四化在生产制造中的应用浅析

王保清

（安徽安凯汽车股份有限公司 技术中心，安徽 合肥 230022）

四化在生产制造中的应用浅析

王保清

（安徽安凯汽车股份有限公司 技术中心，安徽 合肥 230022）

四化是系列化、标准化、通用化、模块化的简称。分析了四化从产品设计到制造过程中所产生的影响，说明了四化在提高生产效率，提升产品质量上发挥的积极作用。

四化；原材料；模压件；工装；装配

就国内现状而言，客车在汽车制造业具有一定的特殊性。虽然各客车企业均有自己的系列化产品和对应的系列化生产模式，但为满足客户需求，适应性改动屡见不鲜。而客户方面选择的随意性也较大，点单采购的情况比比皆是，给客车制造企业实现四化生产造成很大障碍。产品实现四化生产，减少点单模式，有利于提高生产效率，降低生产成本，保证产品质量。因此，四化生产势在必行。

1 四化的定义

四化是系列化、标准化、通用化、模块化的简称。

系列化：即汽车生产厂家在几种基本车型的基础上，采用更换不同部件（如发动机或车身）的办法，衍生出一系列的不同车型，从而满足不同用户需要[1]。

模块化：汽车由多个部件组装而成。对于局部区域可先组合为一个总成，再进行整体装配的，该部分即为一个模块，此设计及装配方式即模块化。

标准化：为在一定范围内获得最佳秩序，对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动，称为标准化[2]。对于汽车来说即设计制作的标准和方法的统一。

通用化：指在互相独立的系统中，选择和确定具有功能互换性或尺寸互换性的子系统或功能单元的标准化形式[3]。对于汽车来说实际就是部件通用化。

2 四化生产的意义

产品制造要实现四化，产品设计作为源头需首当其冲，其实现意义主要表现在以下几个方面。

2.1 大大提升生产效率

当今社会信息化高度发达，汽车生产也进入了网络信息化管理时代。从产品图纸设计，导入PLM、图纸审核无纸化，BOM清单的自动生成，到生产与设计的信息共享，大大缩短了产品生产周期。这一切都需要系列化、标准化、通用化、模块化的支撑，反之庞大的数据库不仅会给软件本身维护造成高额的成本，更重要的是倘若频繁出现数据的混乱，误导生产，在反复的确认过程中消耗大量的人力物力，给企业带来的损失是不可估量的。

目前国内主要客车厂已经意识到四化设计的重要性，特别是部分龙头企业已经有了很大改善。他们发现问题后不断优化，经过长期的积累，建立起自己的标准零部件和小总成件库。设计人员在绘制图纸时只需输入想要的规格（包括材料规格和工件尺寸规格）系统会自动查询，找出相同或类似标准件。如需新建标准件，需通过多重审核后才能获批，通过系统管理实现标准化和通用化。这种模式不仅可大大缩短设计人员的绘图时间，最关键的是按这种方式运行车间可提前备料，缩短交货周期。

2.2 直接影响工艺规划

表面看四化设计与工艺规划联系不大，但仔细分析其实不然。上面分析到设计实现四化后会建立数据库，数据库一旦建立，那么型材的种类就会确定。根据前期统计我公司全承载骨架整车管材件数量平均高达1000多根，如此庞大的管材件量，加之车型种类多，型材种类数量可想而知。型材种类多会产生什么样的影响呢？

首先，备料区面积大大增加。不完全统计，2014年我公司型材种类数量多达一百多种。原材料厂家是定期根据需求送料，这就要求主机厂必须规划材料库进行备料。种类越多材料的面积越大。后期公司高度重视，制定了详细计划加以规范，经过多年的标准化实施，目前型材种类已减半，并仍然按照计划在削减。

其次，型材种类繁多带来另外的影响就是设备智能化难以实现。智能化设备最大特点即要求产品标准化，这样设备能够按照既定的模式高效完成生产任务。如果产品频繁改动，那么设备调整程序的时间要远远高于实际生产时间，引进先进设备的意义就大打折扣，同时车间也不会认可，推行阻力加大。这一点在先进的下料机上也不例外。例如前期我公司购进管材激光下料机，这种设备下料精度极高，带有自动上下料机构，使用十分方便。但在对接初期就存在这样的问题，每天下料型材种类多，刚吊上一个种类型材很快下料完成就要换另一类，同类数量少，频繁的更换型材和调整程序浪费大量时间，下料效率大大降低，高效的价值完全体现不出来。

2.3 四化设计保证工装精度

客车车身制作过程中，高精度的骨架一方面需要精准的下料，另一方面就是通过高标准的夹具定位、夹紧，确保定位精确和焊接变形小。对于工装来说，高精度和多变形不可兼得，也就是说如果想实现一个工装多用途通用性好，势必会牺牲部分定位夹紧精度。所以通常来说，一个总成件都有对应的一个工装。这就需要产品设计过程中尽量减少模块的种类和尽可能减少模块的变形，否则投入巨大，或者因为产品结构调整而修改工装导致其精度大幅度下降。尽可能实现产品结构的标准化、通用化和系列化，才能实现每个工件均有工装一一对应性。四化设计对工装的另一个主要影响在于实现自动化焊接设备的投入。为什么客车实现机器人自动化焊接难度大，目前仅有部分小总成实现了机器人焊接，问题也在于此。频繁变动导致工装夹具的频繁更换和自动化设备程序的频繁调整。更换工装和调整程序消耗过多的时间导致生产效率大幅度下降。

2.4 四化设计保证模压件质量

我公司通过近几年的产品系列化和通用化的优化梳理，在很大程度上提升了产品模压件的质量。目前优质、稳定、可靠的模压件，也是主流客车厂广泛采用的类型还是铸钢模件，但铸钢模开模费用相对较高，且开模周期长。前期由于产品系列化和通用化重视不够，经常改动导致模压件不定型，为满足生产需求，只能开发低熔点件（周期短，表面质量较差，适合小批量生产），甚至出现对开发好的模压件切割再拼焊现象，表面平整度差，刮灰后市场反馈开裂，产品质量得不到保障。目前经过整体梳理，几个系列车型全部有完整的铸造钢模模压件，即使局部调整也要求模压件区域不予调整，大大提升了产品质量。

3 四化影响焊装和装配工艺

这里主要说明模块化、标准化和通用化对生产节拍的影响。此三化对于焊装和装配来说在提高生产效率和提升产品质量上意义重大。焊装车间主要表现在小总成通用模块化、大片总成模块化生产。装配种类更多，例如我公司目前推行的仪表台线束模块化、风道服务器模块化、整体管排模块化等等。实现模块化达到以下目的：

（1）可实现线下装配，线上整体安装，大大减少工位工序时间，缩短生产线节拍。

（2）线下预装，不仅时间充足，而且操作方便，可有效控制产品质量。

（3）如安装件为外配套件，这种方式可前移至配套商，降低企业成本。

4 结束语

虽然客车和乘用车生产方式在四化道路上还有很大差距，但随着客车业的发展，四化制造是未来发展的必然趋势。四化制造能让产品质量更可靠、生产过程更高效，是客车企业减负保质的良药，相信未来也能得到客户的普遍认可，从而在客户与企业之间形成有效的良性循环。

[1]董伟佳，牟增奎，郭正月，等.通用化、系列化、模块化在汽车领域的应用[J].中国科技博览，2013，（29）.

[2]李 伟.标准化的崭新模式-模块化[J].机械工业标准化与质量，1995，（11）.

[3]赵海河.关于产品设计标准化问题的探讨[J].机械工程师，1990，（3）.

Application analysis of the four modernizations in manufacturing

WANG Baoqing
（Technical Center,Anhui Ankai Automobile Co.,Ltd.,Hefei 230022,Anhui China）

The four modernizations is the abbreviation of serialization,standardization,generalization,and modularization.The influence of the four modernizations from the designing process to the manufacturing process has been analyzed.The positive role played by the four modernizations in improving production efficiency and product quality has been illustrated.

Four modernizations;Raw materials;Stamping parts;Tooling;Assembly

TH162

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.03.028

1672-0121（2017）03-0103-03

2017-01-08；

2017-03-05

王保清（1965-），男，工程师，技术部部长，从事机械设计。E-mail：304898405@qq.com