的各類(lèi)軟件數(shù)量的增多，未來(lái)空間下載（Over The Air, OTA）技術(shù)將越發(fā)得到重視。通過(guò)OTA 技術(shù)，聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)用戶只需在自己的車(chē)機(jī)屏幕或是手機(jī)上操作就能實(shí)現(xiàn)相關(guān)系統(tǒng)的升級(jí)，能夠節(jié)省時(shí)間、人工等方面的成本。

對(duì)于總裝車(chē)間而言，此前幾年汽車(chē)功能模塊和軟件增加帶來(lái)的整車(chē)模塊軟件初始化刷新工作增加，各大車(chē)企往往通過(guò)增加刷新設(shè)備和刷新工位，或者通過(guò)外接電源方式提前給模塊供電，從底盤(pán)裝配線開(kāi)始分線、分批次、分模塊刷新的方式就可以輕松應(yīng)對(duì)。而當(dāng)OTA 應(yīng)用成熟后，完全的OTA 刷新將為總裝車(chē)間帶來(lái)變革。首先，OTA靜態(tài)測(cè)試在娛樂(lè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，可以取消刷新測(cè)試設(shè)備，節(jié)省制造成本。其次，OTA 刷新可以在模塊安裝完成后的任何工位實(shí)施，并且可以同時(shí)刷多部車(chē)，還可以分步實(shí)施或合并到其他工藝過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行，可以更合理地安排工藝，減少刷新和靜態(tài)測(cè)試工位，緩解工藝瓶頸問(wèn)題，OTA 刷新模式概念圖如圖2 所示。

圖2 OTA 刷新模式概念圖

此外，通過(guò)OTA 技術(shù)可以開(kāi)發(fā)后臺(tái)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，對(duì)整車(chē)重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)收集，再通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，改進(jìn)終檢線的測(cè)試軟件或測(cè)試數(shù)據(jù)，形成更有效精準(zhǔn)測(cè)試閉環(huán)，OTA 刷新模式優(yōu)化概念圖如圖3 所示。對(duì)用戶而言，不斷迭代優(yōu)化的汽車(chē)軟件，將極大地提升用戶的使用體驗(yàn)。

圖3 OTA 刷新模式優(yōu)化概念圖

1.3 個(gè)性化定制帶來(lái)的質(zhì)量追溯、物料防錯(cuò)等生產(chǎn)挑戰(zhàn)

汽車(chē)個(gè)性化定制并不是一個(gè)新事物，高端汽車(chē)如：賓利、勞斯萊斯、保時(shí)捷、大眾輝騰等都為消費(fèi)者提供個(gè)性化定制服務(wù)。國(guó)內(nèi)大多數(shù)量產(chǎn)車(chē)更多的是采用基于標(biāo)準(zhǔn)配置的有限選裝，以選裝包的形式將可選配置綁定，例如：某合資品牌的中端暢銷(xiāo)車(chē)型在標(biāo)準(zhǔn)配置的基礎(chǔ)上提供安全包、舒適包和星空包的配置自由搭配選擇，選裝包示例如表2 所示。

表2 選裝包示例

但是隨著消費(fèi)者生活水平提高，中端汽車(chē)的個(gè)性化需求也在逐步增長(zhǎng)，以某合資品牌的某中端運(yùn)動(dòng)型多用途汽車(chē)（Sport Utility Vehicle, SUV）為例，其出口北美的車(chē)型包含舒適包、皮革包、科技包、天窗包、輪胎包、四驅(qū)或前驅(qū)包等445種配置。這對(duì)總裝車(chē)間現(xiàn)有的制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System, MES）、零件防錯(cuò)、供應(yīng)鏈管理和質(zhì)量檢測(cè)管理都帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。以總裝車(chē)間普遍采用的安燈系統(tǒng)為例（MES系統(tǒng)之一），通常按照支持256 個(gè)虛擬車(chē)型設(shè)計(jì)軟硬件即可滿足生產(chǎn)需求。而面對(duì)該車(chē)型則必須對(duì)軟硬件等進(jìn)行升級(jí)，安燈系統(tǒng)能力至少擴(kuò)容一倍至512 種虛擬車(chē)型才能滿足生產(chǎn)需求。

其次，更多的物料種類(lèi)也對(duì)物流和生產(chǎn)人員工作帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)，總裝車(chē)間從物料揀選上線到操作工安裝等生產(chǎn)環(huán)節(jié)都需要增加更多的防錯(cuò)手段。依托MES 系統(tǒng)的物料揀選防錯(cuò)和生產(chǎn)防錯(cuò)系統(tǒng)，增加更多的取料和安裝掃描防錯(cuò)設(shè)備、取料指示燈、零部件組供給系統(tǒng)（Set Parts System,SPS）等排序上料方式。在生產(chǎn)線質(zhì)量檢查工位傳統(tǒng)的人工檢查確認(rèn)方式，也需要探索視覺(jué)識(shí)別設(shè)備等自動(dòng)檢查系統(tǒng)來(lái)優(yōu)化質(zhì)量檢查。

此外，大規(guī)模的個(gè)性化定制給供應(yīng)鏈也帶來(lái)巨大的沖擊，尤其是總成外包零件的供應(yīng)。大部分汽車(chē)廠推崇精益生產(chǎn)模式，為了減少物料數(shù)量，總裝車(chē)間的很多總成物料如：座椅、輪胎、儀表等都采用準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)（Just In Time, JIT）排序上線方式。從整車(chē)廠拉動(dòng)供應(yīng)商生產(chǎn)至整車(chē)廠上線一般只有1 個(gè)多小時(shí)的響應(yīng)時(shí)間，儀表總成供貨方式現(xiàn)狀與改進(jìn)方案現(xiàn)狀如圖4 所示。面對(duì)海量的配置，供應(yīng)商處的生產(chǎn)排產(chǎn)方式、物料生產(chǎn)防錯(cuò)方式、物料供貨方式和應(yīng)急件生產(chǎn)方案也需要進(jìn)行調(diào)整。其中一種潛在可行的方案就是整車(chē)廠對(duì)供應(yīng)商訂單拉動(dòng)時(shí)間提前，并且供應(yīng)商處建立總成外包零件的立體庫(kù)，之后經(jīng)由立體庫(kù)發(fā)運(yùn)至整車(chē)廠總裝車(chē)間，儀表總成供貨方式現(xiàn)狀與改進(jìn)方案如圖4所示，這對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)方式是一種巨大的改變。

圖4 儀表總成供貨方式現(xiàn)狀與改進(jìn)方案

1.4 新能源汽車(chē)未來(lái)滑板式車(chē)身等技術(shù)帶來(lái)的生產(chǎn)工藝變革

隨著市場(chǎng)整體由增量市場(chǎng)向存量市場(chǎng)切換，消費(fèi)者對(duì)出行工具的個(gè)人偏好正在爆發(fā)式增長(zhǎng)，人們開(kāi)始不斷追求個(gè)人需求的滿足，即個(gè)性化、私密空間、不同審美的自我價(jià)值展現(xiàn)?；谝豢钴?chē)型的個(gè)性化選裝也無(wú)法完全滿足消費(fèi)者的需求，而車(chē)型更新?lián)Q代，傳統(tǒng)汽車(chē)從設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、試制驗(yàn)證到批量生產(chǎn)往往需要3～5 年時(shí)間。如何快速應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的不斷變化，2002 年通用汽車(chē)率先提出了autonomy 概念車(chē)：基于氫動(dòng)力+線控底盤(pán)，可自由選擇車(chē)身，自由重組內(nèi)飾，也就是滑板式底盤(pán)的概念。近年來(lái)，美國(guó)Rivian、Canoo 和中國(guó)悠跑等造車(chē)新勢(shì)力也在基于滑板式底盤(pán)的理念進(jìn)行新能源汽車(chē)的開(kāi)發(fā)。

新能源汽車(chē)滑板式底盤(pán)的特點(diǎn)與非承載式傳統(tǒng)燃油車(chē)相近，而傳統(tǒng)乘用車(chē)除了部分硬派越野汽車(chē)采用非承載式車(chē)身以外，絕大多數(shù)的乘用車(chē)都采用承載式車(chē)身?？傃b車(chē)間的工藝排布和設(shè)備選型也是基于承載式車(chē)身的工藝特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行規(guī)劃，工藝主線由機(jī)運(yùn)設(shè)備支撐承載式車(chē)身，將內(nèi)外飾零件及底盤(pán)零件分別安裝到車(chē)身上。而滑板式底盤(pán)總裝工藝要求則可能與非承載式商用車(chē)類(lèi)似，機(jī)運(yùn)設(shè)備支撐底盤(pán)，底盤(pán)零件和上車(chē)體安裝至底盤(pán)。因此，將滑板式底盤(pán)的車(chē)型引入現(xiàn)有總裝車(chē)間，將對(duì)工藝排布和設(shè)備兼容性造成重大沖擊。應(yīng)對(duì)這些沖擊，需要產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員與制造規(guī)劃人員針對(duì)工藝制造要求、機(jī)運(yùn)和工藝設(shè)備兼容性前期進(jìn)行充分溝通，通過(guò)創(chuàng)新的車(chē)型設(shè)計(jì)，將總裝制造工藝影響降到最低。例如通過(guò)改造增加一條專(zhuān)門(mén)的分裝線進(jìn)行滑板式底盤(pán)零件安裝，之后設(shè)置一個(gè)底盤(pán)合裝工位將底盤(pán)總成與上車(chē)體進(jìn)行合裝，其他零件安裝工藝融合到各主線線體中，將總裝車(chē)間改造投資降到最低。

2 總裝車(chē)間規(guī)劃的變革方向

2.1 AGV 在裝配主線上的大規(guī)模應(yīng)用

總裝車(chē)間規(guī)劃的第一個(gè)變革方向是以?shī)W迪、寶馬為代表的車(chē)企，將AGV 在內(nèi)飾裝配線、最終裝配線等主線上大規(guī)模應(yīng)用。以?shī)W迪 Bollinger Hofe 工廠總裝車(chē)間為例，工廠混線生產(chǎn)傳統(tǒng)燃油車(chē)奧迪R8 Spyder 和純電動(dòng)車(chē)e-Tron GT，該工廠總裝內(nèi)飾和最終裝配線采用AGV 形式。相比傳統(tǒng)的寬滑板和塑料板鏈等強(qiáng)制流水線生產(chǎn)方式，每臺(tái)AGV 具備獨(dú)立行走能力和激光掃描雷達(dá)等安全輔助設(shè)備，AGV 線體將帶來(lái)更大的柔性。第一，工位間距可以根據(jù)生產(chǎn)的車(chē)型尺寸不同動(dòng)態(tài)可調(diào)，實(shí)現(xiàn)了工位長(zhǎng)度的柔性化和精益化；第二，AGV 線體中可柔性布置Stop-Go 靜止工位，方便自動(dòng)化裝配工位的布置，提高自動(dòng)工位的穩(wěn)定性和可靠性；第三，每臺(tái)AGV 具備獨(dú)立的舉升能力，可以針對(duì)不同車(chē)型和不同工位的工藝操作高度要求進(jìn)行調(diào)整，極大地改善了操作的人機(jī)工程；第四，AGV 路徑可在未來(lái)新車(chē)型引入時(shí)快速調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了工藝線布置的柔性化。這些特點(diǎn)極大地提升了總裝車(chē)間線體應(yīng)對(duì)未來(lái)車(chē)型尺寸差異、零部件數(shù)量差異和新工藝引入的快速調(diào)整的能力，也為未來(lái)升級(jí)成為全柔性生產(chǎn)線提供了可能。

2.2 總裝車(chē)間追求無(wú)地坑、廠房無(wú)機(jī)運(yùn)承載要求

總裝車(chē)間規(guī)劃的第二個(gè)變革方向是以日產(chǎn)、豐田等為代表的車(chē)企，追求車(chē)間無(wú)地坑需求，廠房無(wú)機(jī)運(yùn)特殊承載要求。傳統(tǒng)總裝車(chē)間采用的傳統(tǒng)流水線主線機(jī)運(yùn)設(shè)備形式，無(wú)論是寬滑板系統(tǒng)、電動(dòng)單軌自行小車(chē)系統(tǒng)（Electrified Monorail System, EMS）、摩擦線系統(tǒng)、鋼板鏈系統(tǒng)等，都會(huì)對(duì)總裝車(chē)間地面有地坑需求或廠房承載需求。在工廠建設(shè)初期就由機(jī)運(yùn)設(shè)備供應(yīng)商提需求，土建供應(yīng)商進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工。一旦建成，后續(xù)有新車(chē)型引入工藝調(diào)整、工位數(shù)量增加、承載提升等需求時(shí)，現(xiàn)有車(chē)間廠房承載和地坑將成為主線改造施工的瓶頸。

第一，地坑施工周期長(zhǎng)，包含地面開(kāi)挖、支模、澆筑、硬化、開(kāi)模等工序，再加上機(jī)運(yùn)設(shè)備的改造時(shí)間，造成現(xiàn)有工廠的長(zhǎng)期停產(chǎn)，總裝車(chē)間產(chǎn)能損失巨大。第二，總裝車(chē)間無(wú)論采用桁架結(jié)構(gòu)還是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)初期考慮節(jié)省用鋼量，都會(huì)按照工藝載荷需求分區(qū)域設(shè)計(jì)廠房載荷。當(dāng)后續(xù)底盤(pán)等空中線體改造新增工位超出廠房承載區(qū)域范圍，或新車(chē)型承載超過(guò)原規(guī)劃設(shè)計(jì)承載能力，都需要廠房重新計(jì)算校核和加固，同樣會(huì)需要較長(zhǎng)的停產(chǎn)時(shí)間進(jìn)行施工，總裝車(chē)間產(chǎn)能損失巨大。傳統(tǒng)燃油汽車(chē)整車(chē)一般在2 t 左右，而新能源汽車(chē)，為了滿足消費(fèi)者的長(zhǎng)續(xù)航里程需求，往往采用多模組的高壓電池包，整車(chē)重量可能超過(guò)2.5 t。

因此，日系總裝車(chē)間嘗試規(guī)劃取消底盤(pán)線，采用全地面線體，前后橋總成分別在地面與車(chē)身拼合，并且內(nèi)飾線間采用AGV 轉(zhuǎn)運(yùn)寬滑板代替地坑轉(zhuǎn)運(yùn)。考慮到高壓電池包的安裝需求，一些新能源總裝車(chē)間也僅設(shè)置一小段底盤(pán)線用于車(chē)身與高壓電池及其他底盤(pán)零件拼合，并且通過(guò)機(jī)運(yùn)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)單獨(dú)立柱的方式消除機(jī)運(yùn)設(shè)備對(duì)廠房承載的特殊需求。

2.3 采用強(qiáng)制流水線加島式裝配工位的混合生產(chǎn)模式

總裝車(chē)間規(guī)劃的第三個(gè)變革方向是采用強(qiáng)制流水線加島式裝配生產(chǎn)的混合生產(chǎn)模式。總裝車(chē)間通常在內(nèi)飾裝配線、底盤(pán)裝配線和最終裝配線等主線采用強(qiáng)制流水線的方式，而在終檢線按照小時(shí)工作量（Jobs Per Hour, JPH）產(chǎn)量需求按需設(shè)置多條檢測(cè)線，每條檢測(cè)線都包含多個(gè)島式檢測(cè)工位，如：四輪定位、大燈調(diào)整、車(chē)輛動(dòng)態(tài)測(cè)試、制動(dòng)力測(cè)試等。

一方面，強(qiáng)制流水線生產(chǎn)方式有利于物流人員按照生產(chǎn)車(chē)型的隊(duì)列及時(shí)對(duì)輪胎、座椅、儀表等大件物料進(jìn)行排序供貨；也有利于質(zhì)量部門(mén)按照生產(chǎn)隊(duì)列在車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)和較少的掃描設(shè)備等幫助下精確追溯各車(chē)型的裝配質(zhì)量信息；

另一方面，總裝車(chē)間作為整車(chē)廠沖焊涂總四大車(chē)間的最后一道工序，對(duì)生產(chǎn)線的穩(wěn)定性、開(kāi)動(dòng)率要求最高。而在流水線中增加自動(dòng)工位，受限于機(jī)運(yùn)設(shè)備如：吊具、滑板的一致性精度，車(chē)身等產(chǎn)品零件的一致性精度，機(jī)器人等工藝設(shè)備動(dòng)作的一致性精度，機(jī)運(yùn)與工藝設(shè)備隨行同步的響應(yīng)速度以及流水線安燈停線等對(duì)自動(dòng)工位等的影響。傳統(tǒng)總裝車(chē)間優(yōu)先考慮在流水線某個(gè)工段的線頭線尾，或在某一工段集中設(shè)置自動(dòng)裝配工位。因此，相較于車(chē)身車(chē)間90%以上的自動(dòng)化率，總裝車(chē)間自動(dòng)化程度相對(duì)較低。

隨著機(jī)器人國(guó)產(chǎn)化和設(shè)備推廣應(yīng)用價(jià)格的下降，設(shè)備隨行同步技術(shù)的發(fā)展，勞動(dòng)力素質(zhì)提升以及產(chǎn)品個(gè)性化定制零件數(shù)量增加對(duì)車(chē)間柔性要求提升等多重因素的綜合影響，部分總裝車(chē)間已經(jīng)在探索強(qiáng)制流水線加島式裝配生產(chǎn)的混合生產(chǎn)模式。這種混合生產(chǎn)模式，也許是邁向全柔性生產(chǎn)線的一個(gè)重要的過(guò)渡階段。

3 總結(jié)與展望

汽車(chē)整車(chē)廠的定位和總裝車(chē)間的生產(chǎn)策略，由其產(chǎn)品定位與市場(chǎng)需求決定。生產(chǎn)暢銷(xiāo)車(chē)型的工廠，必然將生產(chǎn)效率放在首要位置。采用傳統(tǒng)的定序生產(chǎn)，強(qiáng)制流水線模式，不斷提升流水線穩(wěn)定性，降低生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間，生產(chǎn)能力可進(jìn)一步提升至65～80JPH。而主打個(gè)性化、定制化產(chǎn)品的工廠，隨著產(chǎn)品種類(lèi)不斷增多、共線生產(chǎn)要求的提升，需要生產(chǎn)線能夠快速靈活地應(yīng)對(duì)，則需要把柔性放在第一位。可通過(guò)多個(gè)低節(jié)拍（比如30JPH）總裝車(chē)間，一個(gè)總裝車(chē)間多條低JPH 生產(chǎn)線，或者強(qiáng)制流水線加島式裝配生產(chǎn)的混合生產(chǎn)模式，甚至探索全柔性生產(chǎn)線模式。

展望未來(lái)，精益化、柔性化、模塊化、敏捷化、數(shù)字化、高質(zhì)量、綠色環(huán)保等總裝車(chē)間建設(shè)方針，將得到進(jìn)一步的實(shí)踐與發(fā)展。隨著智能制造工作的不斷推進(jìn)，總裝車(chē)間必將是一個(gè)滿足快速導(dǎo)入新產(chǎn)品需求，并進(jìn)行柔性生產(chǎn)的總裝車(chē)間，一個(gè)不斷降低運(yùn)行能耗、人機(jī)工程等操作環(huán)境友好、滿足可持續(xù)發(fā)展理念、綠色環(huán)保的總裝車(chē)間，一個(gè)采用數(shù)字化技術(shù)不斷仿真優(yōu)化規(guī)劃方案、采用模塊化智能生產(chǎn)和物流設(shè)備，提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的智能總裝車(chē)間。