汽车总装工艺技术应用及发展趋势探讨

（徐州医科大学附属医院，江苏 徐州 221006）

1 汽车总装工艺技术应用及发展趋势

1.1 模块化

目前模块化生产大致分为两种，一种是模块化数字控制系统，能够运用数字控制模块，把其他支线领域集合在一起，进而实现全车各个零部件的数字化控制。另一种是产品结构模块化生产，其中底盘模块化生产具有很明显的特征，这种装配工艺技术在目前最具有代表性；柔性化定位梢的使用能够满足丰富种类动力模块的总装要求，非常适合应用于底盘自动化装配。在大托盘总装过程中，要总体布置排气管油箱和燃油管路，这样能够大量减少工作内容。此外，仪表板模块化等模块化技术的应用也在逐渐增加，对于汽车的生产销售也具有促进作用。模块化生产使汽车总装厂家面对不同车型的安装工作而游刃有余，主要是依靠不同车型标准的零部件来进行标准化生产，在采取这种生产方式时也能够随意搭配其他创新技术，灵活性很强。模块化生产可以有效缩短工位线，减少人工用量，提升装配效能，增强整个装配线的柔性，更快完成汽车交付，使产品的组合更容易调整，有效控制新产品的制造成本，是汽车总装厂家总装工艺发展的必然趋势。在市场竞争环境中，汽车制造业也许会以此为基础实现供应链式生产，整个产业链将会迎来更深化的发展。

1.2 自动化

受到人工费用增多、汽车产品更新迭代迅速、汽车生产工期较长等要素的影响，汽车行业对汽车总装的自动化需求越来越强烈，汽车总装厂家使用自动化设备可以节省大量人力成本和部分的资源成本，还能够保证装配的稳定，保证汽车产品质量。在进行汽车前后挡风玻璃和全景天窗的涂胶操作时，采用自动化机械臂替代人工，可以比人工涂胶更稳定，涂胶效果更好；这主要是因为机械臂是按照事先设定好的程序来操作，能够将误差最小化，还能够避免胶水长时间在空气中暴露而受到影响，能够增加汽车玻璃空隙的密封效果，减少作业时间，提高工作效率。目前在进行汽车轮胎组装时多运用自动化分装系统，轮胎在生产线上传送到适当的位置后，运用自动化分装系统判断出轮胎的不同尺寸，然后进行轮胎的安装和检查。这个系统的自动化能力很强，大规模运用可以减少大量人工的参与，可以很好地控制汽车的生产和测试成本，保证汽车的出品质量。如今汽车总装工艺中很多工序已经使用自动化水平高的机械手来进行操作了，这是因为品质优异的自动化装置允许偏差值很小，一般能够做到忽略不计[1]。运用自动化技术能够确保高精度装配的精准性，保证各个零部件的稳固性，对汽车成品很有保障；同时工作人员需求数量小，减少了人工费用。

1.3 柔性化

在汽车总装过程中潜伏着一些危害装配工人安全的元素，总装车间中的各项装备人机配合程度不够，亟须设计人员及时进行修改升级。设计人员要多到总装车间进行实地勘测，及时弥补操作中的缺陷，基于工装柔性化对车间装备进行升级，保证人机的默契配合。设计人员需要对车身吊具装备进行改造。装配工人在安装汽车底盘时需要钻到车底来操作，因为汽车车底狭窄，不利于操作，而且不够安全；因此应当把车身吊具装备改为能够自动调节高度的形式，或者可以设置调转车身的方式，方便装配工人操作，也可以运用智能的机械手臂来辅助人工，给工人的人身安全提供保障。因为汽车各个配件的装配位置都不一样，装配工人在工作时会遇到车身悬挂位置与装配工人不适配的情况；这时需要装配工人竭力转换自己的姿势来配合车身，以便进行汽车配件安装，但这样操作对装配工人有着一定程度的危险，对装配工人的身体机能损耗严重。如果设计人员能够把车身托盘设计成可以调节的形式，在悬挂车身时能够根据实际情况进行调节，就能够解决位置不适配的难题，使得装配工人更加安全，减少躯体扭曲对身体的损伤，同时便于装配工作的进行。装配工人也可以在汽车里使用坐式机械手，确保能够在正常的姿势下完成整个安装工作。

1.4 智能化

在汽车总装工艺中一般采用电动拧紧装备来拧紧力矩，随着汽车行业精准度追求越来越高和自动化水平的提升，电动拧紧装备的应用技术也在不断升级。汽车总装厂家以前多用的是扭矩法，现在大多运用的是扭矩加转角的方法或屈服强度的方法，新兴的方法是从控制力矩间接控制拧紧质量转向了直接控制预紧力，在生产组装中运用更方便、更有效。装配车间已经开始使用智能的数据化互联网系统，其中力矩数据化系统能够对力矩拧紧装备进行即时监察，还能够把监测到的数据储存好后完成源头处理并进行数据的全面研究整理，从而实现智能统计过程控制，使力矩拧紧装置的控制更加智能化。智能化的控制系统增强了汽车整装过程中对于每项装置的控制能力，有助于实现有效的信息交互；使用先进的网络系统进行控制可以确保力矩装配准确无误，保证最终成品的质量。智能化控制系统的采用，标志着汽车总装工艺技术向着智能化、数据化制造方向发展；以互联网技术为基础，扎根于现今的总装流程，对制造过程中的数据进行模拟、评测和改良，能够提升生产效率、有效解决生产中可能遇到的问题；这种发展趋势非常有利于汽车总装流程形成更高标准，并形成统一规范[2]。

1.5 物流方式的转变

汽车总装厂家在如今多车型混线生产的大趋势下，装配线旁储料空间不足及物料种类繁多的问题限制了装配线的物流效率、影响着整个产线的柔性化发展。如今最有效的解决方法是采用SPS物流、即随行配料系统的形式，这是一种单量份向生产线准时化配送的物流方式。这种物流方式会把拣料和装配二者分开，使各自的工作更加专业化和模块化，有利于减少装配工人不必要的非增值工作，有效避免出现总装装配线的错装、漏装等情况，全面提高装配流程的质量。同时配合随车物料投放的形式还可以减小对于装配线边物料摆放空间的限制，采用AGV引导小车传输的方式来替代以往的人力运输，可以达到准时化的高标准要求和多车型混线物流配送的需求，是一种正在发展、应用广泛的物流转变趋势。

2 同步工程技术蓬勃发展

2.1 装配仿真分析

在汽车总装工艺技术得到广泛的运用与进步的同时，同步工程技术在汽车制造领域也逐渐占据更突出的位置。汽车制造领域在汽车产品的研发环节使用标本车进行测试的次数已经越来越少，如今更多运用的是虚拟仿真技术来进行汽车产品的研发，用来缩减后期生产阶段的改动成本，并缩短开发设计时间、提高开发效率。目前同步工程技术在汽车产品研发环节应用较多的是虚拟仿真技术分析，设计人员运用此项技术对汽车新产品配置的合理程度和汽车内部的各项装备性能与装备的实操性能进行综合解析，在进行汽车产品研发时提早发觉产品可能存在的缺陷，尽力做到早发掘、早解决，以此确保最终成品的质量，使汽车的舒适度、合理性、操作性等诸多方面性能可以满足客户的需求。同步工程技术的仿真分析在汽车产品研发阶段的广泛使用，是汽车制造行业向虚拟生产制造角度发展的趋势，互联网技术的不断发展为虚拟制造的蓬勃发展提供了契机和基础。

2.2 装配工时分析

同步工程技术在控制装配工作时间方面也颇有助益，在产品数据被冻结时，运用3D模拟分析软件中的工作时间分析模块，并结合主机厂生产线的一些相关环境关联信息，能够系统分析装配工人的实际工作时间和工作强度，进而优化装配工艺流程和工作内容，合理有效地减少装配工人的工作量、降低工作强度、避免工作劳损[3]。工时分析模块还能够对汽车生产线的平衡进行分析，提前找到工作时间的平衡点和工作过程中可能遇到的瓶颈，提早解决问题或做好解决方案。工时分析必须要结合生产方生产线的实际数据，保证数据的精准度，确保数据真实可靠。

2.3 生产工艺流程设计

运用同步工程技术来进行合理、经济、科学的汽车生产工艺流程设计，能够有效缩短汽车生产线的长度，减少不必要的能源损耗，并且增强生产线的灵活性，促进生产工艺流程的人性化管理。汽车制造企业在进行生产规划时采用虚拟仿真技术来科学地设定生产工艺流程，并进行虚拟验证；同时规划并设计仿真数字工厂，预先找出生产过程中可能存在的问题，并进行现场调研充分验证，尽力消除生产安全隐患，保证生产流程能够顺利进行；这样能够合理有效地节约后期技术改造的费用，减少整体生产成本。在这种设计模式下，能够预先对汽车生产流程的合理性进行评价，减少甚至避免不必要的生产环节，缩短生产时间、保证生产质量，使汽车生产工艺流程精准化、规范化。

3 结语

综上所述，目前汽车总装工艺技术正受到市场和技术发展等方面因素的影响和促进，汽车制造行业在汽车生产过程中，要努力跟紧时代步伐，促进自身汽车生产的模块化、自动化、工装柔性化、控制智能化，加快物流方式的转变，并加强对同步工程技术的应用发展，提高整个装配生产的效率，压缩装配的生产成本，提升汽车品质，从而增强市场竞争能力。