汽車通用化設(shè)計(jì)對(duì)總裝工藝的影響

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上通用化設(shè)計(jì)對(duì)新車型總裝工藝開發(fā)的影響安永瑞吉利汽車研究院 整車工藝部，浙江 杭州摘要：對(duì)總裝工藝而言，柔性化共線生產(chǎn)必然導(dǎo)致對(duì)原有生產(chǎn)線的通用性改造和新老產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的優(yōu)化融合。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初期，在滿足新車型產(chǎn)品定義所要求的功能實(shí)現(xiàn)和性能指標(biāo)的前提下，對(duì)共線生產(chǎn)可能性較大的同級(jí)別、同檔次的產(chǎn)品推行通用化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品工藝要求，可以降低硬件改造的投資成本、縮短工藝開發(fā)的周期、避免工藝瓶頸、改善管理和質(zhì)量的控制。本文結(jié)合部分實(shí)例，就同級(jí)別、同檔次產(chǎn)品通用化設(shè)計(jì)對(duì)新車型總裝工藝開發(fā)的影響進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：通用化設(shè)計(jì)；總裝工藝；新車型；柔性化；共線生產(chǎn)2009年中國(guó)汽車產(chǎn)銷

2、量突破千萬(wàn)，躍居世界第一。隨之相伴的是各大汽車廠不斷推陳出新，用新產(chǎn)品刺激和吸引消費(fèi)者，以應(yīng)對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。怎樣最有效的利用現(xiàn)有資源完成新車型的總裝工藝開發(fā)成為一個(gè)迫切而現(xiàn)實(shí)的課題。汽車新產(chǎn)品有以下特點(diǎn)：1新結(jié)構(gòu)較多，產(chǎn)品上市初期設(shè)計(jì)和工藝仍需改進(jìn)和微調(diào)。2平臺(tái)化和系列化開發(fā)成為主流開發(fā)模式。3銷量難以準(zhǔn)確預(yù)估，工藝路線的不確定性大。4新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，但設(shè)計(jì)延續(xù)性仍較強(qiáng)。從中可以看出，新車型的不穩(wěn)定、不確定性較強(qiáng)，但技術(shù)和設(shè)計(jì)有較大的延續(xù)性，在投產(chǎn)初期，總裝柔性化共線生產(chǎn)是較為經(jīng)濟(jì)有效，并廣泛采用的工藝模式。對(duì)總裝工藝而言，柔性化共線生產(chǎn)必然導(dǎo)致對(duì)原有生產(chǎn)線的通用性改造，以及新老產(chǎn)品生產(chǎn)工藝

3、的優(yōu)化融合，此過(guò)程需要產(chǎn)品和工藝相互配合、妥協(xié)。對(duì)于改善工藝開發(fā)過(guò)程而言，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初期，在滿足新車型產(chǎn)品定義所要求的功能實(shí)現(xiàn)和性能指標(biāo)的前提下，對(duì)共線生產(chǎn)可能性較大的同級(jí)別、同檔次的產(chǎn)品推行通用化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品工藝要求，是一種行之有效的辦法。需要特別指出的是，本文所指的通用化并不等同于零部件的通用化，而是特指對(duì)總裝工藝影響較大的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品工藝要求，例如類似的布置布局、可共用的車身定位方式、統(tǒng)一的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)要求等，且通用化設(shè)計(jì)應(yīng)該在產(chǎn)品分類的前提下進(jìn)行，尺寸級(jí)別和定位檔次差異較大的產(chǎn)品之間，不具備通用化設(shè)計(jì)的條件，對(duì)于工藝開發(fā)的改善也沒有太大的現(xiàn)實(shí)意義。以下結(jié)合部分實(shí)例，就通用化設(shè)計(jì)對(duì)新

4、車型總裝工藝開發(fā)的影響進(jìn)行探討。1 通用化設(shè)計(jì)對(duì)工藝布局與物流儲(chǔ)運(yùn)的影響。新導(dǎo)入產(chǎn)品的差異結(jié)構(gòu)和采用的新技術(shù)，是總裝車間工藝布局調(diào)整最主要的誘因。如果新產(chǎn)品較好的采用了通用化的設(shè)計(jì)，部件雖然結(jié)構(gòu)不同但采用了相同或者相似的方式與生產(chǎn)線結(jié)合，與設(shè)備結(jié)合，就可以盡量的共用原有的工藝布局，減少新增作業(yè)場(chǎng)地需求，避免大規(guī)模的改擴(kuò)建主線和新增分裝線體，最大限度的共用生產(chǎn)區(qū)域。例如A公司在原有微車生產(chǎn)線導(dǎo)入一款新型微客，新老產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相似，但副車架分裝定位點(diǎn)分別設(shè)計(jì)在不同方向上（老產(chǎn)品在X向，新產(chǎn)品在Z向），使原有分裝線體無(wú)法共用，只能再規(guī)劃一片新的分裝區(qū)域并設(shè)置相關(guān)的線體設(shè)備，對(duì)柔性化改造成了很大的困難。B

5、公司也在副車架上遇到了問(wèn)題，計(jì)劃共線的兩車型副車架結(jié)構(gòu)相似，但老產(chǎn)品是整體框架式的，新產(chǎn)品是可拆分的框架，現(xiàn)有副車架分裝線夾具改造的困難較大，總裝工藝不得不在主線上為新車型安排副車間縱梁安裝作業(yè)和零件存儲(chǔ)的區(qū)域，降低了主線空間利用率。通用化的設(shè)計(jì)同樣可以使物流倉(cāng)儲(chǔ)和物料轉(zhuǎn)運(yùn)受益。相似的體積形狀可以大量共用存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)運(yùn)器具，即使改造，也降低了成本和難度，同時(shí)意味著不必因?yàn)楫a(chǎn)品結(jié)構(gòu)的差異而新增各車型零部件專用的存儲(chǔ)區(qū)域，從而節(jié)約了空間，降低了投入。例如A公司某系列兩個(gè)車型的空調(diào)HVAC采用了不同的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，一種可以總成的方式存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)運(yùn)，另一種只能以分散的幾個(gè)部分分別儲(chǔ)運(yùn)，在兩車型混線規(guī)劃時(shí)，只好分別

6、安排了存儲(chǔ)區(qū)域，開發(fā)新的儲(chǔ)運(yùn)器具，以不同的方式轉(zhuǎn)運(yùn)，造成了場(chǎng)地和成本上的浪費(fèi)。2 通用化設(shè)計(jì)對(duì)生產(chǎn)線機(jī)械化輸送系統(tǒng)柔性化改造的影響。新車型共線，改造難度最大常常就是機(jī)械化輸送系統(tǒng)。新產(chǎn)品的通用化設(shè)計(jì)可以大大簡(jiǎn)化改造的難度，減少工作量，甚至避免改造。新車型在機(jī)械化輸送系統(tǒng)上的改造，對(duì)于產(chǎn)品通用化設(shè)計(jì)的主要關(guān)注點(diǎn)：車身在輸送系統(tǒng)上可行的定位方式、定位點(diǎn)的坐標(biāo)、定位點(diǎn)處車身的強(qiáng)度、車身（包括以裝配的零件）的重心位置、整車最大外形尺寸、車門的可拆卸性、車門位置和開度等等。圖1：某車間內(nèi)飾線輸送系統(tǒng)結(jié)合各生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)，采用通用化設(shè)計(jì)使新老車型可以在輸送系統(tǒng)上使用相同的定位方式，位置相同的定位點(diǎn)，對(duì)簡(jiǎn)化內(nèi)飾

7、線和底盤線的改造效果顯著。定位點(diǎn)處車身的強(qiáng)度對(duì)于部分定位方式的可實(shí)現(xiàn)是十分重要的。例如公司某新車，在內(nèi)飾線和底盤線計(jì)劃采用前部工藝銷定位，后部托塊支撐的方式定位（見圖2），尺寸位置上沒有問(wèn)題，但是新車型后部與托塊相對(duì)應(yīng)的側(cè)裙邊較長(zhǎng)，且只有兩層鈑金焊接而成，老車型為三層鈑金，且裙邊較短。新車型樣車在機(jī)械化通過(guò)性驗(yàn)證時(shí)裙邊因無(wú)法支撐車身重量而發(fā)生了變形。最后不得不對(duì)該部位進(jìn)行了專門的設(shè)計(jì)變更以解決問(wèn)題。整車在輸送系統(tǒng)上的重心對(duì)定位方式的可行性和可靠性會(huì)產(chǎn)生重要的影響，需共線車型間差異不宜過(guò)大。圖2：托塊支撐側(cè)裙的定位方式車門的可拆卸性，決定了車門分裝的工藝安排，車門位置和開度影響底盤線吊具的改造。

8、這些方面盡量采用通用化的設(shè)計(jì)，可以減少相關(guān)的改造。例如公司某新車型車門開度過(guò)大，開啟時(shí)在底盤線與吊具干涉，在檢測(cè)線和設(shè)備干涉，因?yàn)楦脑齑鷥r(jià)太大，最后改變車門設(shè)計(jì)，使車門能夠以個(gè)檔位開啟，解決了問(wèn)題。3 通用化設(shè)計(jì)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備柔性化改造的影響。生產(chǎn)設(shè)備的改造，通常是新車型總裝工藝開發(fā)中成本較高，工作量較大的部分。為了盡量共用設(shè)備，減少改造和新增，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的通用化設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：1.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的通用化2.產(chǎn)品工藝要求的通用化。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的通用化指在新車型設(shè)計(jì)時(shí)采用相同的結(jié)構(gòu)或者相同的設(shè)備接口，從而共用設(shè)備，避免改造。例如公司某新車型欲與同系列的一款老車型共線生產(chǎn)，但是原有車型輪胎螺母設(shè)計(jì)為顆，

9、新車型輪胎螺母設(shè)計(jì)為顆，造成原有生產(chǎn)線上的軸輪胎擰緊機(jī)（見圖3）無(wú)法共用，改造的代價(jià)較大，新車型工藝只好改為手工操作。又如對(duì)于某多車型混線的總裝車間，由于各車型加注罐口的結(jié)構(gòu)不一致，加注設(shè)備需要制作多個(gè)加注頭，在生產(chǎn)不同車型前進(jìn)行切換，對(duì)生產(chǎn)組織和節(jié)拍都造成了影響。同樣罐口的位置和朝向如果差異過(guò)大也會(huì)對(duì)加注設(shè)備產(chǎn)生改造或者新增的需求，增加成本并占用生產(chǎn)線空間。如果對(duì)所有同類型、同級(jí)別車型的罐口結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一的通用化設(shè)計(jì)，對(duì)大體的位置朝向也進(jìn)行統(tǒng)一，加注設(shè)備的改造可以大大減少，即在設(shè)計(jì)階段以最小的代價(jià)解決了問(wèn)題。燃油氣密性檢測(cè)設(shè)備使用時(shí)加油口和封閉碳罐氣道時(shí)也存在類似的問(wèn)題，A公司某新車型與原有車

10、型碳罐氣道封閉點(diǎn)設(shè)計(jì)位置不同，需要改變安裝工位并增加輔助踏臺(tái)，對(duì)總裝工藝安排造成了困難。圖3：軸輪胎擰緊機(jī)通用化的產(chǎn)品工藝要求指在滿足性能要求的情況下對(duì)同一工藝過(guò)程提出一致的產(chǎn)品要求，從而共用設(shè)備，避免改造。如公司某新產(chǎn)品工藝開發(fā)時(shí)發(fā)現(xiàn)由于新老車型VIN碼刻號(hào)的位置要求不統(tǒng)一，原有設(shè)備無(wú)法共用，必須新增一套刻號(hào)設(shè)備，此問(wèn)題對(duì)產(chǎn)品性能無(wú)任何影響，完全可以依靠產(chǎn)品工藝要求的通用化避免。又如公司共線兩車型制動(dòng)液罐罐口結(jié)構(gòu)相同，但產(chǎn)品定義的回吸量不同，仍必須對(duì)加注頭進(jìn)行改造。4 通用化設(shè)計(jì)對(duì)檢測(cè)設(shè)備柔性化改造的影響。汽車檢測(cè)設(shè)備往往價(jià)格昂貴，精密敏感。檢測(cè)設(shè)備的柔性化改造往往是總裝工藝開發(fā)中成本最高的

11、部分。檢測(cè)線大多數(shù)設(shè)備都有一定的適用范圍，只要在范圍之內(nèi)，通過(guò)調(diào)整設(shè)備的參數(shù)設(shè)定就可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的共用。對(duì)于同級(jí)別、同檔次的產(chǎn)品統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，提出可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能、符合相關(guān)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品工藝要求，可減少設(shè)備的改造需求。5 通用化設(shè)計(jì)對(duì)工裝柔性化改造的影響。新產(chǎn)品工藝開發(fā)中必然要開發(fā)大量的工裝，通過(guò)通用化設(shè)計(jì)，可以盡量共用原有工裝，或在少量改造后即可實(shí)現(xiàn)共用。如公司某新車型工藝開發(fā)時(shí)發(fā)現(xiàn)因?yàn)閵A具夾持點(diǎn)位置不同，新車型儀表臺(tái)無(wú)法利用總裝車間現(xiàn)有儀表臺(tái)分裝線和儀表臺(tái)助力機(jī)械手。后通過(guò)設(shè)計(jì)變更，在儀表橫梁兩端增加了一對(duì)專門的工藝輔助支架解決了問(wèn)題。又如公司多個(gè)車型的標(biāo)牌位置產(chǎn)品要求不一致，相應(yīng)的為每個(gè)車型開發(fā)

12、了專門的標(biāo)牌定位輔具，對(duì)工藝開發(fā)和現(xiàn)場(chǎng)管理造成不便。圖4：儀表助力機(jī)械手6 通用化設(shè)計(jì)對(duì)工具共用與選配的影響。對(duì)新產(chǎn)品工藝開發(fā)中的工具選配而言通用化設(shè)計(jì)主要在兩個(gè)方面：1.標(biāo)準(zhǔn)件與力矩的通用。2.減少特殊工具的選用。標(biāo)準(zhǔn)件和定義力矩的通用是指在滿足功能要求的前提下同一個(gè)系統(tǒng)盡量選用相同的標(biāo)準(zhǔn)件，同類位置盡量定義相同的力矩要求。這樣可以共用大量工具，減少工具的新增量，也減輕了后期工具的維護(hù)保養(yǎng)工作量。例如將各車型無(wú)特殊要求的搭鐵點(diǎn)統(tǒng)一選用相同規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)件和力矩。公司開發(fā)某系列的新車型時(shí)，設(shè)計(jì)人員隨意的選用了新規(guī)格的油箱固定螺栓，在新車型混線試產(chǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)裝配油箱時(shí)該工位工人需要頻繁更換工具，且此處選

13、用新規(guī)格螺栓無(wú)任何意義，最終又通過(guò)設(shè)計(jì)變更統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格。又如在底盤制動(dòng)管路的連接中，管路接頭較多，各車型制動(dòng)管路規(guī)格通常相同，使用通用化的設(shè)計(jì)，采用統(tǒng)一的接頭規(guī)格和力矩要求，對(duì)于減少工具選配量和簡(jiǎn)化操作大有好處。減少特殊工具的選用是指在沒有特別需求的情況下，零件結(jié)構(gòu)、緊固方式、零件規(guī)格等方面盡量采用常用的形式，減少工具選配的難度和周期。如規(guī)格尺寸統(tǒng)一使用公制標(biāo)準(zhǔn)，盡量保證常用工具的操作空間、統(tǒng)一選用常用的標(biāo)準(zhǔn)件頭部尺寸等等。公司某中置后驅(qū)新車型設(shè)計(jì)時(shí)傳動(dòng)軸與后橋連接處工具空間太小，必須選用超薄的套筒才能在一段狹小的空間內(nèi)完成，對(duì)工藝開發(fā)階段工具的選購(gòu)和生產(chǎn)操作都帶來(lái)了較大的困難。又如某車型前門限位器中部的連接螺栓選用了很不常用的尺寸規(guī)格，該處工具選配到位花費(fèi)了較長(zhǎng)的時(shí)間，且后期的工具保養(yǎng)和增補(bǔ)也存在不便。7 通用化設(shè)計(jì)對(duì)工藝管理、員工培訓(xùn)的影響。大量的采用通用化的設(shè)計(jì)，降低了工具、設(shè)備等的數(shù)量，減少了不同車型間的操作差異，所以對(duì)于工藝管理和員工培訓(xùn)的好處是顯而易見的。良好的生產(chǎn)管理和人員技能狀態(tài)，可以保證老產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定，新產(chǎn)品質(zhì)量盡快的提高并成熟。總結(jié)：從以上分析可以看出，在新產(chǎn)品開發(fā)中采用通用化設(shè)計(jì)，能夠降低投資成本、縮短工藝開發(fā)周期、避免工藝瓶頸、改善管理和質(zhì)量。特別對(duì)