浅析汽车装试技术

1世界汽车装试技术的发展趋势

当前，汽车装试及制造业发展的特点是现代化高新技术的综合利用，其发展趋势是四化，即柔性化、敏捷化、智能化和信息化。

柔性化使工艺装备与工艺路线适用于生产各种汽车产品的需要，适用于迅速更换工艺、更换产品的需要。

敏捷化使生产推向市场的准备时间缩为最短，制造装配能灵活转向。

智能化柔性自动化的重要组成部分，它是柔性自动化的新发展和延伸。人类不仅要摆脱繁重的体力劳动，而且要从繁琐的计算、分析等脑力劳动中解放出来，以便有更多的精力从事高层次的创造性劳动。智能化促进柔性化，它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。今后，汽车产品的更新换代将越来越快，各种各样的需求不断增加，在激烈的市场竞争中，产品质量往往起着比价格更为重要的作用。

信息化汽车制造业将不再是由物质和能量借助于信息的力量生产出价值，而是由信息借助于物质和能量的力量生产出价值。因此，信息产业和智力产业将成为社会的主导产业。汽车制造业也将是由信息主导并采用先进装配模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理方式的全新的汽车制造业。其重要性表现在全球化、网络化、虚拟化、智能化及环保协调的绿色制造等方面。

2国外汽车典型装试技术研究进展及应用情况

2.1汽车大规模定制生产新模式

自从亨利福特发明汽车流水线生产方式后，近一百年来，汽车生产进入了大批量规模经济生产方式，这种生产方式极大地降低了汽车的生产成本，做到了几乎人人都能买得起多样化品种和服务的汽车产品。

但是随着汽车用户个性化需求的不断增加，这种流水线生产方式无法满足用户完全个性化定制的需求。目前，各大汽车公司正开展在满足汽车大批量生产方式的基础上开发汽车大规模定制生产方式新模式。这种新型的生产方式通过对客户直接的、互动的、迅速的响应，实现完全满足用户个性化定制，而且可以做到价格更低、功能更多、规模更大、服务更好、效益更高，这是新世纪汽车工业生产及装试技术的发展趋势之一。

2.2数字化和虚拟技术的应用

(1)数字化、智能化技术在装试中的应用

数字化、智能化是先进制造技术和机电产品的发展方向。将数字化技术用于汽车及零部件装试过程，可大大提高装试过程的柔性;将智能化技术注入先进制造技术和产品，可使之具有智慧，能部分代替人的脑力劳动。智能工业机器人技术包括机器人及装配系统模块化设计与技术、柔性装配机器人系统集成技术、装配的拟实系统技术、面向机器人的装配设计技术等。智能化测量试验及故障诊断与维修技术。

(2)虚拟制造和虚拟装配的概念

随着计算机技术和各种工程应用软件技术的不断发展，为汽车企业应用虚拟技术进行产品开发、装试生产准备和管理、远程交互等应用提供了一个良好的技术平台。目前，虚拟技术主要应用在以下几个方面。

a.产品虚拟设计技术。主要包括虚拟产品开发平台、虚拟测试、虚拟装配以及加工、装配、试验设备和夹具的设计等。

b.产品虚拟装配。根据产品设计的形状特征、精度特征及产品的装配要求，三维真实地模拟产品的装配过程，以检验产品的可装配性。

c.虚拟企业平台。虚拟企业协同工作环境，支援异地设计、异地装配、异地试验的环境，特别是基于广域网的三维图形的异地快速传递、程序控制、人机交互等环境。

3我国在汽车装试及其相关领域的技术研发和应用状况

随着经济全球化的发展，中国经济融入经济全球化是必然的趋势，因此有关汽车并行工程、精益生产、及时生产等方面已成为今后汽车制造业十分热门的研究课题。柔性化、敏捷化、智能化、信息化是汽车制造业发展的总趋势，同时也是汽车制造行业进行现代化建设、参与国内外市场竞争的有效保证之一。

3.1汽车虚拟装配技术研发及应用情况

江西江铃齿轮股份有限公司在JC515T1型汽车的变速器开发中，以Pro/Engineer作为虚拟装配体系的软件平台，以Pro/Toolkit作为二次开发工具，开展了较为系统的、全面的虚拟装配技术的应用研究。

3.2AGV技术发展应用状况

在我国，随着目前汽车工业的蓬勃发展，为了提高自动化水平，已有许多汽车制造厂愿将AGV技术运用到他们的装配线上。为此，国内出现了适合于汽车装配生产线及发动机装配生产线的埋线式电磁导引或磁带导引AGV系统，用于汽车总装和发动机装配，从而取代传统的地链或输送机模式。

AGV系统作为汽车或发动机装配生产线的子系统，上位控制计算机可配以相应的通信模块与生产线控制系统进行通信连接。一般AGV控制系统划分为上位控制和AGV单机控制两大部分，各控制层界面清晰，控制功能明确，结构清楚。

3.3大规模定制生产模式的发展状况

大规模定制生产模式结合了大规模生产和定制生产的两种生产方式的优势，在满足客户个性化需求的同时，保证了较低的生产成本和较短的交货期。进入21世纪以来，我国汽车工业飞速发展，为适应客户个性化的需求，各种新车型层出不穷，很多企业由过去生产单一车型发展到生产数个车型的几十个分系列产品。因此，对汽车制造企业而言，如何适应在装配线上装配多种型号及系列的产品是实现大规模定制生产模式必须解决的一个重要问题。

在一定时间内，在一条装配线上装配多种不同型号和系列的产品，即所谓混流装配模式在国外汽车制造企业得到较多的采用。近几年，国内的汽车制造企业随着生产车型数量的增加也逐渐开始采用混流装配模式;开始研究结合大规模定制生产模式的混流装配线优化调度问题及技术。

4对我国汽车装试技术发展急需解决的关键问题及建议

4.1我国汽车装试领域需要解决的关键问题

(1)装配扭矩控制技术

采用计算机数据处理技术，对在线装配过程中的各类扭矩值进行采集、监控和储存，并具有对装配线的控制功能。

(2)防错、漏装技术

通过应用传感器或光电装置等技术，实现对被装零件是否装配、位置是否正确的检测。采用部品取件指示装置，对取件数作定量控制，结合集配送件上线的物流方法，可有效杜绝错、漏装问题，较大提高装配质量。

(3)助力装置的应用技术

对于质量15kg和体积大且不易搬运的装配件，采用专用的机械吊具、助力机械手、自动输送线和机器人代替人工搬运装配，可有效防止零件磕碰伤及减轻工人的高负荷作业。

(4)AGV及物流传送智能自动化技术和识别技术

将自动输送技术(同步或非同步输送)和地面自动导引小车组成输送系统，自动完成装配部件的输送上线工作，同时也能提高装配车间的物流效率。应用AGV和AGVS等智能输送技术，开发零部件编码及识别技术，配合汽车大规模定制生产方式，实现装配物流的智能化配送，保证实现汽车多品种柔性化的装配功能。

4.2大规模定制生产模式对OEM供应方式的新要求

汽车是由众多零部件装配成的，每个汽车总装配厂都有众多的OEM供应商。

汽车装配一般为大批量的流水线生产(一些改装车装配除外)，而在当前的汽车购买过程中，客户的特殊要求越来越多，个性化越来越强，所以在生产过程中，汽车需要按照特殊订货进行装配。在装配线上能够同时组装多种车型即大规模定制生产方式，这已成为当今汽车生产制造中的迫切要求和发展趋势。这也给OEM企业的生产计划与生产组织带来了一定的难度，同时也对OEM供应方式提出了新的要求。所以，OEM的制造管理所提供的功能，应该能够帮助企业解决这些问题，支持集成的供应链，其工作流能支持汽车生产和经营的所有业务流程，并能运用图表式计划表及电子KANBAN/JIT等方式来进行高效、重复性、不连续的按定单配置与生产、支持同步制造及与PDM的连接，从而达到全企业、全生产流程的集成化。此外，行业解决方案对于组装厂还应包括支持QS9000的外协JIT生产时间表、制造工作流中的KANBAN的计算、外发寄存式材料的有价核算等。

4.3协调汽车装试工艺及装备技术研发资源

近年来，国内许多汽车制造企业、装备制造企业及一些大专院校、设计院等都在跟踪国际汽车装试技术的发展方向，开展了一些新建的汽车装试工艺和装备技术的研究应用工作。

由于各个研发单位分属不同的系统，缺少统一的规划协调，造成许多单位都在进行着同一装试技术的研发工作。这种情况不利于充分发挥我国有限的研发资源，且浪费研发资源。

由此，建议政府有关部门、有关协会机构应该加强对全行业的协调规划、合理布局、分工协作，组织有效的汽车装试新技术、新装备的研发工作。

4.4推动我国汽车装试工艺及装备技术发展的建议

(1)把握汽车工业参与国际重组的机会，以汽车装试研发战略集群的形式加入全球价值链。

(2)加大研发力度，在重大领域取得突破，具备更多的关键性的专有技术，加强集群内企业间的技术交流，以获得技术上的竞争优势。

(3)建立汽车制造技术的国家创新体系。制度创新是建立高效的国家创新体系的前提条件。我国政府在汽车产业创新战略方面，应该制定国家汽车产业创新战略规划。汽车工业的国家创新体系是以市场为导向、政府为主导、企业为主体、产品为中心，为振兴中国汽车工业而组建产、学、研的协调性机构和组织。

(4)发挥政府在汽车制造技术国家创新体系中的战略主导作用。

a.完善法律环节。政府应该通过颁布健全而又切实可行的法律、法规来规范和保护技术创新。

b.增加政府投入的效率。政府应当识别汽车制造中的核心技术，利用公共财政经费，对开展这些领域研究开发和创新的企业、高等院校、科研院所给予强有力的支持，促进核心技术的开发和应用。

c.注重对汽车零部件产业组织的相应调整。汽车模块化、个性化、同步化开发生产，要求零部件供应商必须实现模块和组件的同步设计和开发，供应商直接供货到生产线上，因此汽车零部件行业适应汽车产业的生产方式、产业组织的变化，已成为保证我国汽车制造业快速发展的必要条件。

d.应鼓励各种类型企业特别是民营企业进入汽车制造技术和装备的研发，同时推动国有企业与非国有企业之间的合作，并给予不同性质的企业以平等的市场竞争机会。通过优胜劣汰的市场竞争过程，形成强有力的市场竞争结构，提高我国汽车产业和企业的国际竞争力。

e.为了适应汽车制造企业向现代化装试生产方式的转变，应积极扶持国内有条件的零部件厂商尽快向模块化供应、全球供应、汽车个性定制供应方式转变。