汽車通用化設計對總裝工藝的影響

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上通用化設計對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：對總裝工藝而言，柔性化共線生產必然導致對原有生產線的通用性改造和新老產品生產工藝的優(yōu)化融合。在產品設計的初期，在滿足新車型產品定義所要求的功能實現和性能指標的前提下，對共線生產可能性較大的同級別、同檔次的產品推行通用化的設計結構和產品工藝要求，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、改善管理和質量的控制。本文結合部分實例，就同級別、同檔次產品通用化設計對新車型總裝工藝開發(fā)的影響進行探討。關鍵詞：通用化設計；總裝工藝；新車型；柔性化；共線生產2009年中國汽車產銷

2、量突破千萬，躍居世界第一。隨之相伴的是各大汽車廠不斷推陳出新，用新產品刺激和吸引消費者，以應對激烈的市場競爭。怎樣最有效的利用現有資源完成新車型的總裝工藝開發(fā)成為一個迫切而現實的課題。汽車新產品有以下特點：1新結構較多，產品上市初期設計和工藝仍需改進和微調。2平臺化和系列化開發(fā)成為主流開發(fā)模式。3銷量難以準確預估，工藝路線的不確定性大。4新技術不斷涌現，但設計延續(xù)性仍較強。從中可以看出，新車型的不穩(wěn)定、不確定性較強，但技術和設計有較大的延續(xù)性，在投產初期，總裝柔性化共線生產是較為經濟有效，并廣泛采用的工藝模式。對總裝工藝而言，柔性化共線生產必然導致對原有生產線的通用性改造，以及新老產品生產工藝

3、的優(yōu)化融合，此過程需要產品和工藝相互配合、妥協(xié)。對于改善工藝開發(fā)過程而言，在產品設計的初期，在滿足新車型產品定義所要求的功能實現和性能指標的前提下，對共線生產可能性較大的同級別、同檔次的產品推行通用化的設計結構和產品工藝要求，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，而是特指對總裝工藝影響較大的設計結構和產品工藝要求，例如類似的布置布局、可共用的車身定位方式、統(tǒng)一的產品標識要求等，且通用化設計應該在產品分類的前提下進行，尺寸級別和定位檔次差異較大的產品之間，不具備通用化設計的條件，對于工藝開發(fā)的改善也沒有太大的現實意義。以下結合部分實例，就通用化設計對新

4、車型總裝工藝開發(fā)的影響進行探討。1 通用化設計對工藝布局與物流儲運的影響。新導入產品的差異結構和采用的新技術，是總裝車間工藝布局調整最主要的誘因。如果新產品較好的采用了通用化的設計，部件雖然結構不同但采用了相同或者相似的方式與生產線結合，與設備結合，就可以盡量的共用原有的工藝布局，減少新增作業(yè)場地需求，避免大規(guī)模的改擴建主線和新增分裝線體，最大限度的共用生產區(qū)域。例如A公司在原有微車生產線導入一款新型微客，新老產品結構相似，但副車架分裝定位點分別設計在不同方向上（老產品在X向，新產品在Z向），使原有分裝線體無法共用，只能再規(guī)劃一片新的分裝區(qū)域并設置相關的線體設備，對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題，計劃共線的兩車型副車架結構相似，但老產品是整體框架式的，新產品是可拆分的框架，現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)和零件存儲的區(qū)域，降低了主線空間利用率。通用化的設計同樣可以使物流倉儲和物料轉運受益。相似的體積形狀可以大量共用存儲和轉運器具，即使改造，也降低了成本和難度，同時意味著不必因為產品結構的差異而新增各車型零部件專用的存儲區(qū)域，從而節(jié)約了空間，降低了投入。例如A公司某系列兩個車型的空調HVAC采用了不同的設計結構，一種可以總成的方式存儲和轉運，另一種只能以分散的幾個部分分別儲運，在兩車型混線規(guī)劃時，只好分別

6、安排了存儲區(qū)域，開發(fā)新的儲運器具，以不同的方式轉運，造成了場地和成本上的浪費。2 通用化設計對生產線機械化輸送系統(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械化輸送系統(tǒng)。新產品的通用化設計可以大大簡化改造的難度，減少工作量，甚至避免改造。新車型在機械化輸送系統(tǒng)上的改造，對于產品通用化設計的主要關注點：車身在輸送系統(tǒng)上可行的定位方式、定位點的坐標、定位點處車身的強度、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：某車間內飾線輸送系統(tǒng)結合各生產線結構，采用通用化設計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，對簡化內飾

7、線和底盤線的改造效果顯著。定位點處車身的強度對于部分定位方式的可實現是十分重要的。例如公司某新車，在內飾線和底盤線計劃采用前部工藝銷定位，后部托塊支撐的方式定位（見圖2），尺寸位置上沒有問題，但是新車型后部與托塊相對應的側裙邊較長，且只有兩層鈑金焊接而成，老車型為三層鈑金，且裙邊較短。新車型樣車在機械化通過性驗證時裙邊因無法支撐車身重量而發(fā)生了變形。最后不得不對該部位進行了專門的設計變更以解決問題。整車在輸送系統(tǒng)上的重心對定位方式的可行性和可靠性會產生重要的影響，需共線車型間差異不宜過大。圖2：托塊支撐側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計，可以減少相關的改造。例如公司某新車型車門開度過大，開啟時在底盤線與吊具干涉，在檢測線和設備干涉，因為改造代價太大，最后改變車門設計，使車門能夠以個檔位開啟，解決了問題。3 通用化設計對生產設備柔性化改造的影響。生產設備的改造，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。為了盡量共用設備，減少改造和新增，對生產設備的通用化設計主要體現在兩個方面：1.產品結構的通用化2.產品工藝要求的通用化。產品結構的通用化指在新車型設計時采用相同的結構或者相同的設備接口，從而共用設備，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，但是原有車型輪胎螺母設計為顆，

9、新車型輪胎螺母設計為顆，造成原有生產線上的軸輪胎擰緊機（見圖3）無法共用，改造的代價較大，新車型工藝只好改為手工操作。又如對于某多車型混線的總裝車間，由于各車型加注罐口的結構不一致，加注設備需要制作多個加注頭，在生產不同車型前進行切換，對生產組織和節(jié)拍都造成了影響。同樣罐口的位置和朝向如果差異過大也會對加注設備產生改造或者新增的需求，增加成本并占用生產線空間。如果對所有同類型、同級別車型的罐口結構進行統(tǒng)一的通用化設計，對大體的位置朝向也進行統(tǒng)一，加注設備的改造可以大大減少，即在設計階段以最小的代價解決了問題。燃油氣密性檢測設備使用時加油口和封閉碳罐氣道時也存在類似的問題，A公司某新車型與原有車

10、型碳罐氣道封閉點設計位置不同，需要改變安裝工位并增加輔助踏臺，對總裝工藝安排造成了困難。圖3：軸輪胎擰緊機通用化的產品工藝要求指在滿足性能要求的情況下對同一工藝過程提出一致的產品要求，從而共用設備，避免改造。如公司某新產品工藝開發(fā)時發(fā)現由于新老車型VIN碼刻號的位置要求不統(tǒng)一，原有設備無法共用，必須新增一套刻號設備，此問題對產品性能無任何影響，完全可以依靠產品工藝要求的通用化避免。又如公司共線兩車型制動液罐罐口結構相同，但產品定義的回吸量不同，仍必須對加注頭進行改造。4 通用化設計對檢測設備柔性化改造的影響。汽車檢測設備往往價格昂貴，精密敏感。檢測設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。檢測線大多數設備都有一定的適用范圍，只要在范圍之內，通過調整設備的參數設定就可以實現設備的共用。對于同級別、同檔次的產品統(tǒng)一標準，提出可實現產品性能、符合相關強制標準的產品工藝要求，可減少設備的改造需求。5 通用化設計對工裝柔性化改造的影響。新產品工藝開發(fā)中必然要開發(fā)大量的工裝，通過通用化設計，可以盡量共用原有工裝，或在少量改造后即可實現共用。如公司某新車型工藝開發(fā)時發(fā)現因為夾具夾持點位置不同，新車型儀表臺無法利用總裝車間現有儀表臺分裝線和儀表臺助力機械手。后通過設計變更，在儀表橫梁兩端增加了一對專門的工藝輔助支架解決了問題。又如公司多個車型的標牌位置產品要求不一致，相應的為每個車型開發(fā)

12、了專門的標牌定位輔具，對工藝開發(fā)和現場管理造成不便。圖4：儀表助力機械手6 通用化設計對工具共用與選配的影響。對新產品工藝開發(fā)中的工具選配而言通用化設計主要在兩個方面：1.標準件與力矩的通用。2.減少特殊工具的選用。標準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系統(tǒng)盡量選用相同的標準件，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保養(yǎng)工作量。例如將各車型無特殊要求的搭鐵點統(tǒng)一選用相同規(guī)格的標準件和力矩。公司開發(fā)某系列的新車型時，設計人員隨意的選用了新規(guī)格的油箱固定螺栓，在新車型混線試產時發(fā)現裝配油箱時該工位工人需要頻繁更換工具，且此處選

13、用新規(guī)格螺栓無任何意義，最終又通過設計變更統(tǒng)一了標準件規(guī)格。又如在底盤制動管路的連接中，管路接頭較多，各車型制動管路規(guī)格通常相同，使用通用化的設計，采用統(tǒng)一的接頭規(guī)格和力矩要求，對于減少工具選配量和簡化操作大有好處。減少特殊工具的選用是指在沒有特別需求的情況下，零件結構、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)一使用公制標準，盡量保證常用工具的操作空間、統(tǒng)一選用常用的標準件頭部尺寸等等。公司某中置后驅新車型設計時傳動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完成，對工藝開發(fā)階段工具的選購和生產操作都帶來了較大的困難。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了較長的時間，且后期的工具保養(yǎng)和增補也存在不便。7 通用化設計對工藝管理、員工培訓的影響。大量的采用通用化的設計，降低了工具、設備等的數量，減少了不同車型間的操作差異，所以對于工藝管理和員工培訓的好處是顯而易見的。良好的生產管理和人員技能狀態(tài)，可以保證老產品的質量穩(wěn)定，新產品質量盡快的提高并成熟?？偨Y：從以上分析可以看出，在新產品開發(fā)中采用通用化設計，能夠降低投資成本、縮短工藝開發(fā)周期、避免工藝瓶頸、改善管理和質量。特別對