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摘要：在汽车总装生产线的设计过程中，再好的生产通过性、生产线布局，都需要合理的工艺流程来匹配，才能发挥最大效能。伴随着市场、技术及政策导向等多方面因素的推动，汽车总装工艺技术向着模块化、自动化、柔性化、人性化、智能数字化的趋势发展。与之匹配的汽车总装工艺流程也会产生变革性变化。
关键词：汽车；总装工艺；流程设计
引言：
总装工艺人员在进行工艺流程设计时，要综合考虑企业自身定位、生产车型的复杂程度、当前工艺技术水平、生产纲领要求、法规限制及成本投入，也要提高新技术新材料的运用，配合数字化工厂仿真，形成最优的工艺流程。提高产品研发和工艺流程编排的进度，减少试制过程和后续技术改造成本，从而缩短生产线的长度，减少总装车间的面积，提高生产线的柔性化和扩展性。
1 汽车总装工艺概况
汽车装配是把所需要合格的零部件，按照规定的标准，按要求组合成整车，严格的检测装配的每个环节，保证整个工艺过程合格化。汽车总装主要包含发动机的装配、变速箱和底盘的装配以及车身等重要零部件的装配。按其功能划分为组合件、部件和总成等不同类型的装配单元。由于汽车零件种类和数量都很多，从而加剧了整个汽车的装配过程复杂化。近些年来，汽车制造业得到了很好的发展，汽车的种类不断增加，功能越来越多，对汽车性价比，功能，和外观等要求也越高，汽车安全性、动力性、舒适性等方面成为人们追求的目标。
2 汽车总装工艺流程
汽车总装工艺作业流程主要分为内外饰线、底盘线、最终线、分装线、检测线及终检线。总装工艺流程设计需要考虑生产线通过性（如空间、设备、工装及安全等方面）、产线布局（如工位数量、工位节距、节拍及仿真技术等）及工艺技术（如装配特性、扭矩、加注及工艺设备水平等）三方面。合理的工艺流程设计可以在控制成本的前提下，使产线具有更好的柔性和适应性，进而决定着汽车制造商的生产能力、产品质量、成本控制及工艺技术水平等。随着制造工艺技术的发展，汽车总装工艺流程的设计向着自动化、模块化、平台化、标准化、智能化及人性化的趋势发展，这也是企业快速响应市场，提高竞争力和降低生产成本的战略选择。
2 汽车总装工艺流程设计要点
2.1 流程设计参考要素
工艺流程设计要参考企业的生产车型的复杂程度，诸如车型的产品特点、档次、零部件模块化程度、生产线工艺水平、工艺技术能力等因素；零部件总成彼此装配关系和产品技术条件；生产纲领和节拍要求；法规限制级企业资源能力等；形成最优的工艺流程，从而达到车间工位数量最少，缩短生产线的长度，减少总装车间的面积，提高生产线的柔性化和可扩展能力。
2.2 工位劃分
汽车总装生产线主要分为内外饰线、底盘线、最终线、分装线。工序排布要参考生产线的布局特点，根据整车BOM表信息，按照结构特点将整车各系统合理分布到各段生产线，再以零部件总成为单位合理编排到各工位。
2.3 工序排布顺序
根据各零部件的装配关联性和产品属性层级合理设定装配顺序。一般按照串联或并联的装配属性、上下先后顺序、由内至外的覆盖层级进行逐层覆盖性装配，同时考虑避免工序作业干扰，以及预留检验工序。
2.4 零部件总成集中装配
混线生产中，将各车型的相同零件总成布置到相同的工位上装配，例如前后悬架、前后保险杠等。将系统零件安排在同一工位进行集中装配，提高装配效率，可以很好地防错和提高物流便利性，避免错、漏装发生，利于质量控制。
2.5 独立工序工位原则
部分独立工序为了保证装配质量，从物料配送及生产安全角度考虑，通常不会与其他工序关联，该工位不宜规划其他装配内容，基本原则是占用独立工位来完成。
2.6 力矩管理
力矩是总装工艺中最重要的工艺质量参数之一，尽量采用高精度拧紧设备。工艺流程原则上尽量设计为：同一工位上1名员工只使用1种拧紧工具进行1种力矩值或同种规格螺栓的多个标准件拧紧作业。减少套筒更换工序，不允许人员使用超过2种拧紧设备。对于1把高精度伺服电动拧紧工具需要拧紧不同规格和力矩值的作业，必须增加防错和记数等追溯功能装置。结合生产车型的标准件类型和数量、力矩值大小，考虑工序内标准件力矩和对边尺寸的统一。在不影响产品性能的前提下，将工艺力矩进行整合，从而达到减少标准件种类，减少使用工具种类的目的，使装配达到最佳的简量化。
2.7 模块化装配
尽量采用模块化技术装配，汽车总装模块化生产可以显著缩短生产线长度、降低总装工艺复杂性、缩小工厂规模，提高生产线柔性化。例如没有采用模块化的情况下，装配冷凝器、散热器、防撞梁、前组合灯总成、机盖锁等工序内容至少需要6个工位，采用前端化技术装配，只需要1个工位就可以完成前端模块的装配，显著减少工位长度和装配难度。目前可实现的总装模块化主要有前端模块化、车门模块化、底盘模块化、顶棚集成化、油箱集成化、IP模块化、车轮模块化等。
2.8 延迟排布
考虑在线维修和生产掉线的突发情况，对于装配关系存在先后串联属性的较大零部件，至少隔开一个延迟工位进行排布。比如天窗与顶棚的装配关系为先后串联属性，虽然必须先装配天窗总成后才能装配顶棚，但是在工艺流程设计时，一般要求顶棚总成与天窗总成至少错开一个工位的延迟距离，是为了预防天窗装配出现质量问题或装配人员跟不上生产节拍掉线，留给响应人员在线处理问题的时间。
2.9 生产线平衡
生产线均衡的目的是在满足约束状态下使特定目标函数最大化或最小化。目前普遍认为总装工艺流程平衡性（ALB）的问题主要分为3大类：生产纲领确定了生产节拍大小，求最少生产线工位的问题；生产纲领确定了生产线工位数量，求最小生产节拍的问题；生产线工位数和生产节拍都确定了的情况下，求混线车型之间生产的负荷均衡性问题。优化生产线平衡的方法主要有5M法，从人、机、料、法、环5个环节入手改善。以及ECRS法，即取消、合并、重排和简化，从改善作业手法角度上优化生产线平衡。
2.10 设备共用率
多品种混线的生产线，通用设备占总设备的比例，是评价混流生产线经济性与柔性化能力的重要指标。第一，对于发动机分装及合车的工装设备，必须设计成柔性化通用工装，以满足多个不同动力配置的装配。第二，对于诸如仪表总成、前端模块、车门模块等的助力机械手，尽量采用通用的夹持孔和定位销，以达到一套助力机械手满足不同车型的装配需求。第三，不同车型的各种油液加注口设计上要保持一致，才能满足加注设备的共用。第四，标准件规格及对边尺寸尽量采用国标的产品，减少非标设计，达到减少拧紧工具种类，减少设备采购费用。
2.11 功最小原则
从价值流的理念出发，工艺流程设计目标函数是在一定节拍条件下使各工位非增值时间总和最小或增值时间总和最大。物流配送过程不增加增值属性或任何附加值，因此物流运输距离要短，搬运量要小。尽量采用SPS物流模式，减少人员走动时间及物料搬运时间。
结束语：
科学技术的进步促进汽车总装工艺的不断发展，从而不断提高了汽车制造的质量。为使汽车获得良好的使用性能，除在设计、零件制造精准方面改进外，装配工艺也是很重要的因素之一，需要有良好装配精度，合理的装配工艺设计，对汽车产品实行全程质量控制。我国汽车要不断发展和创新汽车装配工艺，提高汽车生产质量，推动汽车行业健康发展，保证国产品牌汽车在激烈的市场竞争中处于不败之境地。
参考文献：
[1]尧佳宁.汽车总装工艺布局调整及改造的思考[J].科技经济导刊.2018（10）
[2]魏夫忠，崔永.基于汽车总装工艺技术应用趋势与研究[J].科学中国人.2016（30）
[3]陈平，谭志强，刘晓锋，赵东海，黄青斌，黄方怡.汽车总装工艺流程的设计[J].北京汽车.2016（05）
关键词：汽车；总装工艺；流程设计
引言：
总装工艺人员在进行工艺流程设计时，要综合考虑企业自身定位、生产车型的复杂程度、当前工艺技术水平、生产纲领要求、法规限制及成本投入，也要提高新技术新材料的运用，配合数字化工厂仿真，形成最优的工艺流程。提高产品研发和工艺流程编排的进度，减少试制过程和后续技术改造成本，从而缩短生产线的长度，减少总装车间的面积，提高生产线的柔性化和扩展性。
1 汽车总装工艺概况
汽车装配是把所需要合格的零部件，按照规定的标准，按要求组合成整车，严格的检测装配的每个环节，保证整个工艺过程合格化。汽车总装主要包含发动机的装配、变速箱和底盘的装配以及车身等重要零部件的装配。按其功能划分为组合件、部件和总成等不同类型的装配单元。由于汽车零件种类和数量都很多，从而加剧了整个汽车的装配过程复杂化。近些年来，汽车制造业得到了很好的发展，汽车的种类不断增加，功能越来越多，对汽车性价比，功能，和外观等要求也越高，汽车安全性、动力性、舒适性等方面成为人们追求的目标。
2 汽车总装工艺流程
汽车总装工艺作业流程主要分为内外饰线、底盘线、最终线、分装线、检测线及终检线。总装工艺流程设计需要考虑生产线通过性（如空间、设备、工装及安全等方面）、产线布局（如工位数量、工位节距、节拍及仿真技术等）及工艺技术（如装配特性、扭矩、加注及工艺设备水平等）三方面。合理的工艺流程设计可以在控制成本的前提下，使产线具有更好的柔性和适应性，进而决定着汽车制造商的生产能力、产品质量、成本控制及工艺技术水平等。随着制造工艺技术的发展，汽车总装工艺流程的设计向着自动化、模块化、平台化、标准化、智能化及人性化的趋势发展，这也是企业快速响应市场，提高竞争力和降低生产成本的战略选择。
2 汽车总装工艺流程设计要点
2.1 流程设计参考要素
工艺流程设计要参考企业的生产车型的复杂程度，诸如车型的产品特点、档次、零部件模块化程度、生产线工艺水平、工艺技术能力等因素；零部件总成彼此装配关系和产品技术条件；生产纲领和节拍要求；法规限制级企业资源能力等；形成最优的工艺流程，从而达到车间工位数量最少，缩短生产线的长度，减少总装车间的面积，提高生产线的柔性化和可扩展能力。
2.2 工位劃分
汽车总装生产线主要分为内外饰线、底盘线、最终线、分装线。工序排布要参考生产线的布局特点，根据整车BOM表信息，按照结构特点将整车各系统合理分布到各段生产线，再以零部件总成为单位合理编排到各工位。
2.3 工序排布顺序
根据各零部件的装配关联性和产品属性层级合理设定装配顺序。一般按照串联或并联的装配属性、上下先后顺序、由内至外的覆盖层级进行逐层覆盖性装配，同时考虑避免工序作业干扰，以及预留检验工序。
2.4 零部件总成集中装配
混线生产中，将各车型的相同零件总成布置到相同的工位上装配，例如前后悬架、前后保险杠等。将系统零件安排在同一工位进行集中装配，提高装配效率，可以很好地防错和提高物流便利性，避免错、漏装发生，利于质量控制。
2.5 独立工序工位原则
部分独立工序为了保证装配质量，从物料配送及生产安全角度考虑，通常不会与其他工序关联，该工位不宜规划其他装配内容，基本原则是占用独立工位来完成。
2.6 力矩管理
力矩是总装工艺中最重要的工艺质量参数之一，尽量采用高精度拧紧设备。工艺流程原则上尽量设计为：同一工位上1名员工只使用1种拧紧工具进行1种力矩值或同种规格螺栓的多个标准件拧紧作业。减少套筒更换工序，不允许人员使用超过2种拧紧设备。对于1把高精度伺服电动拧紧工具需要拧紧不同规格和力矩值的作业，必须增加防错和记数等追溯功能装置。结合生产车型的标准件类型和数量、力矩值大小，考虑工序内标准件力矩和对边尺寸的统一。在不影响产品性能的前提下，将工艺力矩进行整合，从而达到减少标准件种类，减少使用工具种类的目的，使装配达到最佳的简量化。
2.7 模块化装配
尽量采用模块化技术装配，汽车总装模块化生产可以显著缩短生产线长度、降低总装工艺复杂性、缩小工厂规模，提高生产线柔性化。例如没有采用模块化的情况下，装配冷凝器、散热器、防撞梁、前组合灯总成、机盖锁等工序内容至少需要6个工位，采用前端化技术装配，只需要1个工位就可以完成前端模块的装配，显著减少工位长度和装配难度。目前可实现的总装模块化主要有前端模块化、车门模块化、底盘模块化、顶棚集成化、油箱集成化、IP模块化、车轮模块化等。
2.8 延迟排布
考虑在线维修和生产掉线的突发情况，对于装配关系存在先后串联属性的较大零部件，至少隔开一个延迟工位进行排布。比如天窗与顶棚的装配关系为先后串联属性，虽然必须先装配天窗总成后才能装配顶棚，但是在工艺流程设计时，一般要求顶棚总成与天窗总成至少错开一个工位的延迟距离，是为了预防天窗装配出现质量问题或装配人员跟不上生产节拍掉线，留给响应人员在线处理问题的时间。
2.9 生产线平衡
生产线均衡的目的是在满足约束状态下使特定目标函数最大化或最小化。目前普遍认为总装工艺流程平衡性（ALB）的问题主要分为3大类：生产纲领确定了生产节拍大小，求最少生产线工位的问题；生产纲领确定了生产线工位数量，求最小生产节拍的问题；生产线工位数和生产节拍都确定了的情况下，求混线车型之间生产的负荷均衡性问题。优化生产线平衡的方法主要有5M法，从人、机、料、法、环5个环节入手改善。以及ECRS法，即取消、合并、重排和简化，从改善作业手法角度上优化生产线平衡。
2.10 设备共用率
多品种混线的生产线，通用设备占总设备的比例，是评价混流生产线经济性与柔性化能力的重要指标。第一，对于发动机分装及合车的工装设备，必须设计成柔性化通用工装，以满足多个不同动力配置的装配。第二，对于诸如仪表总成、前端模块、车门模块等的助力机械手，尽量采用通用的夹持孔和定位销，以达到一套助力机械手满足不同车型的装配需求。第三，不同车型的各种油液加注口设计上要保持一致，才能满足加注设备的共用。第四，标准件规格及对边尺寸尽量采用国标的产品，减少非标设计，达到减少拧紧工具种类，减少设备采购费用。
2.11 功最小原则
从价值流的理念出发，工艺流程设计目标函数是在一定节拍条件下使各工位非增值时间总和最小或增值时间总和最大。物流配送过程不增加增值属性或任何附加值，因此物流运输距离要短，搬运量要小。尽量采用SPS物流模式，减少人员走动时间及物料搬运时间。
结束语：
科学技术的进步促进汽车总装工艺的不断发展，从而不断提高了汽车制造的质量。为使汽车获得良好的使用性能，除在设计、零件制造精准方面改进外，装配工艺也是很重要的因素之一，需要有良好装配精度，合理的装配工艺设计，对汽车产品实行全程质量控制。我国汽车要不断发展和创新汽车装配工艺，提高汽车生产质量，推动汽车行业健康发展，保证国产品牌汽车在激烈的市场竞争中处于不败之境地。
参考文献：
[1]尧佳宁.汽车总装工艺布局调整及改造的思考[J].科技经济导刊.2018（10）
[2]魏夫忠，崔永.基于汽车总装工艺技术应用趋势与研究[J].科学中国人.2016（30）
[3]陈平，谭志强，刘晓锋，赵东海，黄青斌，黄方怡.汽车总装工艺流程的设计[J].北京汽车.2016（05）