四化在生產(chǎn)制造中的應(yīng)用淺析

王保清

（安徽安凱汽車股份有限公司 技術(shù)中心，安徽 合肥 230022）

四化在生產(chǎn)制造中的應(yīng)用淺析

王保清

（安徽安凱汽車股份有限公司 技術(shù)中心，安徽 合肥 230022）

四化是系列化、標準化、通用化、模塊化的簡稱。分析了四化從產(chǎn)品設(shè)計到制造過程中所產(chǎn)生的影響，說明了四化在提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量上發(fā)揮的積極作用。

四化；原材料；模壓件；工裝；裝配

就國內(nèi)現(xiàn)狀而言，客車在汽車制造業(yè)具有一定的特殊性。雖然各客車企業(yè)均有自己的系列化產(chǎn)品和對應(yīng)的系列化生產(chǎn)模式，但為滿足客戶需求，適應(yīng)性改動屢見不鮮。而客戶方面選擇的隨意性也較大，點單采購的情況比比皆是，給客車制造企業(yè)實現(xiàn)四化生產(chǎn)造成很大障礙。產(chǎn)品實現(xiàn)四化生產(chǎn)，減少點單模式，有利于提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量。因此，四化生產(chǎn)勢在必行。

1 四化的定義

四化是系列化、標準化、通用化、模塊化的簡稱。

系列化：即汽車生產(chǎn)廠家在幾種基本車型的基礎(chǔ)上，采用更換不同部件（如發(fā)動機或車身）的辦法，衍生出一系列的不同車型，從而滿足不同用戶需要[1]。

模塊化：汽車由多個部件組裝而成。對于局部區(qū)域可先組合為一個總成，再進行整體裝配的，該部分即為一個模塊，此設(shè)計及裝配方式即模塊化。

標準化：為在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對實際的或潛在的問題制定共同的和重復(fù)使用的規(guī)則的活動，稱為標準化[2]。對于汽車來說即設(shè)計制作的標準和方法的統(tǒng)一。

通用化：指在互相獨立的系統(tǒng)中，選擇和確定具有功能互換性或尺寸互換性的子系統(tǒng)或功能單元的標準化形式[3]。對于汽車來說實際就是部件通用化。

2 四化生產(chǎn)的意義

產(chǎn)品制造要實現(xiàn)四化，產(chǎn)品設(shè)計作為源頭需首當(dāng)其沖，其實現(xiàn)意義主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 大大提升生產(chǎn)效率

當(dāng)今社會信息化高度發(fā)達，汽車生產(chǎn)也進入了網(wǎng)絡(luò)信息化管理時代。從產(chǎn)品圖紙設(shè)計，導(dǎo)入PLM、圖紙審核無紙化，BOM清單的自動生成，到生產(chǎn)與設(shè)計的信息共享，大大縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期。這一切都需要系列化、標準化、通用化、模塊化的支撐，反之龐大的數(shù)據(jù)庫不僅會給軟件本身維護造成高額的成本，更重要的是倘若頻繁出現(xiàn)數(shù)據(jù)的混亂，誤導(dǎo)生產(chǎn)，在反復(fù)的確認過程中消耗大量的人力物力，給企業(yè)帶來的損失是不可估量的。

目前國內(nèi)主要客車廠已經(jīng)意識到四化設(shè)計的重要性，特別是部分龍頭企業(yè)已經(jīng)有了很大改善。他們發(fā)現(xiàn)問題后不斷優(yōu)化，經(jīng)過長期的積累，建立起自己的標準零部件和小總成件庫。設(shè)計人員在繪制圖紙時只需輸入想要的規(guī)格（包括材料規(guī)格和工件尺寸規(guī)格）系統(tǒng)會自動查詢，找出相同或類似標準件。如需新建標準件，需通過多重審核后才能獲批，通過系統(tǒng)管理實現(xiàn)標準化和通用化。這種模式不僅可大大縮短設(shè)計人員的繪圖時間，最關(guān)鍵的是按這種方式運行車間可提前備料，縮短交貨周期。

2.2 直接影響工藝規(guī)劃

表面看四化設(shè)計與工藝規(guī)劃聯(lián)系不大，但仔細分析其實不然。上面分析到設(shè)計實現(xiàn)四化后會建立數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫一旦建立，那么型材的種類就會確定。根據(jù)前期統(tǒng)計我公司全承載骨架整車管材件數(shù)量平均高達1000多根，如此龐大的管材件量，加之車型種類多，型材種類數(shù)量可想而知。型材種類多會產(chǎn)生什么樣的影響呢？

首先，備料區(qū)面積大大增加。不完全統(tǒng)計，2014年我公司型材種類數(shù)量多達一百多種。原材料廠家是定期根據(jù)需求送料，這就要求主機廠必須規(guī)劃材料庫進行備料。種類越多材料的面積越大。后期公司高度重視，制定了詳細計劃加以規(guī)范，經(jīng)過多年的標準化實施，目前型材種類已減半，并仍然按照計劃在削減。

其次，型材種類繁多帶來另外的影響就是設(shè)備智能化難以實現(xiàn)。智能化設(shè)備最大特點即要求產(chǎn)品標準化，這樣設(shè)備能夠按照既定的模式高效完成生產(chǎn)任務(wù)。如果產(chǎn)品頻繁改動，那么設(shè)備調(diào)整程序的時間要遠遠高于實際生產(chǎn)時間，引進先進設(shè)備的意義就大打折扣，同時車間也不會認可，推行阻力加大。這一點在先進的下料機上也不例外。例如前期我公司購進管材激光下料機，這種設(shè)備下料精度極高，帶有自動上下料機構(gòu)，使用十分方便。但在對接初期就存在這樣的問題，每天下料型材種類多，剛吊上一個種類型材很快下料完成就要換另一類，同類數(shù)量少，頻繁的更換型材和調(diào)整程序浪費大量時間，下料效率大大降低，高效的價值完全體現(xiàn)不出來。

2.3 四化設(shè)計保證工裝精度

客車車身制作過程中，高精度的骨架一方面需要精準的下料，另一方面就是通過高標準的夾具定位、夾緊，確保定位精確和焊接變形小。對于工裝來說，高精度和多變形不可兼得，也就是說如果想實現(xiàn)一個工裝多用途通用性好，勢必會犧牲部分定位夾緊精度。所以通常來說，一個總成件都有對應(yīng)的一個工裝。這就需要產(chǎn)品設(shè)計過程中盡量減少模塊的種類和盡可能減少模塊的變形，否則投入巨大，或者因為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整而修改工裝導(dǎo)致其精度大幅度下降。盡可能實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的標準化、通用化和系列化，才能實現(xiàn)每個工件均有工裝一一對應(yīng)性。四化設(shè)計對工裝的另一個主要影響在于實現(xiàn)自動化焊接設(shè)備的投入。為什么客車實現(xiàn)機器人自動化焊接難度大，目前僅有部分小總成實現(xiàn)了機器人焊接，問題也在于此。頻繁變動導(dǎo)致工裝夾具的頻繁更換和自動化設(shè)備程序的頻繁調(diào)整。更換工裝和調(diào)整程序消耗過多的時間導(dǎo)致生產(chǎn)效率大幅度下降。

2.4 四化設(shè)計保證模壓件質(zhì)量

我公司通過近幾年的產(chǎn)品系列化和通用化的優(yōu)化梳理，在很大程度上提升了產(chǎn)品模壓件的質(zhì)量。目前優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定、可靠的模壓件，也是主流客車廠廣泛采用的類型還是鑄鋼模件，但鑄鋼模開模費用相對較高，且開模周期長。前期由于產(chǎn)品系列化和通用化重視不夠，經(jīng)常改動導(dǎo)致模壓件不定型，為滿足生產(chǎn)需求，只能開發(fā)低熔點件（周期短，表面質(zhì)量較差，適合小批量生產(chǎn)），甚至出現(xiàn)對開發(fā)好的模壓件切割再拼焊現(xiàn)象，表面平整度差，刮灰后市場反饋開裂，產(chǎn)品質(zhì)量得不到保障。目前經(jīng)過整體梳理，幾個系列車型全部有完整的鑄造鋼模模壓件，即使局部調(diào)整也要求模壓件區(qū)域不予調(diào)整，大大提升了產(chǎn)品質(zhì)量。

3 四化影響焊裝和裝配工藝

這里主要說明模塊化、標準化和通用化對生產(chǎn)節(jié)拍的影響。此三化對于焊裝和裝配來說在提高生產(chǎn)效率和提升產(chǎn)品質(zhì)量上意義重大。焊裝車間主要表現(xiàn)在小總成通用模塊化、大片總成模塊化生產(chǎn)。裝配種類更多，例如我公司目前推行的儀表臺線束模塊化、風(fēng)道服務(wù)器模塊化、整體管排模塊化等等。實現(xiàn)模塊化達到以下目的：

（1）可實現(xiàn)線下裝配，線上整體安裝，大大減少工位工序時間，縮短生產(chǎn)線節(jié)拍。

（2）線下預(yù)裝，不僅時間充足，而且操作方便，可有效控制產(chǎn)品質(zhì)量。

（3）如安裝件為外配套件，這種方式可前移至配套商，降低企業(yè)成本。

4 結(jié)束語

雖然客車和乘用車生產(chǎn)方式在四化道路上還有很大差距，但隨著客車業(yè)的發(fā)展，四化制造是未來發(fā)展的必然趨勢。四化制造能讓產(chǎn)品質(zhì)量更可靠、生產(chǎn)過程更高效，是客車企業(yè)減負保質(zhì)的良藥，相信未來也能得到客戶的普遍認可，從而在客戶與企業(yè)之間形成有效的良性循環(huán)。

[1]董偉佳，牟增奎，郭正月，等.通用化、系列化、模塊化在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用[J].中國科技博覽，2013，（29）.

[2]李 偉.標準化的嶄新模式-模塊化[J].機械工業(yè)標準化與質(zhì)量，1995，（11）.

[3]趙海河.關(guān)于產(chǎn)品設(shè)計標準化問題的探討[J].機械工程師，1990，（3）.

Application analysis of the four modernizations in manufacturing

WANG Baoqing
（Technical Center,Anhui Ankai Automobile Co.,Ltd.,Hefei 230022,Anhui China）

The four modernizations is the abbreviation of serialization,standardization,generalization,and modularization.The influence of the four modernizations from the designing process to the manufacturing process has been analyzed.The positive role played by the four modernizations in improving production efficiency and product quality has been illustrated.

Four modernizations;Raw materials;Stamping parts;Tooling;Assembly

TH162

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.03.028

1672-0121（2017）03-0103-03

2017-01-08；

2017-03-05

王保清（1965-），男，工程師，技術(shù)部部長，從事機械設(shè)計。E-mail：304898405@qq.com