汽车装配工艺模块化设计研究

经济的进步带来了汽车工业的高速发展，但是汽车装配技术还相当落后。国内许多汽车零部件与国外制造技术相当，但是组装后汽车整体性能与国外相比还相差很大，这种现象的出现主要是由于国内装配质量的不合格，也是造成我国汽车工业停留在1个低端水准，竞争力差的主要因素。一辆合格的汽车不仅仅要求零部件质量的合格，更要求装配工艺的合格，没有合格的零部件装配就没有合格的汽车产品质量。随着竞争的全球化发展，汽车生产厂家开始实行生产和采购全球化，设计系统化和模块化，这些转变都标志着汽车生产和汽车装配模式的系统化和模块化。

1 汽车装配的相关内容

所谓的汽车装配主要是指按照合理的方式将不同的汽车零件组装起来，形成符合汽车生产制造要求的成品或者半成品的操作过程。其主要的内容包括：车身零件的装配、发动机装配、底盘装配等。在实际的操作过程中，由于汽车装配是汽车生产制造的关键工序，直接影响着汽车的质量可靠性及使用中的实际作用效果，因此，需要增强汽车装配的合理性，选择可靠的装配工艺优化汽车质量，为汽车使用寿命的延长提供可靠地保障。与此同时，由于汽车装配过程中包含着众多的零件，而汽车的各部分功能需要加强不同零件之间的相互配合，客观地加大了汽车装配的复杂性。这就要求技术人员在明确汽车装配要求的基础上，充分地考虑汽车的耐久性、经济性等，增强实际装配工艺的选择合理性。

2 汽车装配工艺的特点分析

结合现阶段汽车生产制造的实际要求，可知选择有效的装配工艺对于汽车装配质量的提高起着重要的保障作用。因此，为了提高汽车装配效率，需要对汽车装配工艺特点有着必要地了解，为汽车使用中的性能优化及零件使用寿命的延长提供必要地保障。现阶段汽车装配工艺的特点主要体现：（1）装配工艺的合理化；（2）装配工艺的科学化；（3）装配工艺的全面化。结合汽车装配过程中零件数量多、装配流程复杂、装配工艺要求高的实际发展现状，可知在明确汽车装配工艺特点的前提下，有利于制定出提高汽车装配效率的更多措施，不断优化汽车使用过程中的服务功能。与此同时，在汽车装配工艺使用的过程中，不仅需要完成制动系统安装、汽车外形安装等，也需要增强其内部构件焊接、各种螺丝安装的实际作用效果，实现汽车装配工艺模块化设计。这些方面的不同内容客观地说明了深入理解汽车装配工艺特点对于汽车装配工艺模块化设计的重要性。因此，在开展具体的设计工作时，技术人员应结合汽车零件组装的具体要求，提高对汽车装配工艺特点的认识，优化汽车规划设计图纸，增强不同零件组装过程中的衔接紧密性，促使汽车装配工艺模块化设计能够达到预期的效果。

3 模块化在汽车装配线的应用

（1）传统的汽车装配线一般使用零件逐一叠加的装配方式，其缺点在于汽车制造工序繁杂，汽车装配线长，汽车装配效率低下等，而模块化汽车装配线就正好就打破了传统装配线的缺点，把传统串行生产改为并行生产[2]。还有模块化汽车装配线生产可以在相对独立的区域或总装场地周边进行生产，也可以让供应商采用模块化进行生产供货，在过去传统的汽车装配线生产中，一个生产流水线上需要装配两万多个零部件才能进行生产，然而采用模块化汽车装配线进行集约化管理就只需要两千多个零部件，因此可以大大提高汽车生产效率。还有模块化汽车装配线生产可以将部分总装线生产转化到模块装配线，这样可以大大缩短总装线的长度，同时也减少主线的人员的数量，从而也减少了汽车的装配时间。模块化汽车装配线生产可以使汽车生产变得更加简单。

（2）在汽车生产的装配成本来看，模块化汽车装配线在成本上要比传统的汽车装配线成本上更加低廉，模块化汽车装配线带来的经济效益是传统汽车装配线成本无法对比，模块化汽车装配线的独立的模块不会受到场地的布局与尺寸的限制，模块化汽车装配线要比传统的汽车装配线更加容易扩大生产与调整，还能制造成更多的新车型来提高生产产量，从而也大大减少流水线的长度还减少了生产成本。传统的汽车装配线总共不到150个，要采用模块化汽车装配线进行汽车生产时，只需要不到30个就能完成装配，同时还能与线外的汽车装配线进行汽车生产，这样可以大大减少了流水线的工位，从而将流水线上制车车辆减少很多，这样也降低了制车车辆占用的资金，从而大大减少了流水线上的资金投入，在生产产量上要比传统汽车装配线要高出很多，还能在减少制造生产时间，从而可以节约制造汽车而浪费的时间与资金以及生产成本。所以模块化汽车装配线在汽车生产起到了很大的作用。

（3）前端模块设计

汽车前端模块主要由前端框架、前大灯、前保险杠防撞梁、前机盖锁以及散热器、冷凝器、前端线束和进出水管等组成，并且实现与车身左右纵梁的链接。传统的汽车前端类似一个框架式结构，组成前端的各个零件采用焊接的形式相互链接。采用模块化设计之后，整個汽车前端采用开口结构，在前端模块分装线上装配完成后再运送到总装线上，以一体化的形式链接到车身上面。因此前端模块框架在装配过程中与车身采用螺纹相互联接在一起，在满足自身强度和刚度的前提下，还要保证散热器、冷凝器以及大灯和前机盖锁有足够的装配空间，并且保证大灯与发动机盖、保险杠等的平度和间隙要求以及整个框架的维修等。前端模块化设计时还要使前保险杠防撞梁能够固定到整个模块上或者与前端框架集成。另外汽车大灯线束的插接以及进出水管、风扇和喇叭线束的插接都要考虑在内。

4 模块化装配和非模块化装配的比较

模块化装配能够减少汽车总装装配线的长度，实现装配生产的柔性化生产；降低了总装线上零件的数量，降低了停线的风险性，并且汽车零部件模块化的应用大大减少了在库零件的数量，也降低了零件运输和储存的压力；模块化的生产提高了汽车通用部件的企业标准化，做到了模块内部分零部件的通用化，降低了开发成本。而传统的非模块化设计采用单线装配的生产模式，其装配线长，能耗高，在多车型同时装配时，容易造成零件的漏装和错装，因此模块化生产是汽车装配生产主要组成部分。

5 结论

随着汽车生产制造技术的发展，汽车装配新工艺和新技术也在不断的进步。模块化是当今汽车装配生产中具有历史意义的改革，它将功能相同的部分零部件预先组装在一起，形成一个功能完整的模块，然后再将这些模块按照一定的装配顺序安装到汽车车身上。模块化装配工艺简化了汽车装配工艺的布置，提高了总装的效率。

（作者单位：长城汽车底盘研究院）