模塊化裝配生產在汽車總裝生產工藝中的應用

◎孫洪鑫

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模塊化裝配生產在汽車總裝生產工藝中的應用

◎孫洪鑫

隨著人們生活質量的提高及現代科技的發展，人們對汽車裝配的舒適度及質量性能等提出了越來越高的發展要求。許多汽車制造商不斷開發新的車型和裝配，積極提高產品生產質量，以更好地提高產品的市場競爭力。作為汽車制造的重要環節，在汽車總裝工藝中應用模塊化裝配生產，能有效減少汽車生產周期，提高汽車裝配質量，對促進汽車企業的發展有著重要的意義。本文闡述了模塊化裝配生產的概念及在汽車總裝生產工藝中的應用優勢，在此基礎上對其在汽車總裝生產工藝中的有效應用進行了相關的分析和探討，以期對促進汽車總裝工藝技術的發展有一定的參考借鑒價值。

目前我國的汽車行業發展迅速，汽車相關零件的機加工水平也不斷提高。但相對來說，國內的汽車裝配技術還比較落后，與國外相比相差很大，這也是造成我國汽車工業競爭力差的主要因素。一輛高性能的汽車不僅要有合格的零部件質量，還需要有高水平的裝配工藝，才能切實保證汽車產品的整體質量。隨著經濟全球化的深入發展，為更好地應對激烈的市場競爭，我國的諸多汽車生產廠家積極汽車總裝生產工藝中應用模塊化裝配技術，實現了汽車裝配模式的模塊化和系統化的轉變。

模塊化裝配生產

所謂模塊，是組成產品的基本單位，而配件是產品的一部分，也就是將獨立的配件整合起來，形成一個更大單位的過程。在傳統的工藝制造或者裝配工藝中并沒有模塊化的概念，而只是進行分裝和部裝、組裝的工藝過程。一件產品的形成是眾多的模塊按照一定順序的組合來實現的，且每個模塊都有獨立的功能和自身幾何形狀輸入輸出及連接端口等，以實現組合產品的互換和重用。具體來講，模塊的主要特征表現為獨立性、通用性和互換性。獨立性表示不同的專業化企業為更好地滿足生產，可對模塊進行單獨的設計、制造、修改和調試等；互換性體現在模塊的接口結構、參數及尺寸等設計完全符合標準化，可以自由進行模塊間的互換，以滿足不同產品生產的需要；模塊的通用性則體現在能夠實現跨系列產品間的通用。因此，基于模塊的特性可以得出模塊裝配生產過程可單獨存在，并不用依附總裝生產線，以更好地實現不同功能模塊的組合配置，最大化地滿足客戶的定制需求。同時，作為一種新的生產工藝，模塊化裝配商生產還能有效減少產品設計的復雜性，只需關注模塊之間的邏輯功能，從而提高產品的可靠性和管理質量。因此可以說應用模塊化裝配商場，可實現多種設計思路，從而更好地滿足不同的市場人群。

汽車總裝生產中的模塊化

汽車總裝生產中的模塊化含義。汽車生產工藝圍繞降低成本，構造性能安全汽車這一主題，經歷了從上世紀初的流水化流水化生產到當前的精益化生產的漫長發展過程。尤其是近些年來，也有一些汽車制造企業對汽車的標準化配件進行了改良，實現了不同車型共用一種配件。這一局面的出現，不僅有利削減了汽車生產的投入成本，還在一定程度上促進了不同車型的同步生產，也使得汽車總裝工藝逐漸走向系統化，出現了模塊化的裝配生產。基于上述對模塊概念的分析可以得知，汽車總裝中的模塊化裝配生產工藝主要就是將汽車的多個獨立配件進行組裝和整合，形成一個綜合的產品單元。

基于這一生產原理，目前主要出現了兩種不同的汽車總裝生產理念，一種是電子控制集約化生產，主要以日系汽車為代表；另一種是實現零配件與產品多功能結構的復雜聯系，主要以德系汽車為代表。汽車的模塊化生產工藝就是由這兩種不同的生產理念共同筑造的。如對于德系汽車來說，其主要生產模塊構成是車門總系統、動力構成、儀表構成及車前系統等；而日系汽車的模塊開發則包括車身控制、多媒體系統、制動設置及安全系統等。實現汽車系統模塊的總裝配生產，能在很大程度上縮短生產時間，降低了成本，同時也將促進生產工藝的有利改善。

汽車總裝工藝中應用模塊化裝配生產的意義。較之傳統的生產工藝，模塊化裝配生產的額成本投入并沒有明顯的減少，但其在生產過程中體現出來的優勢也是無可取代的。汽車模塊化裝配生產主要是將構成產品的不同系統分為模塊進行生產，從而實現了不同車型零部件的標準化生產，同時又能實現其他新技術的搭載，在保證車型品質的同時又使其更具有競爭優勢。因而可以說模塊化有助于保證汽車總裝生產的靈活性，有效減少零部件的生產數量和產線復雜難度，從而實現裝配難度的降低，以便于更好地進行質量監控。

同時，汽車總裝生產應用模塊化裝配技術之后，也將縮短生產線的長度，減少流水線生產人員的數量，從而有效降低生產成本，為企業創造更大的經濟效益，并能逐漸形成汽車行業新的制造形態，促進汽車制造行業的技術改革。此外，在人們對汽車舒適度及安全性能日漸增高的要求下，汽車行業積極引進模塊化裝配生產，也能促使汽車行業的競爭由產品轉移到品牌上，這也有助于汽車生產企業在進行制造方案設計的過程中積極尋找最優秀的裝配模塊并進行改進和優化，以在保證汽車生產質量的同時，打造屬于企業自身的特色品牌。

模塊化裝配生產在汽車總裝生產工藝中的應用

在汽車總裝生產工藝中，傳統上采用的是零件逐一加工的裝配生產方式，工序較為復雜，裝配效率也較低。而應用模塊化裝配生產實現了并行的生產流程，大大提高了工作效率。也就是說模塊化裝配生產實現了不同生產線的同時工作，并能在總裝線上進行有效整合，最終完成一輛汽車的生產。模塊化裝配生產的區域可以設置在相對獨立的車間或者總裝場地旁等，也能通過供應商模塊化的供貨形式來進行生產。在模塊化裝配生產的總裝線上實施的管理方式是集約化的管理，原有汽車總裝生產模式中需裝配的零部件多達兩萬多個，而應用模塊化裝配生產只需進行2000多個零部件的生產，從而使總裝線及汽車裝配時間大大縮短，有著較好的時間效益。

如汽車生產制造廠對汽車零部件進行了模塊集成，將發動機、變速箱等同歸底盤模塊，通過集成的模塊進行完整汽車的組合，這就避免了傳統生產工藝中將發動機裝入整車的生產流程。以這種模塊化裝配生產方式進行總裝生產的簡單工藝流程如圖1所示。

一般來講，不論是那種形式汽車的總裝生產，其應用到的模塊化裝配生產工藝都主

要包括儀表板模塊、動力總成、底盤模塊、前端模塊及車門模塊、后橋總成模塊等。實現這幾大模塊的精簡裝配作業，就能在很大程度上促進汽車總體裝配生產效率的提高。本文對其中的幾種模塊設計應用進行了如下分析：

前端端模。傳統的汽車前端是類似框架式的結構，并采用焊接的方式實現前端零件的相互鏈接。而應用模塊化裝配生產，就可以將汽車的前端框架、前大燈、冷凝器、散熱器、進出水管以及前機蓋鎖、保險杠防撞梁等組合成一個整體的前端模塊，并采用開口的結構進行分裝，待分裝完成之后再運送到總裝線上，實現與車身的鏈接。這就需要在進行前端模塊框架的裝配過程中，保證在有足夠的強度和剛度的前提下，采用螺紋實現與車身的連接。與此同時，還需注意前機蓋鎖、散熱器、冷凝器等需有足夠的裝配空間；保險杠、發動機蓋等也需要與大燈之間有一定的間隙和平度要求等。總之，在前端模塊設計應用的過程中，要綜合考慮各部分之間的插接和位置固定，以保證整個模塊的合理性和科學性。

儀表板模塊。影響汽車銷售和乘員安全保障的最主要的因素就是儀表板，其外觀和質量的設計很重要。當前汽車模塊化生產技術中，儀表板模塊也是其中的熱點領域。總體來說，汽車的儀表板模塊主要包括CCB管柱、儀表線束、HVAC總成、手套箱、儀表板、轉向管柱等。這一模塊相對較為集成化，可由供貨商總成供貨，以減少產線長度。在這一模塊的設計和應用過程中，要對各零部件維修的可接近性進行綜合的考慮，保證足夠的維修空間等。

車門模塊。實現車門的模塊化裝置，可減少汽車車身漆面的劃傷，確保駕駛座零部件裝配的接近性，并能實現生產線上的機械結構的簡化，促進整車裝配質量的提高。這一模塊的主要構成部件有車門把手、門鎖、揚聲器、后視鏡、限位器以及玻璃升降系統等。保證車門的拆裝及后續修理功能要求是進行車門模塊裝配設計的首要條件，這就需要在設計應用中確保各線束之間連接的可靠性，保證不影響其他零件的裝配；在進行車門安裝時留有一定的平度和間隙，滿足拆裝基本要求；同時要具備一定的可檢測性。另外，進行車門模塊的裝配，可在下線板鏈上完成，在所有內飾件完成裝配之后，再在外圍進行車門線束的連接，完成與整車的裝配。

底盤模塊。汽車制造商之間的競爭最主要的就是汽車的驅動或底盤技術，也就是汽車的動力系統。汽車的底盤模塊主要包括動力系統、油箱總成、排氣管總成以及常規的前懸、后懸等。多個組成部分實現了一體化的集成和自動化的裝配，有助于柔性化和車托盤的實現。進行底盤模塊裝配的應用設計，需保證前托盤和后托盤作用的發揮，更好地進行支撐定位。底盤模塊化裝配有力解決了人機裝配性差等問題，提高了產品的柔性化生產能力。

綜上所述，隨著科技的發展，諸多的新工藝、新設備和新技術等逐漸在汽車工業生產中得以應用，促進了汽車生產制造技術的改革，實現汽車總裝的模塊化裝配生產已成為時代發展的一種必然趨勢。在汽車總裝生產中應用模塊化裝配工藝，能有效降低企業生產成本，提高生產效率和經濟效益，因而有著廣闊的發展前景。作為汽車制造企業，也應該積極進行模塊化裝配生產工藝的研究，充分發揮其在汽車總裝生產工藝中的優勢和價值，促進我國汽車制造行業綜合競爭力的提高。

（北京汽車國際發展有限公司）