硕士学位论文
汽车总装柔性化生产线的设计 姓名：马文书
申请学位级别：硕士 专业：工业工程 指导教师：尹文生;方文
20051029
摘 要
近几年，中国蛉汽车工业先经历了“井喷”式的发展，汽车供不应求，露后汽 车库存增加，车价降低，供大子求，市场低臻。汽车生产厂家的利润极大地降低，
众多厂家出现了亏损，开始积极探索降低成本的各种方法，从原有的单一品种的刚 性生产方式向多晶秘憋黍性化生产方式进行转变。冠时为瀵足多样纯的露场需求，
企韭需鼹生产出各种各样的汽车，探索多品种粱性亿生产方式是现在也楚未来汽车 厂家的研究目标和方向。
本文放被龙汽攀育鼹公司总装生产的琨场实际出发，磺究汽车总装豢性优生产 方式，如采将整个的柔性化生产系统看作一个“过程”的话，对总装的生产特点、
柔性化生产方法和成本效益的分析是技术的支持；对总装的最主要的设备——汽车
｛《ｌ送系绫进行鲍柔热纯设诗，使输送设备可竣邀赝有汽车蔻“过程的输入”；两对 汽车生产目标工艺流程的设计，使多车型可柱一条生产线进行柔性化生产是“过 程”，对汽车柔性化生产过程的物流和质量控制系统进行的设计，保证系统能生产 出合格瓣产罴是“过瑕豹输出”。遥过上述凡方巍戆总装生产系统重瑟柔瞧伲没诗，
使在一条生产线上可同时混线生产６种车型６１种品种的汽车。
关键镄：柔洼诧生产工艺滚程 准薅亿物流 质量控澍
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｃｈｉｎｅｓｅ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ协ｄｕｓｔｒｙ ｈａｓ争ｅａｔｌｙ ｄｃｖｅｌｏｐｅｄ，ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｓｕｐｐｌｙ ｆｅｌｌ ｓｈｏｎ ｏｆ
ｄｅ燃ａ萎ｄ撼２∞３，ｌ隧主珏２∞莲瞧ｅ撙袅癜ｅ岫建ｓ｛Ｂｃｒｅａｓ嚣ｄｓｌｏｗｌｙ，ｓＨｐｐｌｙ ｏｘｃｅｅｄｅｄ ｄｅ爨ａ蘸建，
ｐｒｉｃｅ ｆｅｌｌ，ｔｌｌｅ ｐｒｏｆｉｔｆｅｌｌ ｍｕｃｈ，ａｎｄ ｍｏｒｅ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｐａｌｌｉｅｓ ｓｕ甑ｒａ ｌｏｓｓ．Ｔｈｅ ｍａｒｋｅｔ
ｃ㈣ｐ滋黼ｉｓ Ｖ懿ｙ氟。鼍．熟ｅａ珏缸勰鑫始毽ｂｅ鬈ｉ珏论ｓ融田｜ｅｃ酞ｉｑ珏ｅ蕊ｆｌｃｘ南｜ｅ巾砌蠢ｃ耄垂ｏｎ
ａＩｌｄ ｈｏｗｔｏｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃｏｓｔ，ⅣＤｄｕｃｅ ｍｏｒｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆｖｅｈｊｄｅｓ ｉｌｌｏｎｅＩｉｎｅ ｆｏｒ ｍａｒｋｃｔ ｎｅｅｄ．
Ｔ飘ｅ ｍａｊｏｒ Ｓｕｂｊｅｄｏｆｔｈｉｓ ｍｅｓｉｓ ｉｓｔｏ ｓ锨ｄｙ ｍｅｔｅｅｈｎｉｑｕｅ ｏｆｎｅｘｉｂ蔓ｅ ｐｆｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｃｄｅｓｉｇｎ ｍｅ ｆｉｎａｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｌｉｎｅ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｍｏｒｅ赫ｎｄｓ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｉｎ ｏｎｅｌｉｎｅ ｏｎ蛾ｅ ｂａｓｅ ｏｆｔｈｅ ＯＩｄ五ｎｅ ０ｆＤｏＮＧＦＥＮＧ ＰＥＵＧＥＯＴ ＣｒＴＲＯＥＮＡＵＴｏＭＯＢＩＬＥ
ＣＯＭＰ［Ｕ盯
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ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｃｏｎｖｅｙ ｍｏｒｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｃａｒ ｉｓ ｔｈｅ ｉｎｐｕｔ；Ｒｅｄｅｓｉ朋ｉＩｌｇ ｍｅ ｓｔａｌｌｄａｒｄ ｐｒＯｃｅｓｓ ｏｆ ｍａｎｕｆａｃｌｕｒｅ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｄｎｇ ｍｏ比ｋｉｎｄｓ Ｏｆｃａｒ ｉｎ ｏｎｅ ｌｉＩｌｅ ｉｓ氆ｅ ｐｆＯｅｅｓｓ；Ｌａｓｌ ｓｔｔ｜ｄｙ ｈｏｗ ｔｏ ｃｏｎ舡脚ｌｏ毋８ｌｉｃｓ ａｎｄ ｑｕａｌｎｙ ｉｎ丑ｅｘｉｂｌｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ０ｆｄｅｆ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃ８ ｇｏｏｄ—ｑｕａｌ｛ｔｙ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｉｓ ｍｅｏｕｔｐｕｔ．Ｆｉｎａｌｌｙｔｈｅ ｆｉｎａｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａｂｋｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ６ ｓｅｒｉｅｓ．６ｌ ｋｉｎｄｓ ｏｆｃ鑫ｆａｆｔｅｆ ａｂｏｖｅ—ｍｅｎｔ主。咀ｅｄ撙ｏｄ掇ｃａｔ至ｏｎ。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｐｆｏｃｅｓｓ Ｊｕｓｔ ｉＩｌ ｔｉｍｅ ｌｏ西ｓｔｉｃ
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本人声臻辑量交瓣学蕴谂文是我令入焱导舞撂导下避行熬磅变王馋及取 得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的 个人秘集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明鲍法律结 果赉零入承据。
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日期： 口ｒ年Ｉ・月扩日
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学位论文作者箍名：易ｐ侈
毽翅： ４ｒ年￡々其≯爨
王绪论
１．１课题来源及研究意义
ｌ。ｌ。ｌ谦题亲滚及鹜景
本课题来源于神龙汽车有限公司，目的题在原总装生产线的基础一Ｌ厦新设计制 造工敬流程、生产流水线及相斑的的物流供应、质量控制，提井整个憨装生产线蛇 整体鬃性，实理多品种车壅戆鬈牲｛乏生产。
神龙汽车有限公司是中国东风汽车有限公司与法国雪铁龙汽车有限公司于１９９２ 年合资成立的，公司位于湖北武汉；其总装车间于１９９５年正式投产，生产雪铁龙 品簿豹ｚｘ（富袋）汽车，富壤汽车是十年汉来中国轿车行业的“老三样”之一，
在中国已生产销售了５０多万台。２００２年１０月２５日，为了适应中国市场的变化，
神龙汽车公司的申法双方的合馋伙伴加大合作的深度和力度，由中国糸风汽车公司 与法黼雪铁燕公司的合资合俸掇升为与法国ＰｓＡ标致雪钦龙集团的合资合作，提升 合资合作后，合资公司将实施“一个公司、两个品牌”的经营运行模式，同时生产 东风标致、东风誊铁龙“双品牌”的汽车，生产静车型鑫耱大大增加，２０雅年底公 司生产的６大车型，６１个品种（见表１．１掰示），并在戳届每年投产一敖新车垄。
袭１．１ ２００４年嫩产车型汇总表
鼙囊晶簿 车型系裂名称 车溅静类数量 装餐发动极蕊残
雷铁龙 富康 ７ ＴＵ３ＪＰ，ＫｒＵ５ＪＰⅨ
雪铁龙 富康９８８ １１
ＴＵ３ＪＰ瓜ｒｒＵ５ＪＰ／Ｋ
零铁龙 爱丽舍 １６ ⅡＪ５ＪＰ４，下Ｕ５ＪＰ瓜
霎镶龙 毕加索 ６ ＥＷｌ掰４
蓄铁龙 赛霸 ４ ＥＷｉ掰４
标敬 ３０７ １７ ＴＵ５ＪＰ４．ＦＷｌＯＪ４
合计 ６１
逡尼年寒孛嚣汽车泰场兹竞孥器霉激烈，其它公司瑟率整豹不颧箍滋镬薅龙汽 车公司也面临巨大的经营困难，公司必须快速推出新车，满足市场的需求，同时降
低成本，增强产品的竞争力。
囊予薪建一祭慧装车藏豹蔽资成本是５多亿元久爱鬃，爨霹是１８令劳，这些与 市场需求相矛盾，放为了适成公司的发展，特成立项目缎研究当前总装多品种柔性 化生产的相关技术，实现一条总装生产线鬃性化生产，尽快地推出新产品，同时对 柔馁像生产系统遂行磷究，魏鞭生产过翟羧锚，提舞夔令垒产系统豹鬃往纯承平，
提离产品质量和缴产效率，降低生产成本ｆ１”。
１．１０课题研究意义
中国汽车工媲在近几年辍快她发展，特剐是在２∞２、２００３年经掰“井喷”式发 展，轿车在的增长速度达到６０％以上，国外备大汽车公司都加大了在中国的投资，
著璞翅了在中国瓣生产车型，默德国大众汽车公司为铡，在１９９８年褥的两个中国 大众汽车公司１０年时间只生产“捷达”、“舆迪”、“桑塔纳”和“桑塔纳２０００”四 个率型，４条总数生产线，每条总装生产线只生产一种车溅，但在近几年里，投资 建设一汽大众＝厂窝上海大众三厂，隧续投羧了“宝来”、“裹乐夫”、“瑟遥”、“骥 萨特”、“波罗”、“途安”６大车型，几乎大众品牌的全部车型都在中嗣生产。
摄统计２００３年中国乘用车市场共投放了５０多种车型，中国汽车市场进入了疯 狂式瓣发震羧蔽。辫子汽车厂家寒浇，擎一攀登卖上凡卡年静瑷象己袋为历变，～
去不复返，过去的大批量单车裂生产模式已不能适应当前发展的要求，每一个中国 的汽车生产厂家都必须多品种生产，多品种经营，柔性化生产成为目前备汽车厂家 磺突瓣方淘。
粱性化生产可以带来如下的优点：
１）市场应变能力提高。在二十一世纪的市场环境下，竞争激烈，用户需求多样 纯，囊嗣户斡需求变证露，金攮只有及时魂调整产品，生产适销对路鹣产瑟，才鼹 在市场中立于不败。柔性化生产可实现在一条生产线上同时生产多品种车型，企业 可随时根据市场的需求调整生产的车型和产爨，及时满足市场的需求。
努辨柔茬纯生产可馥往金数避季亍薪产品投产对，不雳投资建设耨酌生产线，只 需在原柔性生产线上增加相应产品的适配，减少了新产品的工业化准备工作，缩短
２
新产品的投放时间，提高了企业市场适应能力。
２）生产遘慈控毒ｌ燕强。柔襁纯生产必缀臻有与之穗酝套稳生产控涮系统，不然 企业根本不能进行生产品种的变化，尤其是汽车这一十分复杂有１００００多个零件组 成的商品。柔性化的生产控制系统整体考虑生产的各个要素：产品构成、零件供应、
生产缀绣、设备、入员、质董簿，翔强对生产过程静控铡，可簿霹蕊羧生产状态，
提高产品质量，实现准时化生产。
３）成本降低。通过柔性化生产控制系统对生产过程的时时监控，众妊根据生产 戆黉求调配资潦，实现资源静傥亿配置。京零件供应领城，根据璃场童产静需要挝 动零件的需求，系统准确地计算零部件的库存量，从而优化并减少库存爆，降低生 产成本。其对于汽车这一高成本的商品，需要巨大的流动瓷金，在多黯种柔性化生 产状凝下，可减少汽车静痒存爨，由诧可辍大遣降低金照豹库存资金，提高企韭静 整体竞争力。
鬃性化生产为汽车生产厂家带来新的变他和生极，在图摊先进汽攀众、监中，在 总装粱往纯生产方嚣已有了多年的研究和应溺，并积累了许多宝贵静经验，毽对国 内剐刚开始进行此项探索的汽车企业来说，如何借鉴这些经验，并结合自身的特点 积极探索出行之密效的柔性化生产系统是鹜游中国汽车遗求盼蠢标。
１．２国内外汽车柔性化生产的情况综述
１．２．１国外汽车柔悭化生产的情况
汽车产生予上瞧纪裙，并在上毽纪二十年代大孰量生产，１９１３年奖国福特汽车 公司始创流水线作业方式，实现了汽车生产的连续化、专业化、标准化，使汽车真 正＾歼娥大批量生产。这秘大拙璧装配生产方式极大遣提蠢了生产效率，也最大限度 地簿低了生产藏本，在世界范阐内掀起了熬有历史进步性的大批量生产的产业革 命，深刻地影响了人类的产业进程。随后的几十年至到现在，世界各大汽车生产厂 家仍然延用此类滚水线大批量的生产方式迸零亍汽车的生产辩。汽车也开媲真讵终爻 一体日常商品走避民众的生活，由此也维动了美国及至世界的工业发熊和进步。但 此时的大批量生产汽车品种单一，是刚性生产方式，一条生产线只为一种产品配置，
３
标准化装配，生产线的布置简浆，装配方式简单，从而使生产的成本也很低。期间 疆美函二三卡年代禳特公司静善塑车帮德甏五六十年代大众公司靛甲究交车最为｛弋 表，一个品种的汽车一年生产上百万台，满足了当时市场环境下的用户需求。
随后由于汽举竞争的加剧，消费者需求多样化，上世缌六十年后单一品种的汽 车邑不％２满足枣繇豹需要，汽车麓箍静开始多了起来，键在戳注生产方式下，每一 品种产量的减少随之带来了成零的增加，汽车厂家的开始碍求生产方式变革，其中
以日本丰田汽车公网的“精益生产方式”最鼹代表性，这裂哇产方式怒一神以多品
耱、小氛量为特鬣鹣均衡往堂产方式，它遥求生产系统静霖性，繇对带汤需求交佬 的迅速适应性，将市场需求与越：产过程结合越来，大量生产各种不同种类的产品１８１。
为满足多样性的带场，需要在举位时间内尽可能生产出多种产品，任何生产线裁不 在大李擐量遣集中翻造单一类静产品，每条生产线可敬生产备稀产品。溺时凭偌其柔 性化的生产方式生产出的多品种低成本的汽车，日本汽车开始全面进入世界汽车市 场，到１９８０年匿本汽车的产量达ｌｌｏｏ力Ｉ辆，超越美国成为头号汽车生产重，其柔 性纯生产方式也成为煎界其它工业纯国家追逐的方式。
１９８０后，随着自动化技术、计算机技术的发展，柔性化的制造设备开始大量地 进入工厂，汽车生产厂家也可以剃是计算桃技术遴行柔爆化生产方式的控制，建立 整体豹控制信息系统，迸一步探索出“准辩他”生产方式，将生产系统与零件物流 系统紧密结合，准时化物流、准时化生产，墩大限度地降低零件和生产线在制品的 库存，能够从经｛夯一睫秘适应性疆方露来保诞公司整体利润的不叛提毫。
避入１９９０年汽车厂家进彳亍汽车平台技术，汽车平台的汗发方式是邋过设计一定 的通用组件以形成平台，再根据备地市场的嶷际要求在平台上开发不同车型或对已 有车塑遘行改良秘霪掰设计。豳必底盘部｛孛成本占据了赣车整车豹５０％，魏粟不同 的牵溅中构成底搬的部件都是共同的或相通的，那么就发撵了规模经济的优势，即 开发一次，便可用于多个不同率型，大幅节钳研发和制造成本【２９】。
汽车平台技术瓣发展使汽车生产进入一个崭叛戆柔瞧传时代：在蠢育豹乎台上 通过备种车型共事开发技术，袋亭生产过程，生产面向不问细分市场用户需求的车
犁。
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１．２．２国内汽车粱性化生产的情况
国内的汽车生产始予上世纪五六十年代“解放”，“东风”等大卡车，汽车的产 晶单一，一个产晶生产多年，倒鲡：鳃放壤卡车姨１９５６每定型～直生产裂１９８７年，
故所有的生产方式都是以生产一种车型设置，怒福特式批量生产方式，生产方式简
单，生产线懿筑力最大只骞ｌＯ万囊陴。轿车予主世纪，℃＋年饯开筵弓｜逡，露时弓｜
进了国外先进行生产组织方式，但国内不同的轿车生产厂家建立的年代不同，建厂 豹遣方式不同。
上海大众是最早成立的合资厂家，早期建立的一厂生产“桑塔纳”轿车，年产 ３万辆，后逐步扩大到年产１０万辆，后来建设的二厂的方式也怒一条生产线只生产
一种车型——“黎塔纳２０００”辚车。同期一汽大众建厂时也先嚣建设了嬲象总装生
产线，分别生产“捷达”和“奥迪”轿率，当时的生产汽车品种少，单一品种，故 郯采震嚣《瞧懿生产方式，生产线必一秘车型建设，生产方式斡生产控毒ｌ容易，貔滚 方式也简单，有效地控制了投资和生产成本。｛９９５年鑫程中国或立静上海暹焉、广两本翻、ｊ￡泰溪｛弋等合资厂家，受营多｝汽 车柔性化生产方式的影响其新建工厂时就考虑多种车型混线柔性化生产。近几年由 于国内汽车竞争豹加剧，引进车溅增加，特剐是２００２、２００３年轿车增长７０％到２００４ 年增长１５％，汽车的库存增加，价格大规模地降低，原有的大批最生产线产能过剩，
豳内所有的汽车公司的成本压力巨大，２００４年出现大多数的效虢亏损，所有的国内 汽车厂帮嚣始搽索黍蛙化生产方式，遘行多曩耱混线生产，减少匿大投资戆痰本压 力。上海大众在其重新改造后的一厂生产线上同时生产“ＰＯＬｏ”和“高尔”小型
平台熬车，二厂生产“黎塔缡”帮“桑塔缡２嘲”轿车，三厂生产“稻萨特”窥“途
安”车型。一汽大众也在后期建设的二厂生产“定来”和“高尔夫”两种同一平台 上的车黧。
国内汽车生产进入新的阶段，柔性他生产方式成为主流，物濂方式和质量控制 方式都开始融入准时化、柔性化、过程化的新的技术。
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１．３本文主要研究内容
虽然国外的大汽车公司和国内的小汽车公司都在进行汽车鬃性化生产，但每个 厂家夔溃涅各不裙圈，爽正实瑗多品静汽车在一条生产线土柔穗曩二生产是一拿蓑统 性工程，它关系到生产中的每一个环节，必须详细分析企业的自身特点，借鉴图内 舞成功的经验，茏其“精盏生产方式”和“准辩托生产方式”酌先进理念，建设一 条适合岛身的先进柔性化生产系统。
本文主要从戳下几方面进行研究解决本企业在柔性化生产过程中面临的问题：
１）工芑流程闯题
由于神龙汽车公司的总装生产线一期生产的富康ｚｘ车型是上世纪９０年代初雪 铁燕晶黪开发黪一款车囊，弱予老产品竣诗下约工艺滚纛；嚣挚艇素，赛纳均蹩９０ 年代末才在法国投产的新车型，标致３０７更是本世纪初才在法国投产的最新技术车 登，蘸精１０年三｛弋车黧瀚工芑滚程已笈生了檄大变纯。如籍在一条生产线上逡行 新老车型的生产是必须鼹解决的问题。
２）整车输邋问题
总装的所有工作大部份是在输送链上完成，众多车型的整举参数各不相嗣，车 舟的定位不同，原有的输送装置不能进行新汽车的输送，如何完成汽车车身的输送 及输送过程中戆转接鞠安全逯鬈蹙必须鳃狭鲍最主要逮惩。
３）设备稳定性问题
总装豹生产是毫速发高节李蠡下完藏豹，每～分锌静镣产郡将造成匿丈鹃经济损 失，并且艇个工厂的设备数量和种类很多，在进行柔性化生产时每个设备都是系统 中的一个环节，提高设备的稳定往及整体系统静稳定性戆完成生产的重要保障。
４）质量控制阔题
单一车型生产的质量控制单一，而多车型的混流生产时，每一种车型的质量要 求不同，质量控露《会变褥复杂，螺餐知溅每台车豹装配部舍格？如簿奁生产过稳孛 控制每一台车的质量？这是质量控制所必须面对的问题。
５）镌滚供纛海题
汽车是大众日常消费的商晶中装配零件最多的产品，在总装车间每台汽车臻装 配ｉ２００—１５∞耱３∞Ｏ多个零释，这些零俘静供应是个系统雨笈杂静工程，多器耱 生产会造成零件的种类和数量成倍增加，传统的物流供应不能满足柔性化生产需 要，零件能不貉准时化供应是生产最紧需解决的问题。
重。蓬本牵枣结
本章分绍了课题的来源、产生背景及其磅究意义，强颞了黧瘫步｝汽事柔性他生 产发展的发展现状，结合本企业建立柔性化生产系统过程中存在的问题进行了分 李厅，鼹婺分绍了本文瘊要敷豹ｚ｛乍。
７
２汽车总装柔性化生产分析
２．１汽车总装生产特点分析
２，ｌ。ｌ汽车基装生产静工艺布麓
自从上世纪＝十年代汽车工业化生产以来，汽车总装配车间的流程方式基本上 是油漆好鲍车身焱移动懿生产线上移动，操髂工将上予ｌ串零传装配到汽攀土，淡水 线结束时，一台汽车就装配完成，这就是典溅“流水线生产方式”。
汽车总装流水线通常在一个车问内呈“ｓ”布置，如图２．１所示神抛公司原总装 生产线黪总体布鬟圈。生产逶豢擐搀蹰完成懿装配痰容懿不霹分或四个不圊懿功栽
区域：
闰２，１原总装生产线的总体布置豳
１）内饰装配一区。主要装配车辆内部部彳牛（在装饰传下面的零件＞如线柬、管 路等叛及纹表板总成和都傍装镪件，完成汽车车身与底盘合装蓠豹装配工作。肉谗 一区的主要输送设备是板式链，车身的承载魁雪撬及车身支撑。
２）合装装配区。主要完成发动机、变速藕、前后桥等底盘件的准铸，然后完成 赢焱与车龛翡定位窝装配。含装藩车身己麸麓薮雪撬线转搂蘩悬链输送线，车身静 承载是吊具，车身底盘是移动小车。
３）装饰二区。完成合装聪汽车线路、管路连接，内外装饰零件的装配，所有剩 余帮件豹装配，汽车管路检查藏液体翻注，装镑二区竞藏螽静汽车一般哥滋起魂行 驶。熬个装饰二隧一般都是悬链吊具输送。
４）整车检测曛。汽车装配完成后进入稔测区进行汽车所有项目检测：淋雨、魏 寨、大灯、藩ｌ动、溺淆、尾气、乡｝窥等，勇矫进行道路行驶溺试。整车检测嚣静车 辆避行简单的外部防护即完成了总装车间的所有工作。
２．１。２汽车总装生产约特点
汽车上述流水线装配生产熙现的以下特点是： ．
１）流动的汽率。汽车总装车间最主要的装备就是汽车输送设备，保证汽车连续 蘧焱生产线戆不阍医滚动。西藏耍想实瑷多菇秘渥线生产必须要能羧邀多罴静的汽 车，汽车输送设备能否适应多晶种汽车是汽率总装柔性纯生产的前提条件。
２）所有的工作是装配。汽车总装车间的工作就是向汽车上装配零件，一辆汽车 要装聚３∞０多令零终。这么多零｛孛一个不少准确无误逡装聚在汽车上是汽车总装 柔性化生产的必骚条件，是有效保证汽车质量的基础。
２．１．３汽车总装豢性化生产分析
汽车慧装豹上述两令耩煮一方嚣说爨汽车憨装穰客翳送行柔注纯生产，嚣秀在 汽车总装生产中，对设备的依赖程度相对不高。１９６０年后产生的柔性化生产方式也 主嚣是针对设备的柔性化，尤其是在机加工领域的数控加工中心强调的是设各的柔 程诧漆ｌ造，一量究成了设备戆鬃往纯，基本实现了柔往纯生产。疆致汽车惑装是戴 先开始柔性化生产的单元。现在一种车型基础上开发多品种变型车的共线生产就是
这种情况，以现在法国标致３０７车型为例：３０７车型有６大系列：３０７３聊Ｐ（三门
车，聂ｆｊ车）、３∞ＳＷ（旅行车）、３０７Ｂｒｅａｌ【（弦鹜车）、３卵ａｅ（疆硬教蓬跑车）、３簖ｗＲｅ
（世界拉力锦标赛赛车）和３０７ ４Ｐ（四门三厢车），６款发动机、８种内饰级别等零
９
部彳牛变型，共有１００多种变型车。这此都属于一个汽车车型的汽车变型，车身参数 没蠢缀大懿变豫，生产线熬浚备不幕终大豹改动瑟可京一条生产线上瀛线生产。
同时另一方面也说明总装谶行柔性化生产的复杂性。汽车的装配大部份是人工 完成，装配人员多，零件很多，质量的影响因子很多。如果生产中一个环节出了间 瑟，会造残大援爨煞汽车霞羹稳患。舅努汽车生产是在涟续中迸彳亍，对整体系统豹 要求很高，如果设备稳定性不好，会造成整个生产线的停产，这些都会对企业带来
巨大的损失。
毽淹羞叁动羧零帮毒手算瓤技术翡发震，缭柔往纯玺产提供了按术豹支撑，汽举 的装配技术和生产控制也随着熬体工业化的发展而发展，使汽车的柔蚀化生产成为 可能。
２。２汽车总装柔性化生产的限制条件
汽车总装柔性忧生产既容易又复杂，要农汽车装配中顺利地实现柔性化生产，
努绶要解决｛羞下溺题：
１、设备的适配性
柔性化生产娥主要的问题就是设备的邋酝性。如果设镑根本不能适配多品种产 品，酃么裁无飘谈起柔性诬生产。与生产穗关的掰有设餐都必须要鼹黼工所生产翡 所有产品，并且猩不同产品之间转换时十分方便，这样才熊高效地进行霖性化生产。
２１生产控制系统的适配性
在上节中已经谈过，标致３０７系列车基露ｌ∞多种产晶，如何缣｛萎如此多的车 型在一条生产线上有序地生产，生产中的每一个环节如何都能准确地知道每台车的 装配信息，这些必须要有一个随震性化生产糨适配的生产控制系统，这样才不会装 错零件，同时生产设各也能僳瑷保量遣完成生产。
３）生产质量的控制
产品的生产矮爨与生产的每个环节都怠患裙关，当豢性化多晶毒孛混流生产时，
影响质量静因素成绩邈增加，熊否有效控翻生产过程中产品的质量是开始柔往讫生 产的先决条件，只有把与质量商关的所有因子都加以控制，尤其多品种的增加引越
ｌＯ
的如何防止错装漏装的质量跟踪管理系统。
４）搡揍人员瓣羧鞠
汽车的生产是一个劳动密集性产品，总装的生产主要怒人工完成，多品种的混 流生产对生产工人的要求也随之提高，装配工人要在不停顿的流水线上装配所有零 俘，簧狭速遥选撵莠茯速蘧装醚，著保证生产疆合格遗产潞。
５）物流的适配性
在多品种混装生产线上，装配的零件隧车型的增加面成倍增加，如果仍使用老 式熬物流方式，仓席豹压积会藏倍增热，生产线氇会成绩翱长，弱薅一个生产工位 的装西己零件种类也会极大地增加，这显然是不行的，因此物流是限制多品种柔性化 生产的一个瓶颈。
６）信怠系统鹣逶配性
索性化生产需翳生产相关的铸个要素有机调配，生产、质量、物流等控制系统 都需毅｛｛．算机信息系统的支持，还有制造工艺文件系统也阏榉如此，一个稳定可靠 的蔷慧系统是柔性能生产的有效保证。
２．３柔性化生产的方法
在克服各种限剿条仔，实现鬃性证生产豹过程孛，霄戳下多种方法：
１）设备柔性
设备柔性是鬃憾化制造系绕肫基础，也怒研究内容最多的领域。上璇纪６ Ｏ年 焉开始的柔往纯实现也是最先掇照设备柔性纯。设备柔性纯是指设备实现幕《造不同 类型产品所具备的能力，数控机床、加工中心和工业机器人等都是设备鬃性化的产 物［３引。
设备柔性有两种方式：一种怒视械式柔瞧，通过更换设备装置（夹爨、刀具等）
以适威多种产品，这种方式成本低，技术简单可靠，在机加工制造中经常采用。
男一萃申是自动化索性，通过剃月垂动化技零设各自动熨换搬工程序以透配产品，
这种方式适用于产晶的步｝形相同，雨加工方法不同。
遮两种方法有时同时采用以更好地实现鬃性化生产。
在总装生产线主要的生产设备有：车身输送设备、波体加注设备、玻璃涂胶及 安装漫备、装甏持紧工其襄套耱检测莰釜等，这些设备鹣柔毪纯是慧装柔牲铯生产
的熬础。
２１工艺柔性
工艺柔注楚巍在不增藏设备授资静｛毒凝下，逶过工慧方法静曼羧辍够燕工多静 零件的能力，又称加工柔性。通常更改工艺加工的参数以适配产品和原材料的变化。
在汽车总装生产时常采用此方法，主要通过调整装酝工序的顺序，或拆分和缝 合工序适配多车甏的生产。
３）产品柔性
产品柔性～方面指系统能缀济而迅速地转向生产新产品蛉能力，即转产能力，
氇称为“反应柔瞧”。餐量捂标是：系统鼠生产一季孛零｛拳转向生产勇一种零件所需
的时间。 ‘
煲一方瑟，搬产品更新怎，对原产品优点盼继承和滚容能力【２９ｌ。这一方殛在隧 蓊汽车平台纯战略中大量采翊，汽车平台化是通过统一一定静通髑缀件醣形藏平
台，再根据各细分市场的实际需要在平台一上开发不同车溅，或对已有率型进行改良 帮羹新设计。瑰汽车平台的通用组件常达到５ Ｏ％，有的更达到７ ０％产品的兼容 毪，这样既可发挥规模经济的优势，又满怒了市场多样纯的需求。
４１批量柔性
批量柔性是攒系统在不嗣批量下运行都有经济效益敕能力。理论上诞，投资懿 设锯是按定量豹生产能力采购的，故当瓶黧减少后，成本一定会上升，所以批量柔 性只上在一定的区间内的变化。
在当翦经销囊产浆情提下，生产量经零变化，批量豢健是经常要考虑懿条ｌ牛。
５１扩展柔性
扩展柔性是系统能根据需鞭通过模块进行组建和扩展的能力【２９１，它是对后期的 建设考虑。
６１系统柔性
系统柔性是系统处理其故障并维持其生产持续进行的能力。衡量指标是：系统
１２
发生敞障时生产率下降程度或零件能否继续加工的能力。因为停产后的经济损失很 大，豢往纯生产对熬个系统静稳定性要求缀舞。
制造系统在这６方面的柔性互相影响、密切相关，其关系如图２．２所示。设备 柔性鼹柔性化制造系统的基础，它对其它所荫的柔性产生影响，工艺柔性是设备柔 牲静惩｛枣，产鑫柔稳是蓊柔往健的方淘，掰霄戆各予系统缀藏了一个系统，遣决定 了整个系统的柔性。
图２—２柔性方法的耀互关系
２．４汽车总装柔饿化生产的效益分析
柔性化生产是椒对刚性化生产产生的掰的生产方式，殿有的刚性生产线只能满 足擎一品种静生产，丽柔往生产绫可满足多懿种生产，企簸不雳为每稃产品建立薪 生产线，故可减少投资。那么柔性化生产方式是不是一定会使企业的生产成本下降 呢？枣实上并非如此，在一定生产擎元范围盎，柔性化生产会造成以下髓几方面的 成本灞船：
１）投资成本增加。一条柔一陡化生产线为了适配多品种的生产，要增加更多的 功能，更多的工具、工装等，爨多的自动化配置，相对于单一品释生产线，单位黍 性亿生产线的单位投资最少要增加２０％。
２）设备的维护成本增加。照复杂的设备、更稳定的性能在设备日常工作维护 中鬟爰投入更多的娥本。
３）管理戒本增加。为了满怒多品种静鬃性纯生产，生产系统必须爝强，信息 系统功能更加强大，管理的人员会增加，随之会增加管理成本。
，４）人工成本增加。由于工程技术人员、生产人员耍承担更多的工作，需蒙更 高静援零素凌，更多蘸释生产和技麓豹培谢，入工酶工资会灞翱。
５）库存成本的增加。为了保证系统的整体系统，每一品种都必须保证最少的 安全霹存，多晶种增加，相对库存量会增加。
这些成本的增加棚对于一定批量、一个单元蔗言，局部黔成本增加，从整体上 说，减少生产系统的数薰，减少了整体的成本。
单元戏本夔罄柔蛙化程度瓣增热瑟增趣，图蓝厂家要分援成本与柔・莲懿关系。
以汽车总装生产为例：目前总装生产线其最小的生产线节拍是５０秒。６０秒，每小时
生产绺蔼台莩，单祭生产线静年产麓力（每年２萄天，每天耋｛三产２ｌ夺时）楚∞
万．３５万辆，而目前的畅销车型（如：标致２０６，３０７等）在欧洲的销掇是６０．９０万 辆，敌汽车生产厂没裔必要在一条尘产线生产爱多的赫种，一般在一祭总装生产线 上只生产２－３秘车型。
一般来说，生产批詹决定了生产成本，产照越大成本就越低；反之，产量越小 成本裁越裹。傻翅暴一耱产品戆产量少，戈了疑大潢懋生产线夔姥力，考虑多燕秘 混线生产，使设备、厂＋房的负荷运转时，从而降低成本。
爨淤说，豢毪袍生产更多蟪运＿鼙ｌ农懿量，ｊ、瓣产品生产孛，它虽然会增热满部单 元的成本，但从整体而言，系统的成本会下降。
２．５本章小结
奉章先从汽车生产的特点分析柔栏化生产的可行性，迸而分析了柔性仡生产的 诸多限制条件，从中可得出柔健化生产的难点。
然后对柔性化技术的方法进行说明，每种技术方法的适用性和对生产的影响。
最屡对柔蛙他生产躲或本秘豢来熬效益进纾筵蕈懿分辑，滋瞑了豢睦诬生声中 的成本变化，鬃性化与批量的变化。
遥遥本章翡分凝可叛帮劈礁定汽车梁经纯生产懿不仅是个按术溥题，焉楚涉爱 到企业管理的各个方面，只有将与之相关的生产、物流、质量、成本等系统都考虑 在内，才能莨好墟运行并发挥最大的效益。
１４
３汽车总装柔性化生产线的概要设计
３．１工艺流程面临的问题
汽车总装有１０００一１２００道工序，分布在３ ０ ０个左右工位上完成，根据装配的 前后顺序确定工艺流程，工艺流程是指导平面布置、工业化准备、生产、物流及质 量控制的基础。
富康车型是雪铁龙品牌开发并在１９９１年投产的一款车型，故１９９５年神龙汽车 公司投产的总装生产线属于老产品设计下的工艺流程；而毕加索，塞纳是９０年代 末才在法国投产的新车型，标致３０７更是本世纪初才在法国投产的最新技术的车型，
１０年之间国外的汽车更新了两代，故前后三代的汽年制造工艺流程发生了很大变 化，如果按富康ｚｘ装配顺序装配标致３０７是不能装配的，同时会有很大的质量隐 患。同时如果完全按新车型产品的工艺流程制造富康ｚｘ车型，也是不能完成的，
也同样有很大的质量隐患。
例如：新车型增加了大量的电子控制技术，线束的装配工作量增加，如在原装 配工位单位时间内就不能完成线束的安装。另外车门的安装工艺发生了变化，富康 的车门安装都是在车门没有拆卸的情况下进行的，而标致３０７的仪表板体积较大，
在车门没有拆卸的情况下装配十分困难，其装配方法是先将车门拆卸，安装车门上 的零部件，而后在仪表板、座椅等车身内的装配完成后，再将车门安装。
故原来总装的工艺流程已经不能适应新车型的生产。
３．２工艺流程的设计原则
多车型的共线生产工艺流程不一致是国内外的汽车总装生产中面临的问题，在 最新的汽车平台化战略中，汽车的各个组件统一化，延伸到汽车的生产中，提出了 将传统的汽车装配工艺按照功能分解成小型生产模块，进行模块化装配。１。模块化 的装配统一了多车型的装配流程，防止了不同车型的不同装配的混滥，保证整个生 产线保持一定的节拍生产，提高了生产效率。
模块化装配工艺流程设计两原则：
１）工序集中原则
将不同车型的相同操作集中在相同位置，尽量使用相同工具在相同工位装配。
这样不仅可优化投资成本，减少了设备及工具的投资：同时相同的人员装配可减少 工时，降低成本，提高劳动生产率，提高生产质量。
２）工序分散原则
由于汽车的生产在流水线上进行，整个生产线的生产要保持一定的节拍，所以 要将相同工时的工作分散给多个工位完成，一方面可使每一工位的每种车型的装配 尽量饱满，提高劳动生产率；另一方面后面的工位对前面工位完成的工作进行检查，
可防止错装漏装的发生，提高产品质量。
工序集中和工序分散两原则是相
３．３目标工艺流程
根据上述模块化装配两原则将总装流水生产分成若干个装配模块，模块间集中，
模块内分散，满足所有车型的装配工艺和保证汽车装配的质量，有效进行柔性化生 产【２】【５】。考虑三代汽车的工艺流程和现场的实际状况，满足每种车型的柔性化生产，
提高装配质量、生产效率，在重新评估所有车型的装配流程后，结合以前工艺的积 累设计了总装生产的目标工艺流程，如表３．１所示。所有车型将依据这个目标工艺 流程调整，并指导后续的所有工作。
表３．１总装目标工艺流程
功能区域 主要装配工序 相应装备
拆车门 车门升降机、车门分装线
线束装配
地毯＋隔音垫装配
车身钢号打印 车身打号设备
第１装饰区 车内顶棚装配 涂胶设备、顶棚安装设备
车身装饰析装配
仪表板装配 仪表板分装线
玻璃安装 玻璃分装、玻璃涂胶设备
后备门装饰
续表 安装车身底部管路
安装摇篮总成 摇篮分装线
机械线 安装发动机＋变速箱总成 发动机分装线
安装前，后桥总成 前悬挂分装设备
合装区 安装油箱总成
机械件总成与车身合装 合装小车／合装线 合装后车身底部管路连接
水箱风扇机组装配
汽车制动／冷却，空调，助力转向系统 管路的密封检查
发动机油／变速箱油加注 制动液／空调液加注
发动机冷却液，助力转向液／玻璃清 密封检澳４肋口注设备 第２装饰线
洗液加注 前／后大灯装配 前，后保险杠装配
汽油加注 加注设备
座椅安装
车门合装 车门安装机械手
轮胎装配 轮胎安装机械手
ＯＤＩＳＳＥＥ电子编码 汽车电子化电脑
整车密封性检测 淋雨设备
汽车性能测试 检测设备
地面线 ＣＯＮｌＥＶ／ＣＯｕｓＥ电子电器检查 汽车电子检测设备 汽车外部喷涂保护
汽车商业化
返修区 机械＋钣金＋塑料＋补漆返修 返修设备
３．４生产线的总体工艺布局设计
３．４．１设计原则
在进行生产线整体设计时，以下原则应得以遵循：
１）继承性原则
由于是在原有的生产线上进行设计改造，所以要最大化地继承原有生产线的主体 结构，生产平台和设备，改进与柔性化生产不适应的部份。最大化地继承不仅可减 少投资，降低成本，同时降低施工的时间。因为对生产线的所有施工都是利用生产 的假期进行，长时间的停产对整个公司生产经营的影响是巨大的，所以必须在短时 间内完成生产线的柔性化改造。另外，最大化地继承降低了施工难度，减少了风险。
２）大批量生产原则
汽车总装生产的一个主要特点是大批量生产，柔性化生产线应达到大批量的生 产要求。生产线设计的生产节拍是３４辆／小时，生产线系统的开动率是９５％，这要 求生产线所有设备单元制造工时小于１．６７分钟。
实现大批量的生产一般通过以下两方面途径：一是增加设备的数量。如汽车的 液体加注设备、整车检测设备等，一个设备的加工节拍不能满足生产，就采用增加 设备的方法。二是利用自动化设备。自动化设备可根据生产的产品自动调整加工程 序，减少设备的加工时间。
３）高稳定性原则
由于汽车的大批量生产是高速度高节拍下完成的，每一分钟的停产会造成整个 生产系统的停顿，将造成巨大的经济损失，并且整个工厂的设备数量和种类很多，
在进行柔性化生产时每个设备都是系统中的一个环节，因此提高设备的稳定性及整 体系统的稳定性是完成生产的重要保障。
４）准时化物流原则
一个大批量高稳定的汽车生产线没有物流系统的保障是不可能完成的，汽车总 装生产线要完成３０００多个零部件的装配，在多车型同时柔性化生产时，零件的种 类和数量会成倍地增加。如果按传统的物流方式，生产线上的零件储存量会很大，
并且生产线上没有储存面积，是不可完成柔性化的生产。
“准时化”（Ｊｕｓｔ Ｉｎ Ｔｉｍｅ）物流基本思想来源于准时化生产，可以概括为“只 在需要的时候，按需要的量提供／生产所需的产品”，这种生产方式的核心是追求 一种无库存的生产系统，或使库存达到最小的生产系统。
所以准时化物流是柔性化生产的必要条件。
５）过程质量控制原则
质量是产品在激烈市场竞争中的重要因素，它不仅关系到品牌的信誉，同时也 关系到成本，一个汽车在厂内返修区进行返修的成本是生产线生产成本的２倍，而 当汽车出厂后，在外部返修的成本会增加到１０倍。所以产品质量应在生产的源头 进行控制，进行生产过程的质量控制是最好的解决方案。
３．４．２生产线的整体设计
为了目标工艺流程的实施，保证所有车型在总装生产线的生产，重新设计生产 线的工艺布局，发现原总装生产线有以下的不足：
１）输送设备不能适应所有车型，尤其３０７车型。
２）不能适应车门的安装。
３）不能适应玻璃的安装。
４）不能适应汽车液体加注的工艺要求。
５）不能适应多车型现场物流的工艺要求。
为了解决上述的问题，最大限度地减少投资，充分利用原来老生产线的基础上，
设计的新的总装生产线的整体布局，如图３．１所示。
车ｎ蠹藏缀
图３—１新总装生产线的总体布置图
新总装生产线要进行的设备改动有以下内容：
１）在原生产输送线上重新设计适应所有车型的输送方式。
２１新增加车门分装线。
３）新增玻璃安装生产线及安装机器人。
４）延长部分生产线以适应物流和生产线的储存量。
１９
５）增加汽车液体加注、制动检测、电器检测等相关设备。
这些内容的改进相互关联，在实施过程时要考虑到整体性。
３．５本章小结
本章先阐述了在柔性化生产中采用模块化装配方法进行多车型共线生产线的目 标工艺流程的设计，解决了多车型柔性化生产工艺不一致的问题。
在以模块化的目标工艺制造流程为基础进行总装生产线的总体设计中，说明了 新生产线的五项原则：继承原则、大批量生产原则、高稳定性原则、准时化物流原 则和过程质量控制原则，进而分析原生产线的不适合多车型生产线方便，最后设计
了新的总装生产线的总体布局。
４总装柔性化生产线的详细设计
４．１柔性生产线所面临的问题
要想在一条生产线上生产多品种的汽车，最先要实现的是这些汽车都能在这条 生产线流动，即输送设备能适配所有车型。在总装车间混流生产的车型达到２个品 牌，６大系列共６１种车型，对于总装流水线输送设备面临以下的问题：
１）汽车外型参数不同。对汽车输送线影响最大是汽车外型参数，它决定了输 送线的承载量、吊具的大小、车辆之间的距离、输送线的转弯半径和运行方式等。
所有生产车型的外型参数如表４—１所示，多种车型的从外型尺寸到重量差异非常大，
共线生产的车型的整车参数早已经超出原生产线设计（富康车）的预计范围。
表４．１车型参数汇总表
项目／车型 富康 富康９８８ 爱丽舍 加长爱丽舍 毕加索 赛纳 ３０７
车身总长ｍｍ ４０７１ ４２４０ ４３０５ ４４６５ ４２７６ ４１８８ ４４６９ 总宽（无后视镜） １７０２ １７０２ １７０７ １７０７ １７５１ １７０５ １７４６ 总高ｍｍ １３９９ １３９９ １４１３ １４１３ １６６９ １４２０ １５３６
轴距ｍ
２５４０ ２５４０ ２５４０ ２７００ ２７６０ ２５４０ ２６０８整车整备质量ｋｇ １０７０ １０９５ １１５５ １１８５ １３４５ １２１０ １３３３
２）车身的定位基准不同。
车身定位基准是汽车生产的总定位点，它不仅提供了车身各部份在焊装形成整 车身的工艺基准，保证车身骨架的几何尺寸精度，而且也为车身在油漆、总装车间 输送的定位基准和生产时工艺基准，并且为车身在不同工艺层间的转接准备了良好 的前后倒换转接基准。
新引入的标致３０７车型在ＰＳＡ集团属于标致品牌，与神龙公司前期生产的雪铁 龙品牌富康、爱丽舍、毕加索、赛纳分属两大不同的产品平台的Ｎ系列与Ｔ系列，
两个不同车型系列的定位基准是不同的，如图４一ｌ所示。现生产的Ｎ系列产品在车 身地板上具有一个共同的产品结构工艺性特点：地板上具有前、后各两个巾３６的工 艺孔。而３０７车型前部是的是巾３５定位孔，后部是２０方孔。
图４．１各车型地板工艺基准孔示意图
为实现柔性化生产，必须所有的汽车能地流水线上输送，车身参数和定位基准 是汽车输送线的设计依据，依据的不同是输送线设计面临的最主要问题。
对车身输送系统进行重新设计实现其柔性化生产必须依据产品本身的结构工艺 性和现生产线的工艺环境两大约束条件，产品本身的结构工艺也是跨平台车型实现 混流生产的特点与难点。在确保方案可行性的基础上，必须在产品结构工艺性、现 生产工艺环境与经济性三者之间保持平衡。
４．２车身输送线的设计原则
在整个轿车制造与装配输送系统中，车身的输送链上主要有两种载体形式：雪 橇和吊具，两者的输送机构分别是板链和悬链，板链和悬链是标准的输送设备，在此 不作说明，关键是两种载体如何很好地定位车身，保证汽车定位的一致性和运输的 过程安全性【３１】。
在整个制造输送系统中保持汽车车身坐标系一致性是生产输送线的基本原则。
车身在雪橇和吊具上定位方式通常是依据车身地板上的定位基准孔和车身裙 边，原生产线的吊具是前孔＋后裙边，前定位支撑利用一对前部定位孔；雪橇是后 孔＋前裙边，后定位支撑利用一对后部定位孔，这就形成了吊具与雪橇对车身的主定 位基准的一致性。同时车身在雪橇到吊具、吊具到雪橇的转接过程中由于它们对车
身的定位点是前后分别错开布置的，没有结构干涉，可以利用升降装置在垂直方向 使雪橇与吊具在其主定位平面重合的瞬间实现对车身地板上４个工艺孔的全部定 位，此刻雪橇与吊具的定位系同时都对车身起作用，两种载体方式的定位基准重合，
从而实现对车身的定位基准统一。如图４．２所示车身从雪撬到吊具的转接，可实现 车身在雪橇与吊具之间的直接转接切换。
Ｌ蘸量 ｃ荤震乒蓉考宅轰尸
ｌ・吊县定位 ２・雪睁Ｉ带车身移位
３’是墨主ｌ泸‘车身
４－吊具带车身上升图４－２车身从雪撬到吊具的原转接示意图
具体转接方式是：带着车身的雪橇与空吊具定位面重合后，吊具上升或雪橇下 降，从而实现了带车身的吊具与空雪橇的分离，吊具可向上或向前运动离开转接工 作站，雪橇与吊具进入各自的循环系统；车身从吊具向雪橇的转接同理。
４．３车身输送线的详细设计
４．３．１输送线设计的共同点
为了保证在整个制造输送系统中保持汽车车身坐标系一致性，对所有车型的车 身结构进行分析，发现相同点是：两系列车型前工艺孑Ｌ Ｙ轴线相同，间距都为 １０００ｍｍ。这就是两平台产品共线生产的工艺基础。根据两平台产品结构工艺性的 共同点，系统的设计方案是在整个制造输送系统中雪橇与吊具均利用前孔定位。
根据现生产的工艺条件结合两平台车型的工艺特点，统一采用固定的前孔销主
定位方式——Ｎ系列前定位孔，由此引起以下几方面的问题：
１）现系统不能在雪橇与吊具直接转接问题，解决的方案是采用过渡转接设备 进行间接转接，如何保证转接过程的车身重合是首先要解决的难题。
２）车身坐标系的不同引起的制造与装配定位问题，通过分析发现大部份的装 配工作没有影响，个别有影响的工位局部对工艺布置和设备进行调整来解决。
３）后定位装置的高度不同问题，重新设计后定位的定位装置以适配两个不同 车型的后部高度。
针对上述的问题，详细设计如下。
４．３．２雪橇、吊具定位系统的设计
雪橇与吊具根据前述所确定的转接方案，主定位全部采用前部圆柱销…菱形销 的一面二孔定位方式。在设计雪橇与吊具的主定位支撑与辅助支撑时必须保证车身 被准确的定位且整个车身处于正确的姿态，以利于车身实现准确的转接。因此定位 支撑均采用了预导向结构，定位销上部均设计成锥度，并大量采用ｖ形块定位原理，
利用其良好的对中性，以矫正车身在转接系统中的累积误差。由于Ｎ系列车型与Ｔ 系列车型的前工艺孔的孔径分别为ｍ３６与ｍ３５，为使定位销适应所有车型就必须以 最小的孔径中３５为其设计基础。这样就增加了工艺孔为中３６的Ｎ系列车型的定位 误差，使车身绕ｚ轴产生的转角误差增加，车身姿态可能发生摆尾现象。分析Ｎ２１ 的车身的转角误差，其单边在距前孔最远处１５００ｍｍ的后支撑点上的极限偏移量为 ７．５ｍｍ。因此，雪橇与吊具对车身的定位导向宽度必须大于此值，并最少留有１—３ｍｍ 的余量，才能有效地保证在正常的误差范围内车身被正确的导向定位。
雪橇利用中心线上对称布置的倒Ｖ形弓粱复合车身地板上的排气管安装槽对车 身进行导向对中。吊具在后支撑上利用对称分布所形成的ｖ形支撑块对车身侧围下 沿裙边进行导向对中。由于各车型在结构尺寸与外形上存在较大差异，因此在ｖ形 导向装置的结构设计与布置上既要保证其对各车型的被导向部位结构的适应性又 要避免结构上的相互干涉，以达到导向定位系统的通用性。
４．３．３转接装置与过程设计：
车身转接系统方案的最终确定需在转接工作站进行空间结构设计与转接动作程 序设计。空间结构设计主要是保证车身在实现转接时，雪橇、吊具及转接装置在转
２４
接的过程中不发生干涉并留有足够的避让干涉与转接升降的空间。首先，根据雪橇、
吊具与车身在转接底视面上的相对位置图（如图４．３所示）中初步确定转接支撑点 ４，为保证车身在过渡转接支撑上的平稳状态，必须确保车身重心落在支撑点所形 成的平面之内，越靠近中部车身状态越稳定，然后，利用各车型车身实物在转接支 撑上进行动静平衡实验，以最确定支撑点的相对位置。转接装置设计必须依据雪橇 与吊具的结构及其转接运动状态，避免产生空间干涉。
２
１雪橇 ２车身 ３吊具 ４转接支撑点 ５输送壤床
图４－３车身转接底视图
转接动作程序设计是根据车身的交接方向，确定雪橇、吊具及车身进入与离开 转接工作站以及转接装置的动作顺序。其控制部分主要由ＰＬｃ控制柜、信号采集器 及执行机构完成。
系统工作循环节拍是转接动作程序设计的主要依据。由于在转接工作站新增设 了一套过渡转接装置，延长了整个转接循环的时间，无法满足系统对生产节拍的要 求。通过对现有转接系统的分析，可以提高雪橇与吊具进出工作站的速度及吊具在 垂直升降段中的运行速度，以弥补过渡转接装置动作所占用的循环时间，从而满足 生产线的循环节拍要求。这也是整个转接方案成功与否的关键所在。
整个转接系统方案的转接临界状态如图４．４所示。根据车身转接方向，确定雪 橇与吊具的动作程序，通过中间转接装置实现车身从雪橇到吊具或从吊具到雪橇的
转接。
以下是两种典型的转接动作程序：
图４．４车身转接临界图
车身
雪褂
吊具
转接装置 ｉ壁床 具定位装置
吐穗量曩癌 ｅ＿ｅＨ争∞
１．吊县定拉 ２．薯撬带车身 ３．吊具与譬撬 ４．中问装置将 ５．暑黛侈出 ６．吊具上升接
移入 定位重台 车身举起 丰鼻升起
图４－５车身从雪撬到吊具的新转接示意图
１）车身从雪橇到吊具的转接（如图４—５所示）
空吊具进入升降段并下降至雪橇通过区域下导向、定位、锁紧一载有车身的雪 橇通过导向进入转接工位并锁紧一过渡装置将车身提升与雪橇分离一雪橇松开并 离丌一吊具上升挂上车身至升降段高点一吊具带车身离开升降段。转接循环结束。
２）车身从吊具到雪橇的转接
载有车身的吊具进入升降段（此时转接支撑处于高位）一吊具下降导向定位并 将车身放置在转接支撑上一吊具继续降至雪橇通过区域下一空雪橇导向进入转接
工位并锁紧一转接支撑下降并将车身放置在雷橇上一雪橇松开并离开转接工位一 空弱凝上秀至赢纛并离开爵降蔽（转接支撑秀至高煮）。转接循嚣结蘩。
通过上述的设计，所有汽车都可顺利的输送和安全地转接。
４。４冀它生产线豹设计
４－４．１发动机输送擞产线的设计
发动枫分装线是总装车闻内的一条主要生产线，它主癸完成线泰、怒动枧、发 电梳、压缩机、勘力转向泵、箭摊气管、发动机水管等发动机总成附件的装配，并 进行发动机与变速箱的合装。这魑发动机附件是随着车型的不同而经常变化的，因 此发淤枧分装线怒总装整体柔Ｊ羧骰：躲重要组成部僚。
在一条发动机分装线上装配２个不同系列的发动机，在国内外都肖这样的柔性 化生产线，但其发渤机柔性化分装线是悬链黼挂方式的输送方式，如上海通用的总 装发动凝努装线，在这样的分装线上只要对聚疑进行柔整诧熬设诗裁霹满足多晶秘 的生产。而本公司的发动机分装线是要求是域面链输送的方式，在地颟输送链分稚 发动机拖盘，其助能是对发动机进行定位、支撑，然后进行分装操作，空载的发动 极强艇扶选下返瓣到超始位鹭。这耱努装线浆嚣点是在装聚过程中发渤壤蹩固定 的，不象悬链吊挂方式是晃动的，装配容易。但其缺点是通过性限制，发动机分装 夹具的几何尺寸不能过大。其不仅要符合输邀链地面部分的通过性要求，还要符合 竣送链蘧下部分懿逶过性要求，特襄是发动蔽分装夹买在羧送链逮下秘分夔透过 性。阑为输送链地下部分截面尺寸很小，所以要求发动机分装夹具结构非常紧凑。
根据发动机分装线实际情况，在主体结构不变的情况下，要实现发动机分装线 柔瞧像设诗与改逡，其主要集掌在发葫羧夹爨夔柔瞧证莰嚣。本生产线发动懿蓬蠹 有一特点：该拖盘可以３６０。旋转，工人可穰装配过程中施转发动机到最合适的位 置锁皮，非常方便。充分利用此特点，主要谶行了以下设计：
１）重薪蠢鬟发动援在分装夹吴上懿整溪。了惩浃发凌授分装夹鬟在分装线上 的通过性问题，将Ｅｗｌ０系列发动机相对Ｔｕ系列发动机在发动机分装夹具水平方
向上的位置旋转１８０度，以使绝大部分定位支撑错开而不发生干涉，达到发动机分 装夹具更小、更紧凑的目的。如图４—６所示。左侧是ＥｗｌＯ发动机的主定位，右侧 是Ｔｕ系列发动机的定位块。
发动机分装托盘原有的旋转装置可以在水平方向上旋转到任何角度装配，使旋 转了１８０度的Ｅｗｌ０系列发动机在分装时不受任何影响。
图４．６发动机拖盘布置图
２）设计柔性定位支撑，发动机定位支撑都柔性结构。定位支撑不是固定式的，
都可活动，采用翻倒式和上下伸缩式，在固定不同的发动机时，通过定位快的快速 转换以适配相应的发动机。活动式定位支撑很好地解决了定位支撑的相互干涉问 题。
通过以上柔性化设计，发动机分装线以最少的成本实现了两种系列发动机的混 线柔性化生产。
４．４．２合装生产线的设计
在轿车生产过程中，合装工序完成汽车车身与底盘零件的合成，是最重要的工 序之一，也是进行柔性化生产难度最大的设备之一，所有需要柔性装配的大总成零 部件都集中在合装部分。它涉及车身与底盘的很多零部件的装配关系（发动机与不 同变速箱的匹配、后桥与车身的关系、发动机与车身的关系等），还要求车身输送 线和合装小车输送线两条生产线必须严格保持同步。
合装一般有两种方式：整体式台装和分体式合装。整体式合装是指合装过程都 在同一台合装小车上进行，合装小车以一个整体形式出现在合装线上；分体式合装 是指合装过程分为前部和后部两部分，不同部分都有独立的合装线，合装小车以前 部合装小车及后部合装小车两部分出现。
本公司采用整体式合装线，这种方式优点是：①单台小车控制部分简单，设 备故障低；②合装线占地面积相对小，分装效率高；③有利于整车装配质量的 提高；其缺点是：①设备比较笨重，不便于线外维修：②单台发生设备故障，
将影响合装线的生产；③合装小车与车身输送线的同步精度要求高，输送链的控 制系统相对复杂或不同步的调整不方便；④能实现柔性，但定位结构复杂。
合装线的设计主要集中以下两方面：
１）合装小车上零件的定位结构柔性化设计。在整体式合装小车上布置以下零 件：摇蓝总成、发动机／变速箱总成、左右前桥、传动轴、后桥、油箱、排气管等。
由于汽车的上下两部份合装时，这些零件都要通过螺栓联结固定在车身上，所比这 些零件在合装小车必须准备定位。多车型汽车参数的不同和所有底盘零件的不同造 成定位结构困难。在柔性化结构设计采用了以下三种方法：①翻倒式；②上下 伸缩式；③模块式。主要是定位块可活动，可根据不同的车型进行配置以适应柔性 化生产。
２）合装时生产线的同步控制设计。合装小车通过地板链带动。即两条输送链 的动力驱动分开实施，通过控制两驱动电机的转速相同来保障同步；同时通过接近 开关检测小车与吊具的同步准确性；当小车与吊具发生不同步时，控制系统通过计 算两者的不同步距离，使滞后的驱动电机加快转速，再进行比较、调整。车身与合 装小车的不同步在±１０ＭＭ范围内，通过合装小车的连接板的浮动量调整。
合装区的柔性化设备的设计完成为整个生产线柔性化打开了通道。
４．４．３总装车门线的设计 ４．４３．１车门生产线的必要性
根据目标工艺流程，必须在总装生产线开始将车门拆下，然后在车门分装区分
装车门，分装好的车门再重新安装到车身上。需要设计一条总装车门线。
车门线新增基于以下原因：
１）满足模块化装配。车门线完成车门的模块化装配，减化了主生产线柔性化 的难度。
２）提高了劳动生产率。由于折掉车门后，车内的装配不受车门的影响，装配 的空间增大，尤其在装配前地毯、顶蓬、仪表盘、座椅等大零件时更明显；并且不 用多次开关车门，整个生产线可平均每辆车要减少工时达３０分。
３）增加了主生产线边的场地。由于在总装车间生产的车型较多，线边用于存 放零件的面积已愈来愈不能满足零件供应的要求，车门的零件数量占零件的ｌ／５，
新建车门线后主生产线边面积大大增加，也满足了多品种生产零件布置。
４．４．３．２车门生产线的详细设计
总装车门线分为以下区域：拆车门区、车门分装区、车门存储区、车门安装区 和空吊具返回区。在拆车门区，有两个升降机，分别用于举升左右车门，拆下的车 门通过车门升降机升到高位，再通过空中悬链输送到车门分装区；在车门分装区完 成车门玻璃及其升降器、防水帘、车门面板等零件的分装；将分装好的车门通过悬 链输送到车门安装区，在车门重新安装到车身后；车门空吊具再通过悬链输送到拆 车门区的升降机前，其线路图４．７如下：
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车门 吊具 ｆｉ占存
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图４．７车门线的总体布置
车门线是新增的一条总装辅助２级生产线，它的布置设计要基于以下几点考虑：
（１）．总装多品种车型混流生产、多种配置和颜色品种。因此车门线上从拆车门到安 装车门点的车门数量要与主生产线车身数量严格一一对应；（２）．总装主生产线目前 的输送设备布置特性和运行状况、各段链的故障频次差异。设计车门线的运行有一 定的缓冲，来保证车门线或主生产线短暂停止运行时不直接导致两者同时停线；（３）．
由于车门输送线和分装线是在现有车间内布置的一条生产线，它的线路布置受限制 于车间已有的空间和面积。
在上述设计条件下，车门输送链和空吊具返回链在现有总装车间上方空间中。
车门线总储存车门数量与总装主生产线车身数相当且有部分缓冲能力。合理分配了 在车门分装前输送链、车门分装后储存链、空吊具返回链中的车门吊具分配，使得 车门线的生产缓冲能力大于主生产线。满足车门分装链的零件同步配送的时间需 求。
目前在国内许多汽车厂家，车门定位采用的是铰链定位方式，这种方式不仅结 构复杂，对吊具上下铰链的位置精度要求较高，而且由于结构上的局限，只能适应 相同车门铰链生产。但公司总装生产线生产的车型较多，这就要求车门吊具能适应 各种车型。在车门吊具上采用的是ｖ形块定位，其与门的裙边定位，采用双圆柱杆 导向ｖ形块夹紧机构。该吊具具有如下特点：其一：夹紧行程大，能适应宽度不同 的车门，侧面采用ｖ形块定位，能适应高度不同的车门；其二：采用ｖ形块定位 夹紧机构，与铰链式车门吊具相比，装卸车门方便，节省工时。
在单一品种生产时，并不严格要求车门与车身一一对应。但柔性化生产时，生 产的车型较多，每种车型还有许多变型，且还有颜色之别，这就要求车门线上的车 门与总装生产线上的车身严格匹配，在进行车门线方案设计时，必须充分考虑到这 种特性：
１）为了保证车门线上的车门与总装生产线上的车身严格匹配，要求拆车门的生 产节拍与总装生产线的生产节拍一致，即升降机的工作时间与操作工的工作时间之 和不能超过总装生产线年产１５万的生产节拍（即９６Ｓ／车）。
２）为了保证车门线上的车门与总装生产线上的车身严格匹配，总装生产线的许
