简论模块化设计在汽车生产中的应用

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1、简论模块化设计在汽车生产中的应用0引言　　随着我国经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，人们对汽车的质量、舒适性等性能需求也越来越高，这种需求促使汽车制造商不断地开发新车型，以满足人们的需要。因此，如何缩短汽车生产周期，在最短的时间内，制造出多种物美价廉的产品是目前汽车企业生存与发展的关键。总装模块化设计可以有效地缩短汽车生产周期，提高汽车整车质量，降低整车制造成本，方便维修，必要时可直接更换模块，同时有利于装配线的柔性化生产。　　1模块化设计的定义　　所谓模块化设计，是指在设计时把整车按功能分成几大独立的模块，每个模块上集成多个零件或总成，各模块之间的

2、联接是固定的，不会因为其中零件或总成的变化而改变，在装配时以模块为基础装配。模块化设计的第一阶段，是总装装配零件的模块化;第二阶段，要达到整车层面上的整体模块化设计。　　2装配设计原则与非模块化设计的缺点　　2.1装配设计原则　　装配设计DFA(DesignForAssembly)是模块化设计思想的理论基础之一。装配设计原则首先是把零件数减少到最少，其次要考虑零件装卸的简易性，最后要考虑最优的连接方式等。装配设计认为装配总成本是零件数、装配简易性及再定位数目的函数，如果能够减少装配的零件数，装配总成本相应会下降。模块化设计思想很好地体现了装配设计原则。在总

3、装装配时，没有数量众多的单件，它们都事先装配好在各个模块中，模块之间联接设计简易可靠，装配简单方便，成本大大下降。　　2.2非模块化设计的缺点　　按照非模块化设计思想设计汽车，当油漆车身运送到总装线后，大部分零件都是单件形式由工人在装配线上一件一件装到车身上。这种装配方式，一方面造成工位很多，使得总装车间的流水线布置得相当长，投资成本升高;另一方面因为单件太多，各车型之间的单件存在细微的差异，部分件除了零件号不同外，外观基本相似，这样在紧张的工作环境中容易错装或漏装零件，导致发生质量事故。同时生产的车型比较单一，不能满足现代人对汽车个性化的追求。　　3模块

4、化设计在当今国内车型中的应用　　随着国外汽车产品模块化的发展趋势不断稳固，模块化设计理念的应用已经比较普遍且较为成熟，国内乘用车设计中也逐渐应用了模块化设计理念，并且将模块化设计理念应用到了生产实践中，模块化设计理念的优势已逐渐展现出来。　　4汽车模块化装配内容及模块化装配设计　　4.1汽车模块化装配内容　　汽车模块化装配零件主要包括仪表板、动力总成及前悬架、后轴总成及后悬架、车门等，在不同车型混线生产时，精简了作业内容，提高了劳动生产效率，实现了柔性化生产的目标。　　4.2汽车模块化装配设计　　4.2.1仪表板模块设计　　仪表板模块主要包括仪表板本体、仪

5、表线束、仪表横梁、转向管柱、组合仪表、组合仪表罩、DVD或CD、中控面板、储物盒、阳光温度传感器等。　　(1)仪表板模块分装设计要求　　仪表板模块分装设计需要考虑的因素:①仪表横梁上工艺孔数量及位置;②仪表板模块在工装上的翻转方式;③仪表板模块分装台的高度，符合人机工程要求;④仪表板本体表面耐刮擦系数;⑤仪表板横梁中间轴强度满足要求，能够承载整个仪表板总成的重力;⑥横梁两端需焊接带凹槽形状的定位销，确保仪表板模块稳固地挂在车身上，方便工人操作。　　(2)仪表板总成助力机械手设计要求　　仪表板总成助力机械手设计需考虑的因素:①机械手的抓取方式，是在仪表横梁两

6、端采用销孔式抓取还是在仪表横梁的管梁下方采用支座托起式;②校核左、右前门处的室内空间，确保机械手能顺利进入和撤出车内;③机械手采用三点定位方式，防止抓取过程中仪表台模块旋转;④仪表板总成机械手移动速度需与流水线的速度相同，同时机械手移动到最大行程位置时，系统设置报警装置进行提醒。　　(3)仪表板模块设计优点　　仪表板模块设计优点:①减少员工室内作业频次，降低车内遗留件、面漆划伤等风险;②总成上线，可保证仪表板模块与车身的定位精度;③可以在上线前，利用电检设备检测电路是否异常并及时进行处理;④采用机械手抓取仪表板总成的方式，可降低员工劳动强度。　　4.2.2

7、动力总成及前悬架模块设计　　(1)动力总成及前悬架模块组成部件　　动力总成及前悬架模块包含动力总成模块及前悬架模块，其中动力总成模块包含发动机、变速器、助力转向泵、压缩机、起动机总成、驱动轴等;前悬架模块包含副车架总成、前稳定杆总成、下控制臂总成、动力转向器带横拉杆总成、转向高压油管总成、左右制动器总成等。两个模块分别组装好后进行合装，形成动力总成及前悬架模块。　　(2)总装装配工艺对动力总成及前悬架模块组装基本要求　　基本要求:①动力总成模块与托盘需要相对定位，因车型的结构不同，定位方式会有所不同，可根据实际需要，设计定位方式;②动力总成及前悬架模块放置

8、在托盘上应固定牢靠，防止滑落伤人;③托盘在水平面上能够360&de