关于模块化技术在汽车总装工艺应用的分析姚群超

发表时间:2020/6/2   来源:《科学与技术》2020年第3期   作者:姚群超
[导读] 目前汽车需求量的增加,促使汽车制造商满足人们对汽车的各项要求
        摘要:目前汽车需求量的增加,促使汽车制造商满足人们对汽车的各项要求。尤其在模块化总装的不断推行下,许多厂商的技术创新中心都转移到了模块制造创新方面,供应商也开始参与汽车部分模块的设计以及工艺调整,整车开发效率得到提升,成本也得到了有效控制。同时汽车制造厂商的采购中心也在朝着模块化的方向偏移,种种现象构建出了一个全新的汽车生产制造“业态”,且在未来可预见的一段时间内都不会出现过大的变动。
        关键词:模块化技术;汽车总装工艺;应用
        引言
        随着新能源汽车行业的发展,新能源车型需要缩短开发周期,提前抢占市场、在此背景下,模块化的生产方式则脱颖而出,要想在众多汽车生产企业竞争中夺得先机,就必须提高车型的模块化设计及模块化的生产方式,以此来提高企业自身的竞争水平,汽车模块化率的高低,将是影响车企能否抢得市场先机的重要因素之一,因此车企在研发产品模块化的集成设计程度高低就显得格外重要。
        1模块化技术的含义
        简单来讲,模块化技术就是将生产过程进行阶段化分解,将每一个小的阶段或小的部分当成一个单独的生产对象进行设计加工,这些单独的生产对象就是一个单独的模块。将汽车生产过程分解成若干子系统形成多个模块,进行独立加工,便于实施生产的精细化管理方式,可以提高汽车生产的效率和产品质量,为汽车企业的发展保驾护航。模块化技术在汽车总装工艺中的重要地位是由其独特的特征决定的。(1)模块化操作比较简单,有利于高精端技术的融合。(2)在生产过程中,模块化操作具有灵活的调整性,可以不断调整产品的结构以匹配不同的生产的需求。(3)应用模块化技术可统一生产标准,提高产品的生产效率。
        2模块化技术的关键
        模块化技术的关键在于模块结构标准化,尤其是模块接口标准化。模块化技术所依赖的是模块的组合,即联接或啮合,又称为接口。显然,为了保证不同功能模块的组合和相同功能模块的互换、互搭,模块应具有可组合性和可互换性两个特征,而这两个特征主要体现在接口上,必须提高其标准化、通用化、规格化的程度。例如,具有相同功能、不同性能的单元一定要具有相同的安装基准面和相同的安装尺寸精度,才能保证模块与模块之间的有效组合。例如在计算机行业中,由于采用了标准的总线结构,来自不同国家和地区厂家的模块均能组成计算机系统并协调工作,使这些厂家可以集中精力,大量生产某些特定的模块,并不断进行精心改进和研究,促使计算机技术达到空前的发展。相比之下,机械行业针对模块化技术所做的标准化工作就略差一筹。
        3模块化技术在汽车总装中的应用优势
        3.1实现装配可操作性高及安全性
        产品高度的模块化集成包括了很多小的集成模块。使模块与模块之间的装配更为简化,从而提高生产节拍效率,车型的模块化率集成成度的越高,生产工厂的生产节拍则越快,生产投入成本则越低,模块化技术在汽车总装工艺系统优化升级方面也发挥了很大的作用,大大降低了汽车装配的难度,提高了生产效率。更有主机厂可以将一个或者几个的整个模块进行外包处理,简化装配流程,提高生产效率。结合合众汽车项目代号EP12项目前端模块案例,该项目车型是从已有成熟量产车型改款而来,设计开发则是利用车身模块化设计的一个成功案例。其原有车型是不具备前端模块结构,在生产工厂生产装配时,操作员工需要穿过车身一体前横梁进入到机舱进行安装作业,在生产过程中操作人员往复穿过前横梁过程中存在较大安全隐患,为生产过程带来很大的不安全性和不便利性。
        3.2模块化技术提高车型换代降本,实现成本最小化
        模块化技术的优势在于,产品可以分散地开发与生产,极大地降低了开发和制造过程中的成本,这种方式的使用,最直接的获益是生产主机厂,减少了开发费用,减少了设备厂房等投资,减少采购费用、库存、物流费用、管理费用,从而提高利润比。

当前企业如已有成熟平台模块化,那就可以在后续车型开发直接借用或做一些微小的变动,不同的模块集成可以组合出不同的排列组合,以各模块集成之间的互搭性来实现车型更新换代,模块化架构造车。例如国内自主品牌吉利汽车的CMA平台架构模块,CMA作为一个模块化、可伸缩全新中级车架构,给予设计师、工程师较大创造空间,让汽车工程设计灵活度高,同时可以适应不同级别的车型开发、可覆盖由A0到B级产品的开发;轴距、前悬后悬均可按需调节,A0级到B级、两厢或三厢定义开发,坐姿高度可按需调节,可同时适配轿车、跨界车、SUV及MPV基于平台模块可实现轴距可变,宽度可变,CMA架构模块之间的互搭与配合将模块化集成设计展现的淋漓尽致。
        3.3工厂内物料配送集中物流转运
        物流配送是企业生产管理的重要环节部分,它贯穿于生产过程的每一个环节,模块化设计是满足与模块化装配的先决条件,而模块化装配是不再由单体零部件由物流配送至生产流水线体上,而是由物流集中转运供货至独立的模块化分装区域,集中配送模式可借鉴现代物流模式,改变以往分散式配送,组织专门的物流配送。而另一种供货方式为:零部件供应商提供给生产主机厂一个模块或一个模块化集成,主机厂直接采用整个模块化集成的整个模块化装配。还是以合众EP12车型的前端模块结构为例,采用前端模块与不采用前端模块的生产方式,使总装生产线的工位数量减少了10多个。随着模块化生产方式的越来越普遍,国外成熟的主机厂模块化装配甚至已经达到了80%之多。
        4模块化技术在汽车总装中的应用
        4.1模块化划分
        模块化技术的原则是力求以少数模块组成尽可能多的产品,并在满足要求的基础上使产品精度高、性能稳定、结构简单、成本低廉,且模块结构应尽量简单、规范,模块间的联系尽可能简单。因此,如何科学地、有节制地划分模块,是模块化技术中很具有艺术性的一项工作,既要照顾制造管理方便,具有较大的灵活性,避免组合时产生混乱,又要考虑到该模块系列将来的扩展和衍生,对变型产品的辐射。划分的好坏直接影响到模块系列设计的成功与否。总的说来,划分前必须对系统进行仔细的、系统的功能分析和结构分析,并要注意以下几点:(l)模块在整个系统中的作用及其更换的可能性和必要性;(2)保持模块在功能及结构方面有一定的独立性和完整性;(3)模块间的接合要素要便于联接与分离;(4)模块的划分不能影响系统的主要功能。
        4.2构建数据库
        数据是实现模块化生产的基础,技术人员根据已经识别出的装配特征编制装配工艺文件,然后通过层层审核,将工艺文件上传至同一个数据库,在划分装配单元的过程中,数据库中的文件就可作为参考依据,技术人员根据装配特征查询文件,并在未来的实践中不断完善相关数据。数据库的构建需要经过层层审核,这样才能够保证数据工艺数据文件的合理性、规范性、可用性。
        结束语
        模块化技术对于汽车生产制造来说意义重大,能够有效提高汽车生产制造的效率,让汽车生产制造厂商的成本得到有效控制。广大从业者对此要有足够的认识,并在实践的过程中不断完善,以促进汽车生产制造行业的进一步发展。
        参考文献
        [1]王秀新,张迎昭,康育彰.解读模块化装配生产在汽车总装工艺中的应用[J].中国科技投资,2017(24):284-285.
        [2]张志强,陈静勇.模块化装配生产在汽车总装生产工艺中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2016(09):199-200.
        [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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