整車裝配工藝規劃應用及研究

黃典暉

摘 要：隨著我國科技事業的不斷發展，汽車方面的建設也在隨之迅速發展，對于汽車設計開發到實際生產導入轉化，汽車總裝負責最后的裝配、調整和檢驗工作，也是汽車生產過程中投入人力最多的領域。面對車輛產品智能水平升高、配置越發豐富，合理的整車裝配工藝顯得尤為重要，可以規避實車制造后期發現問題后難整改、周期長等問題。如何合理制造出高質量、高效率、低成本的產品，本文針對整車工藝規劃的模塊化方案分析及供貨層級制定、工藝路線制定、零部件裝配層級分布圖、數模工序裝配模擬仿真及工藝卡編制的應用進行分析及總結，以期能總結相關經驗作為參考材料。

關鍵詞：汽車裝配 總裝工藝 工藝編排 工藝開發

Application and Research of Vehicle Assembly Process Planning

Huang Dianhui

Abstract：With the continuous development of science and technology in China， the construction of automobiles is also developing rapidly. For the transformation of automobile design and development to actual production introduction， the automobile assembly is responsible for the final assembly， adjustment and inspection work， which is also an investment in the automobile production process， a field with the most manpower. In the face of increased intelligence and richer configurations of vehicle products， reasonable vehicle assembly processes are particularly important， which can avoid problems such as difficulty in rectification and long cycle times after problems are discovered in the later stages of actual vehicle manufacturing. How to reasonably manufacture high-quality， high-efficiency， and low-cost products？ This article analyzes the modular scheme of the whole vehicle process planning and formulates the supply level， process route formulation， component assembly level distribution diagram， digital and analog process assembly simulation and simulation. The application of process card preparation is analyzed to summarize relevant experience as reference material.

Key words：automobile assembly， final assembly process， process layout， process development

1 引言

一款乘用車上裝配下級零部件約三千余種、通過零部件供應商合裝整合后到整車裝配級零部件約上千種，通過卡接、螺接、捆扎、粘貼等方式完成整車裝配。汽車整車裝配過程就是借助規定的工具及量具（包括設備）將正確的汽車零部件按制定的合理裝配工藝順序安裝到油漆車身上而達到產品設計規定的性能要求的操作過程。

完整的整車裝配工藝開發流程涉及整車裝配工藝規劃、實車試制工藝驗證以及后期持續性的優化調整，整車裝配工藝規劃可以規避實車制造后期發現問題后難整改、周期長等問題，如何有效、完整的進行分析和規劃成為我們需要總結、探索的問題。

2 整車裝配工藝規劃

整車裝配工藝性是指汽車產品設計應符合一定的工藝可行性指標要求，就是使用當前的生產工藝條件（人員/工裝/設備/工具/環境）可以滿足絕大部分零部件裝配過程需求，在滿足車型產品質量設定要求下，裝配零部件應滿足與現有車型一定的零部件通用化比，具備裝配定位基準、防錯設計機構、可拆卸設計結構及視覺感知弱化設計來降低裝調難度，提升作業性及生產效率，這就是工藝性概念。

整車裝配工藝規劃主要通過生產工藝規劃、裝配工序排布、虛擬仿真模擬，對整車產品設計結構提出相應的工藝性需求改善建議，及相應的整車生產初版涉及線體、設備、工裝、工具及人員的改善、增補需求。在設計階段，工藝介入進行相應同步分析，滿足整車產品結構設計需求功能的前提下，達到具備合理的操作性、經濟性有利于大規模批量流水生產。

2.1 模塊化方案分析及供貨層級制定

整車裝配級零件包括零件、由零件裝配成單獨的組件、組成相應的部件、總成、工藝合件乃至模塊，在整車產品開發前期應有意識的將零部件組建成若干裝配單元，比如前懸模塊、前后保模塊、頂棚模塊、座艙模塊等，這些組建的模塊或小裝配單元可以拆分至主線外進行裝配，在完成分裝后再配送至主線合裝。

設計上提前將零部件組建成若干裝配單元，可以提前做好模塊定位結構及機械助力設備定位方式規劃及設計，在滿足產品性能需求的情況下，主線外移裝配單元的內部裝配工作，增加車型總裝配物理工位、同步平行化裝配作業可以減少裝配主線線邊零部件物料占用面積、可以有效的減少主線因多車型共線、車輛智能化提升導致的超額裝配量、減少裝配過度集中導致的人員作業干擾，提升現場作業工作效率。

常見的模塊有座艙模塊、頂襯模塊、前后保模塊、輪胎模塊、門護板模塊、前后懸模塊、前端模塊、座椅模塊、油箱模塊等，汽車企業根據車型規劃評估人力成本、物流成本、管理成本、場地占用及與制造車間原有車型規劃通用性等因素，綜合鎖定模塊化制造策略從而確定模塊化清單及模塊自制/外協方案。

2.2 工藝路線制定

在整車開發設計階段需對產品總裝工藝路線進行規劃，新車型的工藝路線主要通過可拆分裝配單元分裝、平衡各主線裝配量、系統零件集中化以及參考同類平臺車型、結合目標投產車間現有車型規劃進行排布。

2.2.1 可拆分裝配單元剝離

在工藝路線制定時，盡可能的將可拆分裝配單元移出主生產線外進行裝配，常見裝配單元如ESP控制器、副儀表總成、排氣管以及近期多車型配備的貫穿式尾燈等，根據車型規劃評估人力成本、物流成本、管理成本、場地占用及與制造車間原有車型規劃通用性等因素確定自制分裝或外協分裝，通過外移裝配單元，增加總裝配物理工位、平行裝配作業可以減少主線線邊物料占用面積、可以減少主線裝配量、減少裝配人員作業干擾，從而提升現場作業工作效率。

2.2.2 平衡各主生產線裝配量

合理分析各主生產線裝配零件數量對應各線裝配物理工位比，平衡各線裝配工作量、平衡人員與物理工位比例。統計某整車裝配零部件各線占比，內飾線裝配零部件約占40%、底盤線裝配零部件約占20%，最終線裝配零部件約占25%，其他車門線及其他分裝線約占15%，而內飾線物理工位僅占總物理裝配工位30%，出現明顯工藝設計缺陷，而內飾線的裝配特點是底層線束裝配、多零散作業為主，經過導入試制時工時統計，內飾線的工時占比約占整車總工時45%，導致內飾線邊零部件物料面積嚴重不足、物流切換提升至20分鐘，多次出現物料供應問題;超額裝配量導致內飾線人員過多、裝配過度集中導致出現人員作業干擾。后期發現問題進行調整，但由于前期沒有充分的考慮作業占比，導致大部分作業無法進行調整，內飾線作業占比僅能調整至38%，出現極大的物流成本及作業成本的浪費。

2.2.3 系統零部件排布集中化

整車零部件系統被區分為約束系統、座椅系統、整車標簽等幾十個有明顯特征的小系統，在連續作業區域盡可能的完成集中性的系統作業，可以有效的進行集中性的培訓、有利于作業者進行自工序完結以及質量巡查過程確認。例如整車VIN碼粘貼，在同一作業工位進行整車的VIN碼粘貼，可以通過完成VIN碼打印紙所有VIN碼條的粘貼來確認作業完結，避免作業遺漏現象。

2.2.4 新導入車型與原有車型通用化

整車在前期開發時，會根據目標導入車間線體、設備及原有車型的工具工裝進行新車型通用化設計，盡可能使用原有設備/工裝等資產達到共用效果，達到減少投入成本及場地占用等目的。特別是非同平臺開發車型存在大尺寸的差異性，需要對生產線體通過性、設備共用化、工裝適用情況及工具的通用化進行逐一分析，提供線體改造方案、設備改造/新增方案、工裝改造/新增方案、工具新增提報說明以及提高通用化率的產品設計變更提案（ECR）。

2.3 零部件裝配層級分布圖

制定工藝路線后根據設計結構確認各生產工段相應零部件的裝配層級分布圖，可以通過各個工段作業特點根據物理分布位置將裝配零部件劃分為車身前、中、后部，或增加左右側維度進行位置區分。零部件裝配層級分布圖可以較為清晰的表述零部件結構裝配前后順序要求，根據裝配順序、物理裝配位置、使用設備/工裝/工具、標準件品種以及零部件作業內容分配零部件作業到相應試制工位。案例：儀表模塊裝配層級分布圖（圖2）。

2.4 數模工序裝配模擬仿真及工藝卡編制

根據初步分布的工序排布進行虛擬數模裝配分析，對零部件裝配軌跡、裝配工具/設備/工裝動作軌跡、操作人員作業空間、零部件裝配結果等進行虛擬數模仿真，對產品設計結構進行問題提報及更改建議。根據裝配模擬分析編制相應的工段作業工藝卡，包含而不限于作業內容、裝配質量要求、檢測要求、使用工具/工裝/設備/輔料、裝配零部件信息以及裝配示意圖。進入整車導入試制階段根據工藝卡進行實際操作及驗證。

3 結語

汽車發展的工業生產過程已經有上百年的歷史，而現如今，隨著向新能源汽車轉型，發動機技術壁壘的消除，新勢力造車涌入，汽車企業競爭越發激烈，如何更加有效的通過工藝規劃，縮短整車開發周期，必將會得到更加廣泛的重視及投入。

參考文獻：

[1]吳理南.整車裝配工藝性評價[C].北京汽車，2001.No.4.