現(xiàn)代化汽車多平臺產品模塊化混線生產要點淺析

韓春鵬

摘 要：隨著汽車制造技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)代化各汽車廠商都已實行模塊化的制造方式。為進一步降本增效，多平臺產品模塊化混線生產成為了行業(yè)發(fā)展趨勢，通過對產品設計、工藝開發(fā)、設備夾具、信息系統(tǒng)等方面進一步深入研究，使不同平臺的模塊產品共線、混線生產得以實現(xiàn)。筆者從以上四點逐一詳細闡述，實現(xiàn)不同平臺多種底盤模塊產品混線生產。

關鍵詞：產品平臺；模塊化制造；混線生產

中圖分類號：F407.471 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）07-0070-02

20世紀中后期出現(xiàn)汽車設計平臺化概念發(fā)展至今，各大汽車公司都有了自己的產品平臺，例如大眾的MQB、MLB平臺，奔馳的MFA、MRA平臺等。隨著平臺技術的應用，各大汽車廠也都逐步過渡到了模塊化生產方式。各大主機廠在進行全國性布局的同時，為進一步降低成本，提高工廠效率，同時也為規(guī)避行業(yè)發(fā)展中的相關風險，建立了多個平臺模塊產品可混線生產的現(xiàn)代化工廠。

1 多平臺產品模塊化混線生產要點

1.1 模塊產品設計

為保證多平臺產品共線的通過性，模塊產品設計時要考慮底盤模塊分裝及與車身合裝兩方面的要求。

底盤模塊產品主要分為前懸?guī)恿偝赡K和后懸模塊，包含了懸架系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等多個系統(tǒng)。在產品設計時，最大程度的考慮產品平臺化，特別是懸架部分各連接點、懸架在托盤上的定位點及支撐點、動力總成在托盤上的定位點與支撐點，以統(tǒng)一為好，這可以最大化的保證多車型模塊共線生產。

1.2 模塊工藝開發(fā)

模塊制造工藝以裝配為主，結合壓裝等實現(xiàn)整個模塊的在線生產。為保證不同平臺產品可實現(xiàn)混線生產，首先整個模塊分成幾個分總成同時裝配，例如前懸?guī)恿偝赡K分解為前懸架、動力總成、輪邊總成等單獨分裝，分裝完成后再最終合成。

由于多平臺不同產品混線生產，在工藝開發(fā)過程中需注重防錯及質量追溯。防錯包含零件錯漏裝及擰緊錯漏擰。零件錯漏裝可通過一下幾種措施防錯：

（1）零件掃碼，將零件信息條碼貼到零件上，生產線配掃碼槍，在取零件安裝前先掃描，確認無誤進行安裝。（2）零件直序列排序，根據(jù)生產序列提前將即將裝配的零件按順序擺好推往線邊，操作工按順序取件裝配即可，有效防止取錯零件。（3）零件標識區(qū)分，分別擺放，通過標識卡指導操作工防止取錯零件。（4）除以上三種方式外，安燈揀選，AGV配送方式也受到更多廠商歡迎，零件庫區(qū)指示燈通過信息系統(tǒng)將一臺車的物料標明，并分揀到一臺AGV物料車上，隨模塊裝配前進，確保零件裝配準確。

擰緊是為了保證零件間的夾緊力，同樣的擰緊過程夾緊力卻有所不同，受到的影響因素較多，有產品自身的問題，例如被連接件的表面摩擦系數(shù)、標準件的表面摩擦系數(shù)等，還有人員操作的問題。對于擰緊防錯可根據(jù)產品重要程度要求不同，采取不同的擰緊工藝，并通過工具進行防錯。

（1）扭矩+轉角法控制，對于懸架重要部位采用轉角法控制。轉角法可有效的確保擰緊最終點落于擰緊曲線的要求位置，使擰緊結果更加可靠。使用此擰緊方式，必須選用電動擰緊工具執(zhí)行，通過帶監(jiān)控功能的擰緊工具配以系統(tǒng)軟件，可對每次擰緊過程進行控制，擰緊不合格的則無法自動放行。使用電動擰緊工具有效的防止產品表面粗糙度帶來的問題及人員操作的問題，同時擰緊數(shù)據(jù)都可以儲存，方便日后質量追溯。（2）純扭矩控制，模塊裝配大多還是采取純扭矩的控制方法。純扭矩控制所用工具選擇較多，比較先進的一種是帶信號監(jiān)控的定扭扳手，可確保擰緊最終結果及擰緊個數(shù)準確，再一種是不帶信號線的定扭扳手，除了不能在線監(jiān)控外，使用方式與連線定扭扳手相投，精度都可達到3%；除此外還有氣動工具和電池工具，氣動工具精度可控制在12%，電池工具精度可控制在5%。目前最常用的為先用氣動工具預緊，再用定扭扳手復緊，在保證生產節(jié)拍的同時確保質量要求。此種擰緊方式可對人員給予一定的約束，但無法消除零件自身粗糙度對擰緊結果帶來的影響。

1.3 設備夾具要求

生產線為同時滿足不同平臺產品的生產要求，必須采用柔性化的結構，除單機設備外，多數(shù)為滾床+托盤的方式。根據(jù)工藝拆分，按分總成的類別可分成前懸?guī)恿偝赡K裝配線、前懸架分裝線、動力總成分裝線、前輪邊帶滑柱總成分裝線、后懸模塊裝配線、后輪邊總成分裝線等。

（1）生產線體：常見線體多為電機驅動帶動滾輪旋轉，將線體上托盤向前輸送。每個工位設急停、啟動按鈕等，個別工位根據(jù)需要設輔助吊具，工具平衡器等。

線體形式分類可分成直線和環(huán)行線：直線體通常為雙層，上層用于裝配，下層空托盤返回，線體兩側都可設工位，通過線體兩端的提升機周轉空托盤。直線的線體利用率較高，線體兩側的器具擺放比較方便。環(huán)行線通常為單層結構，托盤周而復始運轉，通常外側設工位，環(huán)行線托盤周轉率較高，線體結構簡單，成本低。

（2）托盤：托盤根據(jù)使用需求可分成裝配托盤、合裝托盤兩種。

1）裝配托盤是指模塊分裝所使用的托盤，托盤結構包含底板、定位銷、支撐柱、鎖緊裝置等。

底板可分成雙層、單層兩類，雙層底板的托盤主要用于模塊裝配時需旋轉90°特殊要求下使用。定位銷一般為2個，確保模塊在托盤上的位置準確，同時也保證模塊在裝配時不會發(fā)生水平方向的轉動或移動；有些情況下定位銷由定位塊代替。支撐柱最少為三個，根據(jù)產品結構不同，可設相應的輔助支撐點。夾緊機構確保模塊在托盤上裝配時或者運輸時不會發(fā)生Z方向移動，導致從托盤定位銷中脫出，常用的壓緊機構采用壓鉗配底座的方式。

由于要適應不同平臺產品的裝配需求，一個底板需要裝幾套定位支撐裝置，為便于快速換型，所有支點都為可掰倒的方式，每次模塊裝配時將對應的支點豎起，其他支點放倒。同時在設計時需要特別注意，其他車型的未用支點不能與本次模塊裝配需要的空間（零件安裝空間和工具打緊空間）發(fā)生干涉。所以每次設計時都用幾個車型同時考慮。

2）合裝托盤是指模塊在與車身合裝時所用到的托盤。有些情況裝配托盤同時用于合裝，模塊裝配完成后連帶托盤通過輸送線或物流車直接上到合裝設備上完成與車身的合裝；還有情況是模塊在裝配托盤上完成分裝，之后通過吊裝設備吊到合裝托盤上，完成與車身的合裝。

合裝托盤包含底板、車身導向定位銷、模塊定位銷、模塊支撐柱、前滑柱定位抱緊夾具、控制臂支撐塊等幾部分。

車身導向定位銷用于模塊與車身合裝時托盤與車身的準確定位，導向銷由直線軸承、軸套、彈簧三部分組成，在合裝時，導向銷首先與車身接觸，導向過程中通過小范圍移動使托盤與車身的相對位置準確，在托盤舉升過程時，車身壓著導向銷下移，直到車身與模塊Z向位置貼合準確。

1.4 信息系統(tǒng)

現(xiàn)代化的模塊工廠都配以信息系統(tǒng)，不同模塊制造廠商使用的系統(tǒng)不同，但都具備以下幾個功能：

（1）接收整車生產序列，對生產過程進行指導，按照需求配料、生產，系統(tǒng)自動生產條形碼張貼到生產的模塊上，此條形碼記錄整體生產數(shù)據(jù)，各工位配置屏幕顯示當前生產要求，指導操作工生產。（2）生產過程控制，信息系統(tǒng)作為線體的靈魂，直接控制線體的運行與停止，并將生產數(shù)據(jù)實時傳遞到管理人員、技術人員、質量人員等相關責任單位，實現(xiàn)快速的掌握整個生產情況并快速解決問題。（3）生產數(shù)據(jù)存儲，售后質量追溯。根據(jù)整車編碼，可隨時追溯調取生產數(shù)據(jù)，包含零件使用批次、擰緊數(shù)據(jù)等等，為日后問題處理提供基礎。

通過信息系統(tǒng)，有效的節(jié)省人力，提高工作效率，降低制造成本，同時確保生產質量得到控制。

2 結語

伴隨著中國汽車產業(yè)幾年的發(fā)展，為節(jié)約成本、降低市場風險，提高品牌競爭力，在未來的發(fā)展中，不同平臺產品模塊化共線、混線生產將會成為必然的趨勢，這就要求各大主機廠從產品設計開始就需提前考慮，通過工藝開發(fā)，設備有針對性的進行改造、新增，輔以信息系統(tǒng)，可確保不同平臺的多種產品共線、混線生產。

參考文獻

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