汽车生产线柔性化改造的有效措施

汽车生产线柔性化改造的有效措施

摘要：汽车生产供应竞争越来越激烈，为了提高汽车制造企业的经济收益，必

须对生产线进行改造，提高企业适应市场的能力，合理对生产力进行优化调配，

为此需要生产线具备多车型生产能力，需要对传统刚性生产线进行柔化改造，提

高企业面对市场的应变能力。

关键词：汽车；生产线；柔化改造

随着社会进步，科学发展，经济高速发展，汽车已经逐渐成为了一种大众化

消费产品被人们进行消费。随着购买量的增加，人们对汽车也提出了各种各样的

要求，车身加长、底盘加高、车身加宽等要求，为了在竞争中处于优势，汽车制

造方需要对各种特型车进行生产，从而增加市场竞争力。传统生产线只能对单一

车型进行生产，面对市场经济的诸多要求并不能提供相应的生产线，为此，需要

汽车制造业对传统生产线进行柔化改造，提升汽车制造企业的市场适应能力。

1汽车生产线柔性化改造的意义

最近几年以来，中国的汽车工业经历的大致阶段首先是飞速式的发展，汽车

数量供不应求，于是各大汽车制造商纷纷加大产量造成产能过剩，库存大量增加，导致供大于求、价格降低和市场低迷。各大汽车生产厂家销量下降，利润大幅度

降低，众多的厂家出现了大量的亏损，于是乎各大汽车行业纷纷开始探索各种方

法来降低生产成本，于是从原有的单一品种的刚性生产模式向着多品种的柔性化

生产模式进行转变。为了满足不断变化的市场需求，企业要根据市场的发展来生

产不同规格的车型，于是多品种柔性化生产模式是现在也是未来汽车厂家的研究

目标和方向。从狭义上讲，柔性化生产线通常是指几种不同的车型在同一条生产

线上共线生产，在保证总产量不变的前提下，根据各个车型的市场需求变化情况

对生产比例进行任意调整。比如：对于一条年产能为30万辆的传统生产线，可

以生产5种车型。假如对该生产线进行柔性化改造后，它可以在保证年产能30

万辆的前提下，根据市场的需求情况灵活地调整这5种车型的产量，市场需求大

的车型产量就相应的提高，需求低的产量就相应的减少。从广义上讲，柔性化生

产线可以说成是永久性的生产线，在引入新的车型时，只需要对其进行适当调整，就可以用最小的投入和最短的时间生产出新的车型，从而使投入的设备达到最大

的利用率。因为具备以上几点，柔性化生产被越来越多的应用到汽车生产中。

2原有汽车总装生产线的简述

原有的汽车吊具支撑方式使用了支腿结构，每种车型都必须设计一种支撑腿，而原来生产的车型有普通型、旧款MPV和微轿三种。普通型和旧款MPV底盘支

撑是一样的，轴距都是2505mm，所以共有一种支腿结构，微轿轴距为2360mm，支撑支腿采用另一种结构。需要再增加一种车轴距更长的加长型，就要再增加一

种支撑结构，就会使吊具的设计复杂且困难，在内饰底盘之间的需人工更换支腿

的工作会更加困难，更容易出错，设备的可靠性会大大降低。加长车的轴距变化

较大，增加支腿结构变化会较大，使得可靠性降低。此外，原有支腿与正在试装

的新型B发动机安装存在干涉，还需改造原有的普通型、旧款MPV和微轿支腿

结构。原有的人为更换支腿方式，在运行上已经造成较大的停线问题和人力资源

浪费，这是以前一直存在的问题，如果增加了加长型支腿之后风险会更大。

3柔性化设计分析

对应夹具的柔性化设计，焊接设备也成为生产线能否实现柔性生产的关键要素。现在的汽车焊装设备主要使用气动焊钳，受焊接变压器及焊接电缆长度等限

制，人工焊接工位必须在比较开敞的工位实施，但在牵涉到不同车型夹具切换，

特别是总拼工位夹具的切换，由于定位组件繁多，参与组焊的零件也多，人工焊

接存在危险性及可进行工作的局限性，这就需要灵活性较强的另外一种焊接设备——焊接机械手来进行了。焊接机械手具有人工焊接所不能比拟的许多优点，如

焊接电流稳定，焊点位置精确，焊点外观质量好，程序编制完成后几乎不需要修改。最重要的是它使工位焊接过程实现柔性化有了可能，它可以通过调用不同的

焊接程序，实现不同车型的焊接需求，也可以通过切换不同的焊钳，实现不同位置、不同空间的焊接需求。我们现有的机械手一般均采用六个自由度，可进行焊

接的空间位置也大大增加。机械手还可以通过平移机构实现工位内、甚至工位间

的移动，进行多工位焊接，可大大减轻人工的劳动强度，完成人工操作困难甚至

不能进行的操作。

根据以上叙述，就出现了一个新的问题：当柔性夹具为人工工位，由操作工

来实现对不同产品的识别并进行组焊工作是可行的，但机械手工位对不同产品柔

性化生产应如何进行呢？这就是机械手的另一个优点。在机械手内部存储中，可

调用的工作程序，少的可以几套，多的可达几十套，不同工作程序可对应不同的

产品进行调整，通过采集产品不同的特性点信息，或者人工输入特性信息，根据

输入的特性信息，调用对应的焊接工作程序，实现对不同产品的焊接需求。在某

汽车公司，在前下车身工位处，通过扫描枪扫描零件上附带的条形码，采集车型

信息，自动生成生产线内部对应管理信息，并通过数码显示器显示在工位上，提

示人工工位对应装配不同品种的零部件，发送特性信息给焊接机械手，调用对应

的焊接程序完成不同零件的焊接需求。对应的，在相应工位上，对不同状态的零件，一般都会有对应的检测开关，通过检测不同零件的特性信息，采集后与前期

设定车型信息做对比，信息符合后夹具可正常夹紧，信息不符合则夹具不能夹紧，并发出声光报警信息。但并不是所有特性信息都可以自动检测或自动检测较为困难，这时也需要对特性信息采取人工确认及信息输入的方法。

4汽车生产线柔性化改造

4.1汽车生产线柔性化改造的调查研究和设计

目前，汽车的支撑方式主要有3种：可拆卸的定制支腿方式；摆动支撑块车

身支撑或滑动可移动的支撑块结构；使用定位销或者定位孔支撑方式，车身通过

定位销或者定位来进行定位或支撑。第一种，支撑方式技术成熟，但是定位精准

度不高，不同车型的适应能力较差；第二种支撑方法，在进行多种车辆生产时，

会互相产生影响；第三种支撑方式，需要从汽车设计环节开始，具有统一规划，

在实施方面存在巨大困难。

基于以上各种结构问题，以及公司低成本高价值的考虑，有必要开发低成本

和更加可行的方案。RPS系统（统一定位点系统）是不可能在本项目内实施的，

经过研究和试验，决定不使用原先存在的更换支腿支撑方式，而采取改造支腿底

座来支撑车身的裙边的支撑方式。这种支撑块为整块长方形块体，固定在吊具L

抱臂的四个支承座上，支撑块顶面安装固定有聚氨酯保护块，通过螺栓紧固在支

承座上。所有车型的裙边都落在吊具的L型吊具臂聚氨酯保护块支承座上，该结

构能够通用于不同底盘结构的汽车总装，使其具既可用于微型车的支撑，又可用

于微轿支撑，从而使汽车总装吊具在汽车生产线上能够用于底盘结构差异较大的

不同汽车生产，适应当前所有的现有普通型，旧款MPV和微轿车型及将要生产

的加长型车型，解决以前车身在吊具定位不准确的问题和需要人工更换吊具支腿

问题，减少人为操作造成的故障停线，消除了操作工人的人力成本。同时解决使