摘要：近几年, 国内外有着诸多模块化生产的案例值得借鉴, 在模块化总装的不断推行下, 许多厂商的技术创新中心都转移到了模块制造创新方面, 供应商也开始参与汽车部分模块的设计以及工艺调整, 整车开发效率得到提升, 成本也得到了有效控制。同时汽车制造厂商的采购中心也在朝着模块化的方向偏移, 种种现象构建出了一个全新的汽车生产制造“业态”, 且在未来可预见的一段时间内都不会出现过大的变动。
关键词：汽车总装,模块化,生产制造,装配工艺
装配是汽车生产制造最后一个环节，这个环节作业质量、作业规程关乎着产品的最终质量、成本、性能。在汽车制造中，装配工作约占整个生产作业量的65%。汽车制造产品结构相对复杂，但是在装配的过程中存在诸多重复作业内容，这些重复性的工作就在一定程度上降低了生产效率，降低了生产制造的灵活性。因此，需要实现汽车总装的模块化生产作业，提高总装的效率为以及质量。
1 汽车总装模块化的概念
传统的汽车总装过程并没有涉及到“模块化”的相关概念，生产过程体现出极强的“流程性”。而相较于传统的“流程化”总装，模块化生产是一个相对新颖的理念。“模块”是指产品的一部分，它代表了产品的一部分功能，且能够和其他“模块”相互连接，可在同一个产品框架中，实现互换、重用等。模块是模块化制造实现的基础，它具有以下两个方面的特征： (1) 模块相较于零件来说更为独立，能够实现对模块的单独设计、制造，又能够装配在原有的产品体系中； (2) 模块需要适应不同产品的需求，通过规范的、统一的尺寸、接口，实现模块之间的互换，以让模块满足更多产品装配的需求[1]。
通过分析“模块”的特征，能够看出模块和传统零部件之间的差异，因模块本身具有一定的独立性，所以即便是脱离了总装线，它本身也能够单独存在，所以模块的组装可脱离总装线[2]。而传统的零部件，必须在总装线中才能完成生产，而相对来说，以模块化的方式装配出来的汽车产品，体现出以下两个方面的特征： (1) 能够通过更换模块，构建出不同的产品，让客户的需求得到满足； (2) 新产品的开发可利用现有的模块，让物资资源、服务资源、设计资源得到充分的利用[3]。
自上世纪五十年代起，随着自动化生产、精益制造的推行，汽车生产制造就逐步实现了标准化生产、规范化生产，为进一步推动行业发展，各大厂商开始应用同一种部件、零件，这就大幅度降低了汽车的生产制造成本以及后期的运维成本，这也是如今“私家车”能够走进千家万户的主要原因。同时，随着自动化控制技术、计算机技术的发展，汽车生产制造状态更加集约，自动化生产特征越发明显[4]。而近几年，迫于激烈的市场竞争，许多厂商都在新的生产制造模式。如，丰田、本田、三菱等等日系汽车生产厂商，试图以“ECU”为核心，构建出一个涵盖更多控制功能的模块，并让“ECU”模块成为所有汽车的标准件；宝马、奔驰等厂商，却在不断探寻配件之间的对应关系，如构建车门模块、底盘模块、动力模块等，让总装的生产流程得到优化。这两种模式形成了两种截然不同的生产业态，但均为模块化制造在汽车总装中的应用提供了新的思路[5]。
2 模块化技术在汽车总装中的应用优势
反观传统的汽车总装生产线，不难发现，总装线上涵盖的零件种类比较多，且在装配的过程中存在诸多重复性的动作，整个生产过程构成了一个“线性”的生产模式。而模块化的装配生产，则将传统的“总装”生产线，根据“模块”的构成，划分为了不同的生产线，进而实现并行化、扁平化的生产，从而让装配效率得到有效提高。相较于传统的“线性”总装生产模式，模块化生产可以委托供应商生产或者在一个相对独立的空间中进行，主线上的设备、人员大大减少，同时装配效率大幅度提升[6]。
从成本的角度来看，其实模块化生产并不能减少汽车的直接生产成本，但是模块化生产却能够为汽车生产制造带来诸多优势。如，模块化的生产，生产区域的布置更加灵活；模块化的生产装配线、生产规程更容易调整；模块化生产的过程更容易优化，重复性的动作可大幅度减少；通过采用旧产品的模块，新型产品的开发成本可得到有效控制；能够根据市场需求，合理调整模块构成，从而让产品生产制造体现出更强的灵活性、个性。
3 模块化技术在汽车总装中的应用
3.1 工艺特征划分
所有构成汽车产品的零件都可以提炼出一系列和装配相关的特征，装配特征可根据零部件自身的特点，区分为操作方式、工艺装备信息，如电装、钳装等等，同时还可在这个基础上细化为吊装、钳装等等。可利用相似的操作特征，实现对零部件的有效归类，以此为基础，其相似度就可作为汽车模块划分可行性的参考依据。模块化技术在汽车总装中的应用就需要充分考虑到这一点，尽可能的优化模块划分，优化生产过程，避免模块的独立生产降低生产效率。同时，还要对零件之间的相互关系进行区分，按照装配的过程，结合其关系变化，将一部分零件整合为一个装配单元。
3.2 构建数据库
数据是实现模块化生产的基础，技术人员根据已经识别出的装配特征编制装配工艺文件，然后通过层层审核，将工艺文件上传至同一个数据库，在划分装配单元的过程中，数据库中的文件就可作为参考依据，技术人员根据装配特征查询文件，并在未来的实践中不断完善相关数据。由图1所示，数据库的构建需要经过层层审核，这样才能够保证数据工艺数据文件的合理性、规范性、可用性。
3.3 模块化工艺确定
为保证模块化的合理性，保证工艺的准确性，必须合理的对数据库中的内容进行检索。首先，需要根据模块、零件组成的特征以及特殊工艺要求为标准值作为检索骨架，然后以各个装配流程节点的内容作为典型依据，最后再逐步完善细节内容。模块化的工艺确定，要保证各个装配零件之间的相似性、匹配度，在这些值达到标准时，才能够构建相应的模块，从而让装配的效率得到提升。
通常来说，汽车生产总装模块化工艺设计流程为：分析装配目标信息→编写工序内容→工艺可行性识别→数据库维护→模块完善→单独装配单元流程规划。举个例子，某汽车厂商在规划生产制造模块的过程中，以汽车各部分的结构为基础，对比相应的装配工艺差距，在确定工艺方法可行性后，划分了各个装配单元，发动机、悬挂、变速器、底盘构成了一个单元，同时模块化生产的工艺得到了优化，装配规程得到调整，最终装配效率得到有效提高。
结束语
综上所述，模块化技术对于汽车生产制造来说意义重大，能够有效提高汽车生产制造的效率，让汽车生产制造厂商的成本得到有效控制。广大从业者对此要有足够的认识，并在实践的过程中不断完善，以促进汽车生产制造行业的进一步发展。
参考文献
[1] 王秀新, 张迎昭, 康育彰.解读模块化装配生产在汽车总装工艺中的应用[J].中国科技投资, 2017 (24) .
[2]张华光.汽车总装工艺技术应用及发展趋势[J].山东工业技术, 2018.
[3]刘其荣.麦弗逊式前独立悬架模块化装配的应用[C]//第十四届河南省汽车工程科技学术研讨会.
[4]张丽珍, 邵祺, 杨加庆, 等.汽车装配标准工时设计中模块化设计方法的研究[J].现代制造工程, 2017 (5) .
[5]龙云.试论模块化技术在汽车总装工艺的应用[J].时代汽车, 2017 (2) :39-40.
