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车身焊装SE在过程开发中的应用 |
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作者：长城汽车股份有限公司 齐庆祝 刘超 朱士超 |
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本文讲述了同步工程的定义、特点以及在开展同步工程工作时所使用的软件，重点对焊装同步工程分析的内容和作用进行了说明，并且就某车型通过焊装SE工作所达成的效果进行了阐述。
随着国内外汽车市场竞争日益加剧，消费者对汽车产品质量和外观要求越来越高，同时汽车的换代周期越来越快，这就需要各汽车企业更好、更快地研发出全新的产品投放市场，提升企业的竞争力，满足不断提高的用户需求，为了达到这一目标，在汽车产品研发中充分运用同步工程的方法显得尤为重要。
同步工程
同步工程（SE，Simultaneous Engineering）是指在汽车设计阶段进行工程化可行性分析，在设计阶段把后期制造过程中可能出现的问题暴露出来，通过产品设变、工艺优化等技术手段解决制造隐患，避免后期制造的风险。SE又称为基于可制造性的设计（DFM），它是汽车产品开发人员必备的12项技能之一。SE与传统的开发模式相比，具有同步性、约束性、协调性和一致性等特点，从而有效地缩短了产品开发周期，提高了产品的质量，降低了整车开发成本，减少了后期产品工程变更的次数。
目前，国内汽车企业都在不同深度地应用SE，长城汽车股份有限公司虽起步较晚，但是运用与推广上发展较快，通过运用SE使新开发的一款轿车开发周期缩短了2个月，产品质量也较以前有了大幅度提升。
使用的工具及软件
在进行SE过程开发中，日韩和欧美的工作方法存在差异：日韩更注重经验的作用；而欧美主要是使用专业操作软件来开展工作，其冲压方面应用的软件主要是Pamstamp、AutoForm和Dynaform，焊装所用软件为Tecnomtix、Delmia和3DCS Analyst，涂装所用软件为CADFEM，总装使用的软件主要是Variation Analysis和CETOL6。其中Tecnomtix主要分析工序的安排、焊点排布进行，Delmia主要是对生产现场进行数字化模拟，3DCS Analyst主要分析产品尺寸公差，其余主要是使用一般的三维软件通过观察数模来进行SE数模分析。把前期车型开发和生产过程中的问题整理到失效库中，并把需要在数模设计阶段就注意的问题提炼出来，作为焊装SE分析的内容。
焊装SE分析的内容及应用
焊装SE活动的内容包括数模审核、工程设计、平面布置图、MCP/MCS和特殊公差分析等，其中数模审核中包含的内容有焊接性、操作性、成本、品质和可装配性等，工程计划主要是工程计划书的制作，MCP/MCS主要是确定制件的主要控制点和控制面，特殊公差为了保证焊接及装配制件的精度，为配合制件的尺寸公差进行分析。下面分别对各项内容进行具体的说明：
1.数模审核
数模审核又叫设计检讨，目的是使产品更加满足制造工艺性要求，更加容易保证车身品质。数模审核主要依据相应的标准和前期车型失效库问题的输入来进行。在数模审核过程中还要不断地完善相应标准。现在很多汽车公司车型开发都是逆向的，对于产品逆向开发的焊装SE数模审核标准应该与正向开发标准有所差异，标准中的内容也应更多地来源于生产现场，要做到取其精华、弃其糟粕。数模审核标准举例如图1所示。数模审核完成后要输出书面的ECR，经各相关专业部门会签后反馈给产品设计部门，对设计数模进行确认与更正，并且保证数模更新与产品设计同步。
2.工程设计
工程设计是在新产品车身过程开发过程中，根据产品、生产基本要素等条件，合理安排工位数量，设备、工装、人员、作业内容及作业方式等，对所涉及到的工程技术、工装设备进行程序化规定，形成最佳工艺流程和技术规格，使过程开发成本降到最低，同时制造出高品质产品；工程计划主要包含的内容有工位名称、运输方式、占地面积、使用设备、工装名称及数量、人员数量、生产节拍、作业内容及操作时间、装入件明细、焊点数量。工程设计要输出工程计划书，并在车型开发过程中不断完善。
3.车间平面布置图
车间平面布置图是将工程计划中以工位为单元的平面图合并在一起，并综合考虑工位间距、物流、物料存放、操作方便性和安全等因素，体现出所有工装、设备的布置。其包含的内容有：线体、工装、设备基本尺寸及位置；物流通道、员工休息区尺寸及位置；工位器具尺寸、位置及物料存储位置；地面基础设施要求及相关参数；水、电和气等公用设施要求；地面、空中输送轨迹尺寸及位置；安全、照明要求等信息；设备维修点、产品返修区位置。
4.MCP/MCS
MCP/MCS即主要控制点和控制面，是夹具式样书的一部分，更是夹具设计中定位和夹紧的基本方案。
MCP/MCS设计是开发新车型及实施白车身制造工程所必须进行的工作。目的是使白车身整个焊接流程（焊接分总成到车身主焊线）中的定位基准保持一致性。其控制管理及设计要求：与车身制造有关的，包括模具、工具、装具、夹具和检具等，都看作管理的对象，都应采用统一的基准，这对整车的品质提高有很大帮助。制作MCP/MCS要考虑零部件装配稳定性、保证焊钳可达性、考虑定位面面积足够、制件装卸方便、定位面强度足够以及定位孔与定位面在各工位的统一等。
5.特殊公差分析
公差是为了保证零部件品质特性要求而设定的尺寸允许变动范围，而公差规定的太小会导致制造成本的上升，设定的太大又无法满足品质要求。通过建立零部件公差、测量点和重点位置控制方法，保证从零部件到车身总成均为合格状态。公差分析一般分为一般公差和特殊公差，必须在模具加工之前完成。一般公差通过相关标准制定，根据外观公差表或装配工能孔要求，通过计算公式计算公差。特殊公差的制定主要凭自己的经验，判断冲压件反弹及装配件间隙、面差情况进行设计，如图2所示，为防止因地板翻边反弹导致侧围拼装不到位，给地板翻边1.0mm的负公差。
经验制定公差
焊装SE应用的效果
长城汽车第一款采用SE的车型，在焊装方面共提出ECR 291项，采纳215项，避免后期问题整改成本约100万元。以前开发车型在标准白车身固化阶段平均需要2个月的时间，通过运用焊装SE此款车标准白车身的固化减少了近一个月，在整个车型开发周期上，比以往车型提前约2个月完成开发，提前了商品车上市的时间，也为公司赢得了市场和利润。另外通过开展焊装SE，使我们的工程技术人员在SE分析的广度和深度上都有了大幅度的提升，同时为后续车型开发积累了宝贵的经验。
结语
我国汽车自主研发水平与国际企业还存在一定差距。中国自主品牌汽车企业要想尽快缩短这种差距，必须从多个方面提升竞争力，SE是一种行之有效的方式。车身焊装SE作为SE中最重要的一个环节，必须予以高度重视，我们还要在深度和广度上不断地提升焊装SE技术实力，以此来缩短整车开发周期，降低开发成本，保证产品质量。(end)
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(4/18/2013) |
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