總裝工藝成本優(yōu)化實(shí)踐案例

總裝工藝是整車(chē)四大工藝中最為復(fù)雜的工藝，它涉及動(dòng)力總成，底盤(pán)、車(chē)身、內(nèi)外飾和電子諸多系統(tǒng)，安裝的工藝要求、技術(shù)規(guī)范在不同系統(tǒng)之間也有較大的差別。整車(chē)企業(yè)通常都非常注重建立完善的工藝開(kāi)發(fā)流程，實(shí)施總裝工藝同步工程（即SE 裝配仿真分析），但對(duì)于總裝工藝和成本之間的互相影響，沒(méi)有進(jìn)行透徹地分析，尚有很多改進(jìn)的空間。

產(chǎn)品成本主要由零件成本( 來(lái)自于零部件供應(yīng)商)、人工成本（體現(xiàn)在整車(chē)制造工廠操作者的操作工時(shí)）、物流運(yùn)輸成本以及工具、工裝和設(shè)備的費(fèi)用組成。本文結(jié)合實(shí)際工作，主要從零件的安裝方式、零件的總成方式等幾個(gè)方面，分析總裝工藝與產(chǎn)品成本之間的關(guān)系，并通過(guò)一些具體的例子，給出成本優(yōu)化的實(shí)踐案例，供業(yè)界同仁參考。

總裝工藝對(duì)零部件成本的影響

總裝工藝對(duì)零部件成本有一定影響，通過(guò)分析研究可以適當(dāng)優(yōu)化，不僅可以降低零件成本，還可以改善總裝工藝難度。以下介紹車(chē)頂天窗、后蒙皮線束及扭力梁后橋等幾個(gè)零部件的總裝工藝改善實(shí)例。

天窗的密封條可以由天窗供應(yīng)商來(lái)料自帶（圖1），也可以在整車(chē)廠內(nèi)安裝（圖2）。如果采用天窗密封條廠內(nèi)安裝的工藝（即圖2 的方式），需要總裝車(chē)間操作者進(jìn)入車(chē)身安裝，增加了操作者裝配難度；但采用圖2 的方式，天窗密封條可以直接安裝在車(chē)身上，大大簡(jiǎn)化了天窗本身的零件結(jié)構(gòu)，按圖2 的方式開(kāi)發(fā)零件，總成本（包含天窗零件成本和整車(chē)制造成本）比圖1 的方式有明顯降低。

后蒙皮線束可以集成在后蒙皮上（即由后蒙皮供應(yīng)商安裝），也可作為車(chē)身主線束的一個(gè)分支（圖3）。采用圖3 的工藝方案，將后蒙皮線束作為車(chē)身主線束分支，能減少一個(gè)車(chē)身主線束與蒙皮線束的中間過(guò)渡線束插接件，減少了線束零件成本。當(dāng)然，采用圖3 的工藝，也有不利之處。首先，它增加了操作難度。采用這種工藝設(shè)計(jì)，需要兩名操作者一手插接3 個(gè)蒙皮線束，同時(shí)另外一只手還必須提著后蒙皮（若是蒙皮線束集成在后蒙皮上，就只需要插接這1 個(gè)線束插接件）。另外，采用圖3 設(shè)計(jì)的車(chē)型，需要2 名操作工協(xié)同完成后蒙皮的安裝，增加了整車(chē)廠廠內(nèi)裝配時(shí)間。但采用圖3 的工藝設(shè)計(jì)，由于減少了中間過(guò)渡線束插頭，總的成本還是有明顯下降的。這個(gè)案例也給我們一個(gè)啟示：某些零件的設(shè)計(jì)（如本案例中的后蒙皮中間過(guò)渡線束插接件），它們純粹是為了滿足某個(gè)工藝要求而設(shè)計(jì)的，這些零件本身不會(huì)給客戶(hù)創(chuàng)造任何價(jià)值，因此，對(duì)于這一類(lèi)零件，我們可以不斷地優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低這些零件的制造成本。

扭力梁后橋既可以使用工裝定位安裝，也可通過(guò)后橋自帶定位支架（圖4）來(lái)保證扭力后橋零件相對(duì)于車(chē)身的精確位置。采用工裝定位后橋，可以大大簡(jiǎn)化后橋設(shè)計(jì)（采用工裝定位的后橋零件時(shí)沒(méi)有圖4 的“后橋自帶定位支架”），顯著降低了后橋零件制造成本。采用工裝定位后橋的工藝方案，雖然增加了工裝的復(fù)雜程度（后橋定位工裝需要更高的制造精度，并且后橋工裝本身還需要滑動(dòng)，工裝制造難度大），但最終總的成本還是有顯著下降的。這個(gè)案例給我們的啟示是，隨著工業(yè)技術(shù)水平的不斷提升，我們可以采用更為先進(jìn)的工具、設(shè)備來(lái)優(yōu)化制造工藝，降低整車(chē)的制造成本。

總裝工藝對(duì)整車(chē)物流成本的影響

整車(chē)的物流成本是整車(chē)成本的重要組成部分?？傃b車(chē)間所采用的裝配工藝形式會(huì)影響到零件的存儲(chǔ)、包裝形式，進(jìn)而影響到整車(chē)的物流成本。

比如，我們?cè)?jīng)設(shè)想優(yōu)化底盤(pán)制動(dòng)管組零件裝配工藝，將整車(chē)后制動(dòng)管分支集成在制動(dòng)管組上（見(jiàn)圖5，將制動(dòng)管后部和制動(dòng)管前部整合為一個(gè)零件），采用這種工藝可以減少2 個(gè)制動(dòng)管接頭（用于連接制動(dòng)管后部和制動(dòng)管前部），因而可以大幅降低制動(dòng)管的零件制造成本；同時(shí)由于省去了2 個(gè)制動(dòng)管中間接頭，也不需要總裝車(chē)間的操作者來(lái)裝配制動(dòng)管接頭（不但可以節(jié)省裝配時(shí)間，還可以節(jié)省裝配工具費(fèi)用），達(dá)到降低工廠制造成本的目的。但制動(dòng)管接頭被省去之后，整個(gè)的制動(dòng)管零件變得非常龐大。與之前有制動(dòng)管接頭的制動(dòng)管相比，圖5 的制動(dòng)管占用了非常大的物流包裝面積，物流運(yùn)輸效率非常低下，顯著增加了制動(dòng)管零件的運(yùn)輸成本。通過(guò)綜合計(jì)算零件成本、總裝裝配成本和物流運(yùn)輸成本，該方案最終未實(shí)施。

總裝工藝對(duì)工具、工裝、設(shè)備成本的影響

產(chǎn)品的總成本中也包含裝配的工具、工裝、設(shè)備的成本。由于這些工具、工裝、設(shè)備需要滿足一個(gè)車(chē)型生命周期幾十萬(wàn)次的重復(fù)裝配要求，同時(shí)還需要保證產(chǎn)品的高質(zhì)量，這些工裝、設(shè)備往往都造價(jià)不菲。為投產(chǎn)新車(chē)型，這些工具、工裝及設(shè)備往往需要改造或者是再購(gòu)買(mǎi)新的。如果在工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)中使用柔性的工裝、設(shè)備，即采用同一套工裝、設(shè)備，用于裝配車(chē)間內(nèi)投產(chǎn)的不同款式，不同配置的汽車(chē)，就可以大幅度降低工裝、設(shè)備的制造或改造費(fèi)用。以下以車(chē)門(mén)密封條柔性滾壓工具和內(nèi)飾電器零件裝配的電測(cè)試設(shè)備舉例說(shuō)明。

車(chē)門(mén)密封條安裝時(shí)，需要使用密封條滾壓工具。以往，由于不同車(chē)型的設(shè)計(jì)差異，對(duì)于新車(chē)型，我們需要新購(gòu)置密封條滾壓工具。我們目前普遍采用車(chē)門(mén)密封條柔性滾壓工具（圖6 滾壓工具可以按不同車(chē)型自適應(yīng)滾壓力的大?。?，可適用不同車(chē)型，減少項(xiàng)目工具費(fèi)用。

總裝車(chē)間在裝配車(chē)輛過(guò)程中，也會(huì)使用一些檢測(cè)設(shè)備，這些設(shè)備雖然有助于提高制造質(zhì)量，但另一方面卻也增加了制造成本，存在優(yōu)化檢測(cè)工藝、降低檢測(cè)設(shè)備成本的機(jī)會(huì)。

筆者非常認(rèn)同“產(chǎn)品質(zhì)量是制造出來(lái)的，而不是檢驗(yàn)出來(lái)的”的質(zhì)量理念。我們之前的總裝工藝，要求在內(nèi)飾零件安裝完畢之后（即儀表板總成、天窗、座椅、車(chē)頂內(nèi)飾等安裝完畢），進(jìn)行整車(chē)電子零件的電測(cè)試，以確保電器零件安裝的正確性。目前，我們已經(jīng)通過(guò)改進(jìn)電器零件的設(shè)計(jì)和裝配，取消了內(nèi)飾電器零件裝配的電測(cè)試設(shè)備。

柔性化生產(chǎn)工藝對(duì)制造成本的影響

目前，國(guó)內(nèi)的整車(chē)企業(yè)都普遍采用了柔性化生產(chǎn)的模式，即在同一條總裝生產(chǎn)線上同時(shí)生產(chǎn)多種車(chē)型。這些車(chē)型在車(chē)型配置、底盤(pán)架構(gòu)上都有著比較大的差異，譬如將傳統(tǒng)的燃油車(chē)和純電動(dòng)車(chē)安排在同一條總裝生產(chǎn)線上生產(chǎn)。在這種柔性化的生產(chǎn)模式下，設(shè)計(jì)和安排柔性化生產(chǎn)工藝，能有效降低制造成本。

為降低制造成本，提升生產(chǎn)效率，我們首先要實(shí)現(xiàn)能使用同一套設(shè)備來(lái)裝配多種車(chē)型。比如可以采用柔性化的儀表板安裝機(jī)械手，裝配總裝線上的所有車(chē)型的儀表板。對(duì)于這類(lèi)柔性化的生產(chǎn)設(shè)備，我們?cè)谠O(shè)備選型時(shí)，就應(yīng)考慮設(shè)備能力（如電動(dòng)機(jī)的負(fù)載以及機(jī)械手的行程），需要滿足多車(chē)型的要求。當(dāng)然，這些對(duì)設(shè)備能力提出的柔性化要求可能會(huì)增加設(shè)備的初始費(fèi)用，但是當(dāng)我們將未來(lái)投產(chǎn)新車(chē)型時(shí)節(jié)省的設(shè)備改造費(fèi)用或是新增一套設(shè)備的費(fèi)用計(jì)算在內(nèi)時(shí)，采用柔性化的設(shè)備還是能給企業(yè)創(chuàng)造不小的收益。

為降低柔性化生產(chǎn)設(shè)備的初始費(fèi)用，另外一個(gè)可行的方法是，將設(shè)備的柔性制造能力在設(shè)備初始制造時(shí)進(jìn)行預(yù)留，待未來(lái)新車(chē)型投產(chǎn)時(shí)，再逐步增加設(shè)備的柔性化制造能力。我們以制動(dòng)液加注設(shè)備舉例說(shuō)明。

在制動(dòng)液加注設(shè)備向整車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)加注制動(dòng)液時(shí)，加注設(shè)備需要與車(chē)輛建立通信關(guān)系，命令整車(chē)上的制動(dòng)控制器EBCM 打開(kāi)控制器內(nèi)的電子閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)加注制動(dòng)液的目的。由于不同制動(dòng)器廠家的通信接口的差異，制動(dòng)液加注設(shè)備需針對(duì)每一種EBCM配置一路通信接口。我們?cè)谥苿?dòng)液設(shè)備初始制造時(shí)，僅配置在產(chǎn)車(chē)型的制動(dòng)控制器通信管路，同時(shí)預(yù)留1 路或2 路未來(lái)新車(chē)型制動(dòng)控制器通信管路。當(dāng)未來(lái)新投產(chǎn)車(chē)型的制動(dòng)控制器和現(xiàn)有車(chē)型制動(dòng)控制器不同，需要對(duì)制動(dòng)液加注設(shè)備新增通信管路時(shí)，我們只要在加液設(shè)備通信管路預(yù)留的接口處，加裝新的通信管路即可。

采用這種方式就可以實(shí)現(xiàn)，“一次設(shè)計(jì)，分步實(shí)施”，降低設(shè)備的初始費(fèi)用。采用柔性化生產(chǎn)模式，另一個(gè)需要關(guān)注的點(diǎn)是，實(shí)施統(tǒng)一的總裝主零件的裝配順序（圖7）。

當(dāng)采用柔性的生產(chǎn)模式時(shí)，不同車(chē)型是在同一條總裝線上連續(xù)生產(chǎn)的。具體落實(shí)到總裝生產(chǎn)線上的每一名操作者，其裝配的上一輛車(chē)和下一輛車(chē)，可能是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能完全不同的車(chē)型。假設(shè)上一輛車(chē)和下一輛車(chē)的同一種零件（譬如車(chē)前照燈），由于整車(chē)的工藝設(shè)計(jì)不同，導(dǎo)致它們的安裝工藝不同，或者甚至是安裝工位不同，這會(huì)對(duì)總裝車(chē)間的操作者帶來(lái)比較大的混亂，因?yàn)椴僮髡咝枰诓煌?chē)型的不相同裝配工藝之間切換，并且可能由于同一種零件不同車(chē)型的安裝工位不同，導(dǎo)致總裝流水線上的操作者裝配工作量不足的情況。

如何解決這一問(wèn)題呢？我們可以在柔性的總裝裝配線上，實(shí)施統(tǒng)一的總裝主零件裝配順序， 并采用統(tǒng)一的裝配方法。譬如，我們目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了由同一名操作者在同一個(gè)工位用同一把工具安裝同樣數(shù)量的緊固件，將不同車(chē)型的儀表板總成安裝到不同車(chē)型上。通過(guò)這種柔性化的工藝模式，不但顯著提升了生產(chǎn)效率，也大大降低了制造成本。

為實(shí)現(xiàn)這種柔性化生產(chǎn)模式，需要我們工藝開(kāi)發(fā)工程師在項(xiàng)目前期，就預(yù)先設(shè)定好每個(gè)新車(chē)型零件的安裝順序（這一工藝順序符合統(tǒng)一的總裝主零件裝配順序），并將這一工藝順序在新車(chē)型零件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)前就傳遞到新車(chē)型產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部門(mén)。同時(shí)，在新車(chē)型SE 裝配仿真分析時(shí)，也始終將實(shí)施統(tǒng)一的總裝主零件裝配順序放在工藝開(kāi)發(fā)的首位。如果工藝開(kāi)發(fā)工程師發(fā)現(xiàn)新產(chǎn)品的工藝順序與預(yù)先設(shè)定的工藝順序不一致，就需要和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工程師研究，適當(dāng)改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，以滿足預(yù)先設(shè)定的“總裝主零件裝配順序”。

結(jié) 束 語(yǔ)

通過(guò)以上幾個(gè)案例，我們可以看出，總裝工藝與整車(chē)的成本有著密切的關(guān)系。我們?cè)诠に囬_(kāi)發(fā)時(shí)，不但需要關(guān)注工藝的可制造性，也需要關(guān)注不同工藝對(duì)整車(chē)成本的影響。在新車(chē)型前期工藝開(kāi)發(fā)過(guò)程中，如果我們能發(fā)揮創(chuàng)造性的思維，不斷總結(jié)工藝案例，挖掘改進(jìn)點(diǎn)，并結(jié)合新的制造裝配技術(shù)，就可以將現(xiàn)有的工藝持續(xù)優(yōu)化，制造出更具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。