汽车总装生产工艺中模块化装配的运用分析

汽车总装生产工艺中模块化装配的运用分析

天津天汽集团美亚汽车制造有限公司天津300380

摘要:随着人们消费升级,对于汽车舒适度的要求也随之增高,为了满足市场对汽车装配的需求,将模块化装配技术运用到汽车总装生产中。这种工艺有利于减少汽车生产周期,实现经济化、实用化目标。本篇文章基于此,首先简要介绍汽车总装生产的模块化,然后提出模块化装配在其的运用。希望本文的研究能够为读者提供有益参考。

关键词:模块化;汽车总装生产;生产工艺

前言:模块既属于产品,同时又因其在总装生产中发挥的独特作用,表现为独特属性。模块与其他模块通过几何连接口、输入输出端,实现统一属性模块功能互相协调、交换,按照设计的组合使之具有新功能或形成新产品。具有强烈的独立性特征,能够与其他设计模块组合。互换性特征,根据接口的尺寸差异,能够进行模块之间的互换。通用性特征,适应生产总装的需要,在多个层面发挥功能。

1汽车总装生产模块化装配概述

汽车总装模块化装配生产在20世纪就有汽车公司开始涉猎此项技术,同流水线生产共同应用到汽车生产中,通过技术和管理的改进,最大限度降低生产成本,提高汽车结构性能。随着汽车公司集团化,企业之间兼并与合作,使得推出通用型配件成为可能,这样的做法一定程度上更能够削减投入成本,促进多车型同步生产,使一项产品从设计到生产能够以最短的时间上市。特别是汽车生产引入数字化技术,对于制造工艺也逐渐形成集约化、系统化、数字化装配。

模块化生产主要是将汽车生产涉及的独立配件,通过一定的设计组合,使之形成功能性综合单元系统。当前汽车制造业主要有两种模块模块化生产理念,一种是日系汽车代表,其突出特点为采用电子控制系统的集约化理念;另一种是德系汽车,通过复杂结构的零配件组合,形成的体系。汽车模块化总装生产涉及整车多个关键零部件,如仪表板模块、车身控制、安全系统、动力系统、多媒体系统等,通过模块装配生产,改善汽车生产工艺和缩短生产时间[1]。

2模块化装配在汽车总装生产工艺中的运用

2.1仪表板模块设计

仪表板模块涉及的零部件分为可见部分和不可见部分两种,前者包含仪表板本板、组合开关、储物盒等驾驶者可见和使用的功能性装置;后者包含空调主机、转向管柱、安全警报器等不可见的辅助性装置。

对于仪表板模块装配设计,需要考虑装配零部件上的工艺孔数量以及设计安装位置,在对零件进行装配时是否需要360度翻转。对于分装模块,还要考虑是以分装还是两侧装配的方式,考虑仪表板横梁吊点位置,运送到主线时与装配辅助机械手的转挂工艺孔位置。

仪表板采用模块化装配,有效提高车身准确定位,合理控制各零部件的间隙,特别是前风挡玻璃、门内护板等。同时这一工艺,还能降低生产人员室内进入频次,有效减少门槛等的人为划伤,对提高汽车生产质量有很大促进作用。

仪表板模块装配主要有以下几点内容:1、仪表板分装,强仪表板衡量作为支撑骨架,利用分装夹具插入该零部件左右端头,有效承受模块总成质量;2总成合装定位,通过在仪表板衡量设置定位销(直径Φ10mm左右),实现车身与总成合装;3、总成车身合装定位,根据仪表板定位销的工艺孔设置要求(采用一端为Φ10.5mm圆孔,另一端Φ10.5mm×14mm的长圆孔)进行合装;4、总成合装机械手夹持定位,仪表板总成线需要为机械手预留夹持定位孔,其中孔径为Φ20mm,两孔中心距为30mm,通过这样的设置方便机械手取下总成线机械手,在取下过程不会干扰到侧围作业[2]。

需要注意的是,仪表板总成合装对于零部件和加工工具有一定的要求,对于横梁与车身的连接处,要为工具预留一定的安装空间,后续汽车维修可以不用拆下车门,就能卸下仪表板总成。各护板、功能件要采用统一的标准,能够满足同工位共用工具,就能够完成零部件安装,保证螺栓、螺母、力矩大小的一致性。

2.2关键零部件集中模块装配

传统非模块化汽车总装装配,主要以叠加的方式完成,在这种工艺下需要加长整条生产线路,同时也不利于作业人员配合,呈现较低的配置效率。而模块化装配工艺,则是以并行的生产流程,同步完成多项关键零部件装配。即在一条生产线上,同时进行多个功能性模块装配,将安装方式、安装位置、模块功能相近的模块,都整合到统一生产线上,有效提高了模块化装配的生产效率。

此外,这种集中生产不仅能够在总装区域进行,对于生产有特殊的需要,也可将模块化装配安排在独立车间完成,供应模块的形式支持以供应原材料的方式进行。传统的非模块化总装生产装配,需要配位两万多个零部件,而采用模块化装配工艺后,零部件的数量有效降至两千多个,这样的改造极大程度提高了生产的节约化管理水平,减少生产过程可能出现的质量问题。

在模块化装配工艺下,将生产中的重要生产任务转移到模块化生产线路,不仅缩小了总装线的生产空间,同时减少了主线操作的工人数量,最大限度缩短一辆车的装配时间。例如,针对汽车生产汇总的前端、前悬挂部位、变速箱等零部件都能够集中到统一装配模块线上进行装配,而非按照传统装配顺序,将发动机直接装入整车[3]。

采用模块化装配,有效降低汽车装配的难度,相比传统生产工艺,需要多个工人配合,协调各零部件的安装关系,模块化装配工艺不受汽车总装生产空间的影响,受到的环境制约也更小。同时在生产过程,可以根据需要调整和扩展生产线的内容,将总装生成的工位减至最少,从而为生产车间容纳更多的模块装配线,从而以更高效率完成汽车装配生产。

2.3模块化装配提高安全控制

对于新车型装配,由于设计不够熟悉,采用传统总装生产工艺,过多的工位设置使得人员协调方面相对更容易产生问题。而模块化装配,生产所占用的工位更少,由此减少工人之间生产顺序的协调隐患,有效增强汽车生产的安全控制。同时模块化生产,对于零件尺寸的标准有更严格的要求,从原材料、零部件制造的供应商开始,就提出了限定要求。同时模块具有较高的通用性,将其运用到生产线中,一定程度上能够避免因个别车型个性化的零件要求,造成的安全问题。

模块化生产模式,使得汽车动态变数也随之变化,X轴的变化结构根据操作的需要,可以适当地调整长度;Y轴可以适当调整宽度,从而应对削去沟槽宽度,通过旋转在Y轴上操作。在这过程中,Z轴只需要设定高度上的变化,以及内、外边沿的高度差距,设置坐标数值。对于汽车内部结构,利用CAD制图操作系统,可以测定标准体系,依靠模型的图纸,有效将机器与电子行业结合,改变图纸中一些数据行变化。针对计算机制图呈现的标准型数据,对于结构性设计发现不合理的部分,通过微观、动态的调整,使结构层次坐标轴,完成合理的布局方案。

模块化装配工艺结合产品数据管理系统(PDM),通过在源头设计上实现数字化、模块化,将各项生产流程数据化处理,提高了产品设计和工艺设计的效率。同时借助CAPP软件的支持,在标准模板下实现工艺格式统一,最大程度避免因为设计数据不统一、不标准造成的安全控制问题。

结论:综合上述,汽车总装生产工艺中运用模块化装配,有效提高汽车生产的效率,采用并行式生产,改善传统生产工艺的低效率、高占用空间率的缺陷,充分发挥出这种新型的生产工艺在汽车装配生产领域中的最大优势,提高我国汽车制造业的竞争力。

参考文献:

[1]魏清滨,李志南.论模块化装配生产在汽车总装生产工艺中的应用[J].中国高新区,2018(07):159.

[2]陈浩加.汽车总装生产工艺中模块化装配的应用研究[J].山东工业技术,2017(05):287.

[3]孙国立.探讨模块化装配生产在汽车总装生产工艺中的应用[J].时代汽车,2016(06):73-74.

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