模块化设计在专用汽车制造中的优势及其应用示例
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    在专用汽车《及半挂车)制造领域,对于产品的设计研发管理,以往一个制造企业强调最多的是产品设计的标准化与零部件的通用化,而很少在产品零部件的集成化与产品设计的模块化细分上做过多的、硬性的要求。而在产品质量、成本、交期被车辆使用者和管理者这一购车体日益关注的今天,制造企业在产品模块的划分和集成设计上显得越来越重要。
    1.产品模块化设计、零部件集成设计的意义
    产品的模块化设计、零部件的集成设计,对企业又有什么样的直接意义呢?
    通过模块划分与集成,使其具备结构与造型的可选性、功能需求的可选性和互搭性;通过集成模块间的划分,可实现模块间的自由组合,来满足不同用户个性化、定制化需求与专项功能需求,提升企业的设计实施效率与设计质量,使模块间的焊装就像玩积木一样更具备生产作业乐趣,使企业合理开展的工艺流作业显得更简单,使平衡式生产作业模式变得更易实现。这样,也就自然使得制作效率更高效、产品质量与产品制造成本更可控:此外,通过模块划分与
结构规范、用材规范,可减少选材类型与零部件种类,可避免零部件的错用、混用,亦可避免高制成本与低质量的发生几率,还可缩短产品的设计开发周期等。
    2.专用汽车产品模块化划分的原则和依据
    专用汽车产品模块化划分,需要遵循以下原则和依据:
    《1)便于生产效率提高的工艺原则《即工艺型模块):
    《2)便于物流运输的集成节约原则《即内部物流型模块):
    (3)便于减少现场零散作业与配作的制程集成原则《即集成型制程模块):
    《4)便于运输不同物质,或用户在使用习惯上、需求上的定制型功能实现原则《即功能型定制模块);
    《5)便于不同车型间兼容同种结构模块而所需的通用性与互换性原则,或便于销售过程中用户合同变更的高适应性原则,或一线维修时的低作业难度及低维修成本原则《即通用型与互换型模块):
    《6)便于实现长制程总成的拆分与均衡原则,使其更可控、可调,来解决由此产生的生产瓶颈《即缩短单个工序制程型模块)。
    此外,在模块化划分的同时,除了要考虑以上所提到的原则外,还要考虑用户用车环境差异以及行业标准、地方法规政策等因素,来逐步完善模块的划分与集成,使其更加成熟、有效、实用:最后,还要考虑在模块问通用件库的建设,使其在车型间、品系间更易检索与组合设计,使生产用BOM表更精细化与实用化。
    3.产品模块化、集成化设计在厢式半挂车中的应用实例
    以厢式半挂车的设计制造为例,并结合不同车型问零部件单体或模块的共享性、可组装性,建立以钢结构总装配、电气路与行走系统及附件总装配为主线,以分模块为支线的柔性生产线来适应不同模块间、车型间的混线生产,以节约场地资源和便于物流管理、纠错管理、合同变更管理等《如支持车辆产中变化,提升车辆配置广度与功能需求变化的适应深度)。
    这样,厢式半挂车模块可划分或集成为:牵引装置总成模块《工艺、结构型模块)、桥轮
模块化设计的优点
行走系统集成模块《工艺、结构型模块)、纵梁组对主模块《结构型模块)、纵梁组对进一步细分为“中横梁+镶入式纵梁”小集成模块与纵梁总成模块《结构通用型模块)、边梁模块、车架进一步的集成模块《大结构件模块)、地板模块《个性化定制模块,可纳入车架大模块)、车厢顶板骨架模块《结构型模块)、侧片骨架模块《定制型结构模块)、物料在车厢地板上的栓接固定模块《定制性功能型模块)、前墙总成模块《工艺型模块)、后墙总成骨架模块《通用型结构模块)、车门模块及其细分的门杆系统模块与门骨架模块《工艺型/功能型定制化结构性模块)、厢体蒙皮模块《定制型模块)、备胎安装总成模块《通用型结构模块)、侧护栏总成模块《功能型结构模块)、后防护总成模块《功能性集成型模块)、支撑装置总成模块《功能型互换模块)、立柱总成模块《减少现场配做的零部件集成型模块或车型间通用型模块),……。
    通过这些划分或集成,来解决生产工艺上个体零部件的现场配焊问题,物料堆放空间的大与乱问题、易错用问题以及物料周转难的物流问题:通过这些工艺模块化划分将较大总成件分割为小型总成件模块,或将部分零部件集成为分总成单元体且可独立生产的模块,不但有利于物料运输,还更有利于生产作业的同步性与均衡性以达成生产计划的顺利落地。
    4.各模块的结构组成及其应用效果
    《1)牵引装置总成模块:由牵引销、牵引销加强杆、牵引销安装板、安装板纵向支承梁及横梁组成,如图1所示:
    《2)行走系统集成模块:由悬架、板簧、车轴、车轮总成、可焊接悬架的过渡承载式底架总成等分模块组成,使车架模块具备车辆多轴距的适应性、快装适应性、不同品系半挂车间共享模块及互换性与通用性,也更适宜主车架模块定型与车辆在轴距参数上形成梯度设计,降低设计周期与图纸管理,如图2所示。
    《3)纵梁组对模块:由大梁总成模块、中横梁组成,该模块适应系列梯度性轴距、前悬差异的车辆,可匹配于各种牵引车,以可减少因挂车轴距或牵引车关键参数差异而引起纵梁组对模块的种类增加,以缩短设计周期、更利于生产储备、更利于模块的存放与物料集成转移。其与牵引装置模块、行走系统模块通过后装配可构成同品系的系列挂车。因其具备通用性,该模块的制作胎具简单、夹持可靠、定位拼装效率高。如图3所示。
    《4)边梁模块:独立为前后边梁、侧边梁。侧边梁由前、后段侧边梁及铰接位置的垂直段边梁、增强性曲线造型构件等附件共同构成。根据需要增设轮眉圆弧,以与行走系统匹配,具备先期生产可选性。便于根据市场车辆使用者的体需求进行适量储备,满足现车提
车需求。亦便于该模块总成的预制与堆放,做到随用随取,如圖4所示。
    以上模块进一步集成的模块,即底盘部分之钢结构总装配一一车架合焊模块,由纵梁组对模块、边横梁、边梁模块以及其他附件组成《如储气筒支架模块、木地板模块或与木地板等厚规格的挤压成形钢地板模块集成等),如图5所示。