模块化装配生产在汽车总装生产工艺中的应用

◎孙洪鑫



模块化装配生产在汽车总装生产工艺中的应用

◎孙洪鑫

随着人们生活质量的提高及现代科技的发展，人们对汽车装配的舒适度及质量性能等提出了越来越高的发展要求。许多汽车制造商不断开发新的车型和装配，积极提高产品生产质量，以更好地提高产品的市场竞争力。作为汽车制造的重要环节，在汽车总装工艺中应用模块化装配生产，能有效减少汽车生产周期，提高汽车装配质量，对促进汽车企业的发展有着重要的意义。本文阐述了模块化装配生产的概念及在汽车总装生产工艺中的应用优势，在此基础上对其在汽车总装生产工艺中的有效应用进行了相关的分析和探讨，以期对促进汽车总装工艺技术的发展有一定的参考借鉴价值。

目前我国的汽车行业发展迅速，汽车相关零件的机加工水平也不断提高。但相对来说，国内的汽车装配技术还比较落后，与国外相比相差很大，这也是造成我国汽车工业竞争力差的主要因素。一辆高性能的汽车不仅要有合格的零部件质量，还需要有高水平的装配工艺，才能切实保证汽车产品的整体质量。随着经济全球化的深入发展，为更好地应对激烈的市场竞争，我国的诸多汽车生产厂家积极汽车总装生产工艺中应用模块化装配技术，实现了汽车装配模式的模块化和系统化的转变。

模块化装配生产

所谓模块，是组成产品的基本单位，而配件是产品的一部分，也就是将独立的配件整合起来，形成一个更大单位的过程。在传统的工艺制造或者装配工艺中并没有模块化的概念，而只是进行分装和部装、组装的工艺过程。一件产品的形成是众多的模块按照一定顺序的组合来实现的，且每个模块都有独立的功能和自身几何形状输入输出及连接端口等，以实现组合产品的互换和重用。具体来讲，模块的主要特征表现为独立性、通用性和互换性。独立性表示不同的专业化企业为更好地满足生产，可对模块进行单独的设计、制造、修改和调试等；互换性体现在模块的接口结构、参数及尺寸等设计完全符合标准化，可以自由进行模块间的互换，以满足不同产品生产的需要；模块的通用性则体现在能够实现跨系列产品间的通用。因此，基于模块的特性可以得出模块装配生产过程可单独存在，并不用依附总装生产线，以更好地实现不同功能模块的组合配置，最大化地满足客户的定制需求。同时，作为一种新的生产工艺，模块化装配商生产还能有效减少产品设计的复杂性，只需关注模块之间的逻辑功能，从而提高产品的可靠性和管理质量。因此可以说应用模块化装配商场，可实现多种设计思路，从而更好地满足不同的市场人群。

汽车总装生产中的模块化

汽车总装生产中的模块化含义。汽车生产工艺围绕降低成本，构造性能安全汽车这一主题，经历了从上世纪初的流水化流水化生产到当前的精益化生产的漫长发展过程。尤其是近些年来，也有一些汽车制造企业对汽车的标准化配件进行了改良，实现了不同车型共用一种配件。这一局面的出现，不仅有利削减了汽车生产的投入成本，还在一定程度上促进了不同车型的同步生产，也使得汽车总装工艺逐渐走向系统化，出现了模块化的装配生产。基于上述对模块概念的分析可以得知，汽车总装中的模块化装配生产工艺主要就是将汽车的多个独立配件进行组装和整合，形成一个综合的产品单元。

基于这一生产原理，目前主要出现了两种不同的汽车总装生产理念，一种是电子控制集约化生产，主要以日系汽车为代表；另一种是实现零配件与产品多功能结构的复杂联系，主要以德系汽车为代表。汽车的模块化生产工艺就是由这两种不同的生产理念共同筑造的。如对于德系汽车来说，其主要生产模块构成是车门总系统、动力构成、仪表构成及车前系统等；而日系汽车的模块开发则包括车身控制、多媒体系统、制动设置及安全系统等。实现汽车系统模块的总装配生产，能在很大程度上缩短生产时间，降低了成本，同时也将促进生产工艺的有利改善。

汽车总装工艺中应用模块化装配生产的意义。较之传统的生产工艺，模块化装配生产的额成本投入并没有明显的减少，但其在生产过程中体现出来的优势也是无可取代的。汽车模块化装配生产主要是将构成产品的不同系统分为模块进行生产，从而实现了不同车型零部件的标准化生产，同时又能实现其他新技术的搭载，在保证车型品质的同时又使其更具有竞争优势。因而可以说模块化有助于保证汽车总装生产的灵活性，有效减少零部件的生产数量和产线复杂难度，从而实现装配难度的降低，以便于更好地进行质量监控。

同时，汽车总装生产应用模块化装配技术之后，也将缩短生产线的长度，减少流水线生产人员的数量，从而有效降低生产成本，为企业创造更大的经济效益，并能逐渐形成汽车行业新的制造形态，促进汽车制造行业的技术改革。此外，在人们对汽车舒适度及安全性能日渐增高的要求下，汽车行业积极引进模块化装配生产，也能促使汽车行业的竞争由产品转移到品牌上，这也有助于汽车生产企业在进行制造方案设计的过程中积极寻找最优秀的装配模块并进行改进和优化，以在保证汽车生产质量的同时，打造属于企业自身的特色品牌。

模块化装配生产在汽车总装生产工艺中的应用

在汽车总装生产工艺中，传统上采用的是零件逐一加工的装配生产方式，工序较为复杂，装配效率也较低。而应用模块化装配生产实现了并行的生产流程，大大提高了工作效率。也就是说模块化装配生产实现了不同生产线的同时工作，并能在总装线上进行有效整合，最终完成一辆汽车的生产。模块化装配生产的区域可以设置在相对独立的车间或者总装场地旁等，也能通过供应商模块化的供货形式来进行生产。在模块化装配生产的总装线上实施的管理方式是集约化的管理，原有汽车总装生产模式中需装配的零部件多达两万多个，而应用模块化装配生产只需进行2000多个零部件的生产，从而使总装线及汽车装配时间大大缩短，有着较好的时间效益。

如汽车生产制造厂对汽车零部件进行了模块集成，将发动机、变速箱等同归底盘模块，通过集成的模块进行完整汽车的组合，这就避免了传统生产工艺中将发动机装入整车的生产流程。以这种模块化装配生产方式进行总装生产的简单工艺流程如图1所示。

一般来讲，不论是那种形式汽车的总装生产，其应用到的模块化装配生产工艺都主

要包括仪表板模块、动力总成、底盘模块、前端模块及车门模块、后桥总成模块等。实现这几大模块的精简装配作业，就能在很大程度上促进汽车总体装配生产效率的提高。本文对其中的几种模块设计应用进行了如下分析：

前端端模。传统的汽车前端是类似框架式的结构，并采用焊接的方式实现前端零件的相互链接。而应用模块化装配生产，就可以将汽车的前端框架、前大灯、冷凝器、散热器、进出水管以及前机盖锁、保险杠防撞梁等组合成一个整体的前端模块，并采用开口的结构进行分装，待分装完成之后再运送到总装线上，实现与车身的链接。这就需要在进行前端模块框架的装配过程中，保证在有足够的强度和刚度的前提下，采用螺纹实现与车身的连接。与此同时，还需注意前机盖锁、散热器、冷凝器等需有足够的装配空间；保险杠、发动机盖等也需要与大灯之间有一定的间隙和平度要求等。总之，在前端模块设计应用的过程中，要综合考虑各部分之间的插接和位置固定，以保证整个模块的合理性和科学性。

仪表板模块。影响汽车销售和乘员安全保障的最主要的因素就是仪表板，其外观和质量的设计很重要。当前汽车模块化生产技术中，仪表板模块也是其中的热点领域。总体来说，汽车的仪表板模块主要包括CCB管柱、仪表线束、HVAC总成、手套箱、仪表板、转向管柱等。这一模块相对较为集成化，可由供货商总成供货，以减少产线长度。在这一模块的设计和应用过程中，要对各零部件维修的可接近性进行综合的考虑，保证足够的维修空间等。

车门模块。实现车门的模块化装置，可减少汽车车身漆面的划伤，确保驾驶座零部件装配的接近性，并能实现生产线上的机械结构的简化，促进整车装配质量的提高。这一模块的主要构成部件有车门把手、门锁、扬声器、后视镜、限位器以及玻璃升降系统等。保证车门的拆装及后续修理功能要求是进行车门模块装配设计的首要条件，这就需要在设计应用中确保各线束之间连接的可靠性，保证不影响其他零件的装配；在进行车门安装时留有一定的平度和间隙，满足拆装基本要求；同时要具备一定的可检测性。另外，进行车门模块的装配，可在下线板链上完成，在所有内饰件完成装配之后，再在外围进行车门线束的连接，完成与整车的装配。

底盘模块。汽车制造商之间的竞争最主要的就是汽车的驱动或底盘技术，也就是汽车的动力系统。汽车的底盘模块主要包括动力系统、油箱总成、排气管总成以及常规的前悬、后悬等。多个组成部分实现了一体化的集成和自动化的装配，有助于柔性化和车托盘的实现。进行底盘模块装配的应用设计，需保证前托盘和后托盘作用的发挥，更好地进行支撑定位。底盘模块化装配有力解决了人机装配性差等问题，提高了产品的柔性化生产能力。

综上所述，随着科技的发展，诸多的新工艺、新设备和新技术等逐渐在汽车工业生产中得以应用，促进了汽车生产制造技术的改革，实现汽车总装的模块化装配生产已成为时代发展的一种必然趋势。在汽车总装生产中应用模块化装配工艺，能有效降低企业生产成本，提高生产效率和经济效益，因而有着广阔的发展前景。作为汽车制造企业，也应该积极进行模块化装配生产工艺的研究，充分发挥其在汽车总装生产工艺中的优势和价值，促进我国汽车制造行业综合竞争力的提高。

（北京汽车国际发展有限公司）