同步工程是對產(chǎn)品開發(fā)及其相關(guān)過程（制造和支持等）進(jìn)行集成、并行的系統(tǒng)化工作模式.而總裝同步工程（SE）是汽車開發(fā)過程中，總裝工藝參與設(shè)計開發(fā)并與之同步的過程，主要針對裝配數(shù)模、生產(chǎn)線、設(shè)備以及裝配過程進(jìn)行工藝方面的分析，為設(shè)計提供可行的工藝設(shè)計變更。其主要目的是對于產(chǎn)品設(shè)計存在的問題在圖樣設(shè)計、數(shù)模生成階段進(jìn)行審核，預(yù)先對在工藝實施時可能出現(xiàn)的問題點采取改善措施，使新車型具備生產(chǎn)可行性、設(shè)備工具兼容性等。
以下是來自東風(fēng)汽車技術(shù)中心的高級工程師的經(jīng)驗總結(jié)。從通過性分析、工藝流程設(shè)計、裝配性分析與設(shè)計、裝配質(zhì)量分析等幾個方面，在總裝工藝設(shè)計階段，對產(chǎn)品設(shè)計展開的總裝同步工程分析與設(shè)計的內(nèi)容進(jìn)行介紹，制定優(yōu)化的工業(yè)化設(shè)計方案。相關(guān)思路和經(jīng)驗之談希望對從事相關(guān)工作的小伙伴們有所幫助。
為滿足總裝車間多平臺車型的混流生產(chǎn)，需在新車型上線前進(jìn)行生產(chǎn)線通過性分析，以便設(shè)計師在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計時能考慮到多品種混流生產(chǎn)的實際需要，總裝通過性分析分為生產(chǎn)線通過性分析和設(shè)備通用性分析。
1.生產(chǎn)線通過性分析與設(shè)計
由于新車型車身結(jié)構(gòu)尺寸與現(xiàn)生產(chǎn)車型有差異，導(dǎo)致車身在生產(chǎn)線上的定位點、支撐點等均有變化，在進(jìn)行新車型生產(chǎn)線通過性分析時，應(yīng)考慮對車身在生產(chǎn)線的關(guān)鍵定位點尺寸進(jìn)行限定，對車身在生產(chǎn)線上的支撐定位進(jìn)行運(yùn)行模擬，包括PBS臺車通過性校核、內(nèi)飾線滑板通過性校核、底盤線吊具通過性校核、轉(zhuǎn)掛支撐通過性校核等。在確保滿足車身穩(wěn)定性的情況下，達(dá)到各車型混流生產(chǎn)的目的，對于支撐定位與現(xiàn)生產(chǎn)有差異之處，應(yīng)及時提出設(shè)計更改或進(jìn)行生產(chǎn)線適應(yīng)性改造。
某車型底盤線吊具通過性同步工程設(shè)計方案如下：
（1）吊具主體結(jié)構(gòu)不動，改造底盤線吊具前端、后端的左右支撐，包括金屬支撐和聚氨酯塊。
（2）前端支撐的聚氨酯塊重新制作并更換，聚氨酯塊前端缺口不動，后端缺口補(bǔ)全。
（3）后端聚氨酯塊需局部增高20mm，并保證增高的支撐不能干涉BF、A60車型的側(cè)包圍護(hù)板。
某車型內(nèi)飾滑板同步設(shè)計方案：
由于車身安裝于內(nèi)飾滑板支撐上，測量出車門門檻距內(nèi)飾滑板高度為731mm，比現(xiàn)生產(chǎn)車型高出50mm，且后支撐不能完全貼合車身底部，為使內(nèi)飾滑板支撐能同時適配該車型和現(xiàn)生產(chǎn)車型，將前后端支撐高度降低50mm，在原有的金屬桿上設(shè)計金屬支撐，用于支撐圖示縱梁部位。
2.設(shè)備通過性分析與設(shè)計
同步工程設(shè)計時，應(yīng)考慮柔性化混流生產(chǎn)的需要，以達(dá)到設(shè)備對于各車型的共用性。
（1）氣密檢測及加注設(shè)備對于汽車制動液、冷卻液、制冷劑等管口有匹配性要求，設(shè)計時應(yīng)考慮將加注壺口尺寸保持與設(shè)備一致。
（2）總裝機(jī)械手夾持設(shè)備對于一些質(zhì)量大的零件的尺寸或者定位有要求，如備胎輪輞尺寸、蓄電 池的外廓尺寸以及儀表總成橫梁左右側(cè)定位形式等。
（3）總裝涂膠機(jī)設(shè)備對于風(fēng)窗玻璃外廓尺寸有匹配性要求，對于有三角窗設(shè)計應(yīng)增加三角窗定位夾具，并對涂膠程序進(jìn)行適應(yīng)性改造。
同步工程設(shè)計時將零件的設(shè)計與生產(chǎn)設(shè)備相匹配，確保設(shè)備的通用性，可以避免增加新設(shè)備或者舊設(shè)備改造，大幅度降低工業(yè)化成本。如圖所示的某車型制動液加注設(shè)備匹配性校核，確保加注口尺寸規(guī)格與現(xiàn)生產(chǎn)統(tǒng)一，加注設(shè)備運(yùn)動軌跡與環(huán)境無干涉。
裝配工藝流程設(shè)計是根據(jù)零件之間的裝配關(guān)系、生產(chǎn)線設(shè)備布置、裝配操作性等各種因素，定義出最優(yōu)化的工藝方案，根據(jù)較為完整的設(shè)計，以整車為對象，結(jié)合現(xiàn)生產(chǎn)布置要求，制定詳細(xì)的總裝裝配工藝流程（如下圖）。
編制總裝裝配工藝文件。裝配工藝順序設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：
（1）裝配順序合理性。根據(jù)零件裝配的先后順序、零件間的覆蓋關(guān)系，制定合理的工藝流程方案。
（2）裝配工位統(tǒng)一性。對于同一種類型的零件，應(yīng)盡量達(dá)到工位統(tǒng)一，對于設(shè)備限定的零件，如前后風(fēng)窗玻璃、動力總成、燃油箱總成和輪胎等，則須由設(shè)備所處位置確定其安裝工位。
（3）裝配位置便利性。工藝設(shè)計時應(yīng)先確定零件安裝點（車身底部、頂部、艙內(nèi)和側(cè)部等），不 同的安裝位置對工人操作高度是有要求的，如排氣管零件安裝于車身底部，屬于高位裝配，工位應(yīng)安排在底盤流水線上。地毯總成安裝于座艙內(nèi)，屬于低位裝配，應(yīng)安排在內(nèi)飾流水線上。
1.裝配空間校核
產(chǎn)品設(shè)計過程中各零件為獨立系統(tǒng)設(shè)計，為防止各零件裝配過程中有干涉或空間不足的情況，應(yīng)對零件裝配空間進(jìn)行校核，如雨刮電動機(jī)總成的裝配，應(yīng)校核其裝配時與周圍環(huán)境件的位置關(guān)系，模擬零件裝配過程，避免其放入時與環(huán)境件干涉。
2.作業(yè)便利性分析
同步工程設(shè)計過程中提前考慮零件裝配的便利性，主要在以下方面：
（1）產(chǎn)品的安裝固定方案設(shè)計應(yīng)簡便合理，避免作業(yè)員在艙內(nèi)艙外、車前車后來回作業(yè)。
（2）產(chǎn)品的裝配位置設(shè)計應(yīng)具備可視性和可操作性，避免盲操作或手工操作空間不足的情況。
（3）產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)考慮人機(jī)工程學(xué)因素，避免作業(yè)員彎腰、扭曲、仰視、趴伏等不良作業(yè)姿勢，針對零件設(shè)計來分析其裝配的便利性，并提出同步反饋建議，如電動助力轉(zhuǎn)向ECU支架的設(shè)計，其安裝位置靠近儀表板內(nèi)，須要手工操作扶持零件進(jìn)行裝配，操作工操作過程中身體彎腰扭曲，裝配困難，而通過同步工程反饋采用自帶卡爪的固定形式對其進(jìn)行預(yù)固定，能有效地解決安裝困難的問題。
3.工具工裝選擇與設(shè)計
（1）工具的選擇與校核。工具的規(guī)格（套筒的規(guī)格、緊固工具的選用等），合理地選用工具能有效避免干涉及安裝困難問題。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件的不同確定總裝套筒工具外徑尺寸，如M6對應(yīng)規(guī)格H10的套筒，M8對應(yīng)規(guī)格H13的套筒等。根據(jù)力矩值大小確定緊固工具的類型及規(guī)格，一般大于10N·m選用氣動工具。小于10N·m選用電動工具。氣動工具隨著其定義力矩值越大，所選氣動工具的外廓尺寸也會更大，根據(jù)緊固工具使用空間的不同，可以選用適當(dāng)尺寸的套筒或者緊固工具，可采用CATIA建模形式，對于不同規(guī)格的工具進(jìn)行模擬裝配，以確定最佳尺寸規(guī)格的工具。工具使用過程中與產(chǎn)品干涉，且無合適工具時，應(yīng)考慮同步反饋提出裝配空間，更改產(chǎn)品設(shè)計，以滿足裝配需求。
（2）工裝的分析與設(shè)計。對于一些制造精度或者裝配精度難以達(dá)到要求的位置，則需設(shè)計采用合理的輔助工裝定位，關(guān)鍵件的分裝也需要有足夠精度的定位，遵循六點定位原則。設(shè)計工裝的同時，可同步反饋向產(chǎn)品設(shè) 計部門提出輔助定位孔或定位銷設(shè)計，以保證總裝裝配精度。
4.防錯特性校驗
產(chǎn)品設(shè)計外形相似或一樣，但安裝車型及位置不一樣，容易造成裝配錯誤，這種在車型混流生產(chǎn)中尤為突出，因此，在產(chǎn)品設(shè)計過程中應(yīng)同步分析其防錯特性，包括零件與零件之間的防錯或零件自身防錯設(shè)計，如暖風(fēng)進(jìn)出水管，進(jìn)出水管結(jié)構(gòu)尺寸一致，單裝配位置不同，可采用標(biāo)識防錯。
5.標(biāo)準(zhǔn)件、力矩統(tǒng)一設(shè)計
車型混流生產(chǎn)中對工具的統(tǒng)一性要求更高，新車型同步工程設(shè)計過程中，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)生產(chǎn)裝配工藝，在滿足設(shè)計強(qiáng)度條件下，盡量與現(xiàn)生產(chǎn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)件和安裝力矩設(shè)計，以減少工具切換及標(biāo)準(zhǔn)件錯裝概率。如ABS管路設(shè)計（見下圖），有8個分裝管路連接點，若螺母和力矩均不統(tǒng)一則須至少兩把力矩扳手，若各車型螺母和力矩均不統(tǒng)一，工具的使用和切換更復(fù)雜，將大幅度降低作業(yè)效率。
6.裝配模塊化設(shè)計
在產(chǎn)品設(shè)計初期階段，應(yīng)明確各產(chǎn)品的工藝路線，根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計及生產(chǎn)線工藝現(xiàn)狀，同步提出工藝合件申請要求，如門護(hù)板工藝合件、保險杠工藝合件、儀表工藝合件等，提高產(chǎn)品模塊化程度，可減小線邊分裝面積，提高生產(chǎn)效率。如圖所示，某車型前級排氣管和中段排氣管連接，連接處螺母距離排氣管本體過近，螺母緊固工具操作空間不足，采用線下裝配方式須布置零件存儲區(qū)和裝配區(qū)，占用大量線邊面積，同步反饋提出排氣管以合件供貨，有效解決了該問題，提高線邊利用率及裝配效率。
產(chǎn)品裝配質(zhì)量分析包括密封性分析、異響傾向性分析、保安防災(zāi)校驗等三方面。
1.密封性分析
新車型在進(jìn)行密封性能同步工程設(shè)計中，應(yīng)重點關(guān)注水密件如密封條、防水膜、天窗、排水管等，對于有水密風(fēng)險的項目應(yīng)同步反饋設(shè)計，提出改善方案。如某線束卡扣固定在車門內(nèi)板孔中，應(yīng)對線束卡扣增加防水墊片設(shè)計，防止淋雨過程中水從鈑金孔與卡扣之間縫隙中流入。如某車型在經(jīng)過暴雨淋雨時，水流易沿著鈑金在拐角處通過密封條滲到車內(nèi)，為了更好地將備胎槽密封條內(nèi)部的雨水及時倒出，在背門密封條上增開排水槽設(shè)計，可有效防止漏水問題。
2.異響傾向性分析
某車型在進(jìn)行異響同步工程設(shè)計中，發(fā)現(xiàn)行李箱支撐板采取的是兩點定位，行李箱護(hù)板與鈑金間未采取有效的隔音措施，經(jīng)過同步工程反饋后將行李箱支架板由兩點定位改為三點定位，消除可能的異響，在行李箱護(hù)板與鈑金間增加墊塊，可以有效消除間隙，避免異響。
3.保安防災(zāi)校驗
保安防災(zāi)涉及人身安全項，同步開發(fā)階段應(yīng)對可能造成安全風(fēng)險的因素進(jìn)行重點管控，制定改善對策，一些狀態(tài)易發(fā)生變化的零件，如線束、管路等，應(yīng)嚴(yán)格控制其與車身或環(huán)境件的距離，同步校驗和預(yù)判其運(yùn)動包絡(luò)，設(shè)計有效距離和定位方式，避免因狀態(tài)位置發(fā)生變化而導(dǎo)致線束割破、管路破損等安全問題。
產(chǎn)品設(shè)計階段，總裝同步工程分析與設(shè)計工作尤為重要，在產(chǎn)品設(shè)計中，既要保證設(shè)計產(chǎn)品定義，又要最大限度地滿足工藝制造需求，產(chǎn)品設(shè)計和工業(yè)化兩方面是相輔相成的?？傃b同步工程是一個龐大的系統(tǒng)工程，包含的內(nèi)容很多，涉及的業(yè)務(wù)內(nèi)容方方面面，只能不斷摸索，及時進(jìn)行經(jīng)驗總結(jié)。
在產(chǎn)品開發(fā)初期階段針對總裝同步工程進(jìn)行分析研究，制定更為優(yōu)化的工業(yè)化設(shè)計方案，可大幅降低總裝工業(yè)化的工具、設(shè)備及人力資源的投資成本，縮短車型開發(fā)周期，同時為后續(xù)車型的柔性化生產(chǎn)提供項目經(jīng)驗和工藝基礎(chǔ)。
（汽車工藝師原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請注明出處。）
微信編輯：Lemon
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