通用化設(shè)計(jì)對總裝設(shè)備規(guī)劃及開發(fā)的影響

為應(yīng)對激烈的市場競爭，提高產(chǎn)品的市場占有率，國內(nèi)各大汽車廠不斷推出新產(chǎn)品刺激和吸引消費(fèi)者。新車型的不穩(wěn)定、不確定性較強(qiáng)，技術(shù)和設(shè)計(jì)仍有較大的延續(xù)性，在投產(chǎn)初期，總裝柔性化混線生產(chǎn)較為經(jīng)濟(jì)有效，是現(xiàn)代汽車廠采用的主流工藝模式。

對總裝工藝而言，柔性化混線生產(chǎn)必然導(dǎo)致對原有生產(chǎn)線的通用性改造，以及新老產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的優(yōu)化融合，此過程需要產(chǎn)品和工藝相互配合。對于改善工藝開發(fā)過程而言，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初期，在滿足新車型產(chǎn)品定義所要求的功能實(shí)現(xiàn)和性能指標(biāo)的前提下，對混線生產(chǎn)可能性的產(chǎn)品推行通用化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品工藝要求，是一種減少投資、提高生產(chǎn)效率的有效辦法。

需要特別指出的是，本文所指的通用化并不等同于零部件的通用化，而是特指對總裝工藝影響較大的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品工藝要求，例如類似的布置布局、可共用的車身定位方式等，且通用化設(shè)計(jì)應(yīng)該在產(chǎn)品分類的前提下進(jìn)行。以下結(jié)合汽車總裝生產(chǎn)實(shí)例，就通用化設(shè)計(jì)對新車型總裝工藝及規(guī)劃的影響進(jìn)行探討。

對生產(chǎn)線機(jī)械化輸送系統(tǒng)柔性化改造的影響

新車型混線生產(chǎn)，改造難度最大的是機(jī)械化輸送系統(tǒng)。新產(chǎn)品的通用化設(shè)計(jì)可以大大簡化改造的難度，減少工作量，甚至避免改造。

新車型在機(jī)械化輸送系統(tǒng)上的改造，對于產(chǎn)品通用化設(shè)計(jì)的要素有：車身在輸送系統(tǒng)上可行的定位方式、定位點(diǎn)的坐標(biāo)、定位點(diǎn)處車身的強(qiáng)度、車身的重心位置、整車最大外形尺寸、車門的可拆卸性、車門位置和張開度等。

結(jié)合各生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)，采用通用化設(shè)計(jì)使新老車型可以在輸送系統(tǒng)上使用相同的定位方式，位置相同的定位點(diǎn)，對簡化內(nèi)飾線(見圖1)、摩擦線(見圖2)和底盤線的改造效果顯著。定位點(diǎn)處車身的強(qiáng)度對于定位方式的是否實(shí)現(xiàn)是十分重要的。例如某新車型，在內(nèi)飾線和底盤線計(jì)劃采用前部工藝銷定位和后部托塊支撐的方式定位(見圖3)，尺寸位置上沒有問題，但是新車型后部與托塊相對應(yīng)的側(cè)裙邊較長且只有兩層鈑金焊接而成，老車型為三層鈑金，且裙邊較短。新車型樣車在機(jī)械化通過性驗(yàn)證時(shí)，裙邊因無法支撐車身重量而易發(fā)生變形，最后不得不對該部位進(jìn)行了專門的設(shè)計(jì)變更以解決問題。整車在輸送系統(tǒng)上的重心對定位方式的可行性和可靠性會產(chǎn)生重要的影響，故混線車型間差異不能太大。

車門的可拆卸性決定了車門分裝的工藝安排，車門位置和張開度影響底盤線吊具的改造。這些方面盡量采用通用化的設(shè)計(jì)，可以減少相關(guān)的改造。例如，某新車型車門張開度過大，開啟時(shí)底盤線與吊具(見圖4)發(fā)生干涉，在過檢測線時(shí)與設(shè)備干涉，因?yàn)楦脑齑鷥r(jià)太大，最后改變車門設(shè)計(jì)，使車門能夠以2個(gè)檔位開啟，來解決問題。

對擰緊機(jī)設(shè)備柔性化改造的影響

生產(chǎn)設(shè)備的改造，通常是新車型總裝工藝開發(fā)中成本較高、工作量較大的部分。為了盡量共用設(shè)備，減少改造和新增，對生產(chǎn)設(shè)備的通用化設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的通用化設(shè)計(jì)和產(chǎn)品工藝要求的通用化。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的通用化是指在新車型設(shè)計(jì)時(shí)采用相同的結(jié)構(gòu)或者相同的設(shè)備接口，從而共用設(shè)備，避免改造。例如，某新車型與同系列的一款老車型混線生產(chǎn)，但是原有車型輪胎螺母設(shè)計(jì)為6顆，新車型輪胎螺母設(shè)計(jì)為4顆，造成原有生產(chǎn)線上的6軸輪胎擰緊機(jī)(見圖5)無法共用，改造的代價(jià)較大，新車型工藝只好改為手工裝配操作。

對檢測設(shè)備柔性化改造的影響

汽車檢測一般都采用進(jìn)口設(shè)備，價(jià)格昂貴，精密敏感。檢測設(shè)備的柔性化改造往往是總裝工藝開發(fā)中成本最高的部分。檢測線的大多數(shù)設(shè)備都有一定的適用范圍，只要在范圍之內(nèi)，通過調(diào)整設(shè)備的參數(shù)設(shè)定就可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的共用。對于同級別、同檔次的產(chǎn)品統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，提出可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能、符合相關(guān)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品工藝要求，可減少設(shè)備的改造需求。

對工裝柔性化改造的影響

新產(chǎn)品工藝開發(fā)中必然要開發(fā)大量的工裝，通過通用化設(shè)計(jì)可以盡量共用原有工裝，或在少量改造后即可實(shí)現(xiàn)共用。例如，某新車型工藝開發(fā)時(shí)發(fā)現(xiàn)因?yàn)閵A具夾持點(diǎn)位置不同，新車型儀表臺無法利用總裝車間現(xiàn)有儀表臺助力機(jī)械手(見圖6)。后通過設(shè)計(jì)變更，在儀表橫梁兩端增加了一對專門的工藝輔助支架解決了問題。又如，新車型的動力總成支撐點(diǎn)及吊掛點(diǎn)位置不同，新車型動力總成就無法利用原有的動力總成夾具(見圖7)及吊具，必須增加夾具及吊具的支點(diǎn)及吊掛點(diǎn)，勢必導(dǎo)致夾具及吊具越來越復(fù)雜，在動力總成裝配中出現(xiàn)錯裝概率。

對加注類設(shè)備柔性化改造的影響

對于某多車型混線的總裝車間，由于各車型加注罐口(見圖8)的結(jié)構(gòu)不一致，加注設(shè)備需要制作多個(gè)轉(zhuǎn)換加注頭(見圖9)，在生產(chǎn)不同車型前進(jìn)行切換，對生產(chǎn)組織和節(jié)拍都造成了影響。同樣，罐口的位置和朝向如果差異過大也會對加注設(shè)備產(chǎn)生改造或者新增需求，增加成本并占用生產(chǎn)線空間。如果對所有同類型、同級別車型的罐口結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一的通用化設(shè)計(jì)，對加注罐的位置朝向也進(jìn)行大致的統(tǒng)一，加注設(shè)備的改造可以大大減少。

結(jié)語

隨著汽車多樣化、個(gè)性化的發(fā)展，新車型混線生產(chǎn)已經(jīng)成為各汽車制造廠的普遍共識。在新產(chǎn)品開發(fā)中采用通用化設(shè)計(jì)，能夠降低投資成本、縮短工藝開發(fā)周期、避免工藝瓶頸、改善管理和質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率和減少設(shè)備故障率。特別對新車型眾多的汽車制造廠，采用通用化的設(shè)計(jì)還可以大大增強(qiáng)企業(yè)經(jīng)營的靈活性，縮短投產(chǎn)時(shí)間。