商用车生产装配新策略：“零出错拧紧”

陈佳华

近年来，随着我国汽车产业的不断升级，商用车也紧跟乘用车的步伐，在发动机、变速器、车桥等汽车设计的几大核心技术领域，通过引入国外先进技术或者自主创新，取得了长足的进步；但是在商用车的制造领域，从工艺设计到生产制造，我们仍与国外先进的商用车企业有着不小的差距。其中，工艺设计理念的提升和制造装备的升级将是未来发展的趋势。

阿特拉斯·科普柯作为世界领先的商用车生产解决方案供应商，在制造拧紧技术领域有着独到的见解和理念。在商用车生产过程中，部件间的连接是一个重要的工艺步骤。通常有多种方法可以将2个部件进行相互连接，如粘合、铆接和焊接。不过到目前为止，最常用的部件连接方法是用螺栓和螺母夹紧连接部件，或将螺栓直接安装在其中一个部件的螺纹孔内。螺栓连接这一方法的优点在于设计和安装简单、易于拆除、生产效率高，而且成本较低。一般一辆重卡上的螺栓数量会达到上千个，如何保证并逐步提高螺栓拧紧质量，成为提高整车质量的一个关键课题。

阿特拉斯·科普柯首先提出了“零出错拧紧”的概念。这里的“零出错拧紧”并不是指在生产过程中运用阿特拉斯·科普柯的技术不会出错；由于部件螺栓的一致性以及操作人员的原因，出错再所难免，问题的关键是如何发现错误并对其进行修正。提升工艺质量也是降低运营成本的一个重要环节。一般情况下，任何出错在被发现之前进入下一生产阶段后，修正的成本会比立即发现并修正要高出10倍，比如需要多报废一些零件，浪费更多的时间来进行拆卸和重新装配。这一点毫无疑问，更不用说如果一旦在最终用户使用产品之后发现装配错误，那就会给企业带来不可挽回的声誉损失。

通常，汽车工业标准VDI 2862会对螺栓进行分级：安全关键、功能关键和客户关键连接，这在乘用车企业中已经广泛采用，在商用车企业中目前还未普及。螺栓分级是制定装配拧紧工艺的指导性文件，不同的螺栓等级采用不同的工艺参数和不同性能的装备是改善工艺、提高质量和生产效率的有效方法。阿特拉斯·科普柯的“零出错拧紧”就是基于此而提出的全面解决方案。

下面我们来谈谈“零出错拧紧”是如何实现的？

第1步，确保正确的拧紧转矩。阿特拉斯·科普柯建议使用能够精确提供预先设定转矩的装配工具，这是获得零出错生产的第1步，该步仅仅控制拧紧转矩，监控过程中并不涉及到操作人员和工件对拧紧结果的影响。在这一阶段使用离合器式的气动螺丝刀和转矩扳手就是很好的选择。这一系列的气动螺丝刀和转矩扳手能在达到预设转矩时断气，保证转矩。另一个选择是断气式油压脉冲工具，但在这个过程中，工艺质量依然取决于操作人员，并且仅以工具的本身转矩精度为基础。

第2步，确保所有螺栓均拧紧。装配出错的一个主要原因是操作人员忘记拧紧某一个螺栓，或者再次拧紧一个早已拧紧的螺栓。解决这一可能发生的错误的办法是使用被称为RE控制器的设备。该设备能监控整个拧紧周期，并能识别工具是否到达正确的转矩。有了它，就不必再担心螺栓被遗漏和重复拧紧了。

第3步，确保拧紧正确。在“零出错拧紧”过程中，第1步和第2步考虑到了工具和操作人员，但是连接本身也有可能导致错误的拧紧。原因有几种，比如：遗漏类似密封圈或者垫片这样的零件会改变连接的特性；螺栓的质量一致性问题，如坏螺纹或者螺纹上存有杂质，螺栓质量不高会导致螺栓在其塑性范围内变形，并导致连接特性出现变化，最终影响拧紧转矩。要实现第3步，必须使用带有转矩和角度传感器的工具。Tensor DS/DL工具就是很好的选择，它能实现转矩控制和角度监控的功能。通过角度监控就能发现上面提及的所有问题。作为阿特拉斯·科普柯高级拧紧工具的入门，工艺人员能够通过控制器进行拧紧策略的程序编译，实现复杂及精确的转矩结果控制。

“零出错拧紧”步骤

第4步，确保安全关键连接正确拧紧。安全关键拧紧是指如果出错可能给最终用户带来安全风险的拧紧。如果是车辆内的拧紧，这会给驾车者或乘客的个人安全造成风险，比如安全带的拧紧、转向盘的拧紧等。为限制或避免产品召回，制造商必须证明安全关键紧固件均被正确拧紧，这一点绝对必要。通常的做法是在这些工位有存储拧紧数据和上传拧紧数据的系统，这些数据被用来备份和追溯。为了实现这一步，需要使用先进的工业控制工具，如Tensor S/ST和QMX系列产品，以及拧紧控制系统，如Power Focus和Power MACS。这些系统组合在一起能提供：转矩控制；在本地将转矩结果储存在控制器内的能力；将转矩结果发送至更高级别系统，具有长期保存的能力；不仅使用转矩传感器和角度传感器，也使用其它参数如电流对整个拧紧过程中的转矩和角度实现持续监控；运用统计过程控制发现并修正结果偏差，在出现超差的趋势之后，立即采取行动。

第5步，确保“零出错拧紧”。在“零出错拧紧”生产中达到第4步，还是有可能发生错误。第5步引入了零出错生产的另外2个要素，一种是零件识别，另一种是不合格品管理。在第5步中，工具控制器不但被连接成网，也与工厂网络连接在一起。有关零件的信息可以被工厂的网络系统发送，何种零件需要装配，使用什么参数进行装配，这些相关信息和参数可以通过网络传输至工具控制器。这能保证操作人员使用正确的参数装配正确的零件。

阿特拉斯·科普柯的5步“零出错拧紧”概念，目前被国内外的乘用车和商用车制造商所广泛采用。实践证明，这套理念对于工厂的装配系统工艺制定和管理有着巨大帮助。目前国内商用车企业大部分的制造工厂中的整个装配系统管理仍然处于初级阶段，依靠操作人员的“传帮带”和主观经验居多。随着市场对于车辆性能和质量要求的不断提高，这种模式也会随之而改变，从单纯强调产量过渡到重视质量是发展方向。在这种背景下，“零出错拧紧”策略必将发挥越来越大的作用。

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