整车装配工艺规划应用及研究

黄典晖

摘 要：随着我国科技事业的不断发展，汽车方面的建设也在随之迅速发展，对于汽车设计开发到实际生产导入转化，汽车总装负责最后的装配、调整和检验工作，也是汽车生产过程中投入人力最多的领域。面对车辆产品智能水平升高、配置越发丰富，合理的整车装配工艺显得尤为重要，可以规避实车制造后期发现问题后难整改、周期长等问题。如何合理制造出高质量、高效率、低成本的产品，本文针对整车工艺规划的模块化方案分析及供货层级制定、工艺路线制定、零部件装配层级分布图、数模工序装配模拟仿真及工艺卡编制的应用进行分析及总结，以期能总结相关经验作为参考材料。

关键词：汽车装配 总装工艺 工艺编排 工艺开发

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

一款乘用车上装配下級零部件约三千余种、通过零部件供应商合装整合后到整车装配级零部件约上千种，通过卡接、螺接、捆扎、粘贴等方式完成整车装配。汽车整车装配过程就是借助规定的工具及量具（包括设备）将正确的汽车零部件按制定的合理装配工艺顺序安装到油漆车身上而达到产品设计规定的性能要求的操作过程。

完整的整车装配工艺开发流程涉及整车装配工艺规划、实车试制工艺验证以及后期持续性的优化调整，整车装配工艺规划可以规避实车制造后期发现问题后难整改、周期长等问题，如何有效、完整的进行分析和规划成为我们需要总结、探索的问题。

2 整车装配工艺规划

整车装配工艺性是指汽车产品设计应符合一定的工艺可行性指标要求，就是使用当前的生产工艺条件（人员/工装/设备/工具/环境）可以满足绝大部分零部件装配过程需求，在满足车型产品质量设定要求下，装配零部件应满足与现有车型一定的零部件通用化比，具备装配定位基准、防错设计机构、可拆卸设计结构及视觉感知弱化设计来降低装调难度，提升作业性及生产效率，这就是工艺性概念。

整车装配工艺规划主要通过生产工艺规划、装配工序排布、虚拟仿真模拟，对整车产品设计结构提出相应的工艺性需求改善建议，及相应的整车生产初版涉及线体、设备、工装、工具及人员的改善、增补需求。在设计阶段，工艺介入进行相应同步分析，满足整车产品结构设计需求功能的前提下，达到具备合理的操作性、经济性有利于大规模批量流水生产。

2.1 模块化方案分析及供货层级制定

整车装配级零件包括零件、由零件装配成单独的组件、组成相应的部件、总成、工艺合件乃至模块，在整车产品开发前期应有意识的将零部件组建成若干装配单元，比如前悬模块、前后保模块、顶棚模块、座舱模块等，这些组建的模块或小装配单元可以拆分至主线外进行装配，在完成分装后再配送至主线合装。

设计上提前将零部件组建成若干装配单元，可以提前做好模块定位结构及机械助力设备定位方式规划及设计，在满足产品性能需求的情况下，主线外移装配单元的内部装配工作，增加车型總装配物理工位、同步平行化装配作业可以减少装配主线线边零部件物料占用面积、可以有效的减少主线因多车型共线、车辆智能化提升导致的超额装配量、减少装配过度集中导致的人员作业干扰，提升现场作业工作效率。

常见的模块有座舱模块、顶衬模块、前后保模块、轮胎模块、门护板模块、前后悬模块、前端模块、座椅模块、油箱模块等，汽车企业根据车型规划评估人力成本、物流成本、管理成本、场地占用及与制造车间原有车型规划通用性等因素，综合锁定模块化制造策略从而确定模块化清单及模块自制/外协方案。

2.2 工艺路线制定

在整车开发设计阶段需对产品总装工艺路线进行规划，新车型的工艺路线主要通过可拆分装配单元分装、平衡各主线装配量、系统零件集中化以及参考同类平台车型、结合目标投产车间现有车型规划进行排布。

2.2.1 可拆分装配单元剥离

在工艺路线制定时，尽可能的将可拆分装配单元移出主生产线外进行装配，常见装配单元如ESP控制器、副仪表总成、排气管以及近期多车型配备的贯穿式尾灯等，根据车型规划评估人力成本、物流成本、管理成本、场地占用及与制造车间原有车型规划通用性等因素确定自制分装或外协分装，通过外移装配单元，增加总装配物理工位、平行装配作业可以减少主线线边物料占用面积、可以减少主线装配量、减少装配人员作业干扰，从而提升现场作业工作效率。

2.2.2 平衡各主生产线装配量

合理分析各主生产线装配零件数量对应各线装配物理工位比，平衡各线装配工作量、平衡人员与物理工位比例。统计某整车装配零部件各线占比，内饰线装配零部件约占40%、底盘线装配零部件约占20%，最终线装配零部件约占25%，其他车门线及其他分装线约占15%，而内饰线物理工位仅占总物理装配工位30%，出现明显工艺设计缺陷，而内饰线的装配特点是底层线束装配、多零散作业为主，经过导入试制时工时统计，内饰线的工时占比约占整车总工时45%，导致内饰线边零部件物料面积严重不足、物流切换提升至20分钟，多次出现物料供应问题;超额装配量导致内饰线人员过多、装配过度集中导致出现人员作业干扰。后期发现问题进行调整，但由于前期没有充分的考虑作业占比，导致大部分作业无法进行调整，内饰线作业占比仅能调整至38%，出现极大的物流成本及作业成本的浪费。

2.2.3 系统零部件排布集中化

整车零部件系统被区分为约束系统、座椅系统、整车标签等几十个有明显特征的小系统，在连续作业区域尽可能的完成集中性的系统作业，可以有效的进行集中性的培训、有利于作业者进行自工序完结以及质量巡查过程确认。例如整车VIN码粘贴，在同一作业工位进行整车的VIN码粘贴，可以通过完成VIN码打印纸所有VIN码条的粘贴来确认作业完结，避免作业遗漏现象。

2.2.4 新导入车型与原有车型通用化

整车在前期开发时，会根据目标导入车间线体、设备及原有车型的工具工装进行新车型通用化设计，尽可能使用原有设备/工装等资产达到共用效果，达到减少投入成本及场地占用等目的。特别是非同平台开发车型存在大尺寸的差异性，需要对生产线体通过性、设备共用化、工装适用情况及工具的通用化进行逐一分析，提供线体改造方案、设备改造/新增方案、工装改造/新增方案、工具新增提报说明以及提高通用化率的产品设计变更提案（ECR）。

2.3 零部件装配层级分布图

制定工艺路线后根据设计结构确认各生产工段相应零部件的装配层级分布图，可以通过各个工段作业特点根据物理分布位置将装配零部件划分为车身前、中、后部，或增加左右侧维度进行位置区分。零部件装配层级分布图可以较为清晰的表述零部件结构装配前后顺序要求，根据装配顺序、物理装配位置、使用设备/工装/工具、标准件品种以及零部件作业内容分配零部件作业到相应试制工位。案例：仪表模块装配层级分布图（图2）。

2.4 数模工序装配模拟仿真及工艺卡编制

根据初步分布的工序排布进行虚拟数模装配分析，对零部件装配轨迹、装配工具/设备/工装动作轨迹、操作人员作业空间、零部件装配结果等进行虚拟数模仿真，对产品设计结构进行问题提报及更改建议。根据装配模拟分析编制相应的工段作业工艺卡，包含而不限于作业内容、装配质量要求、检测要求、使用工具/工装/设备/辅料、装配零部件信息以及装配示意图。进入整车导入试制阶段根据工艺卡进行实际操作及验证。

3 结语

汽车发展的工业生产过程已经有上百年的历史，而现如今，随着向新能源汽车转型，发动机技术壁垒的消除，新势力造车涌入，汽车企业竞争越发激烈，如何更加有效的通过工艺规划，缩短整车开发周期，必将会得到更加广泛的重视及投入。

参考文献：

[1]吴理南.整车装配工艺性评价[C].北京汽车，2001.No.4.