件。
3.3在老产品改造时
在老产品改造时,根据生产、使用 、维修过程中暴露出来的问题,对可以实现通用互换的零部件,尽可能通用化,以降低生产成本,保证可靠性,焕发老产品的青春。
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3.4企业做法
企业通常的做法是把已确定的通用件编成手册或计算机软件,供设计和生产人员选用。通用件经过多次生产和使用考验后,有的可提升为标准件。另外,以功能互换性为基础的产品通用,越来越引起广泛的重视,如集成电路和大规模继承电路的应用和互换。产品通用化所产生的社会经济效益,是其他标准化形式所无法取代的。
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3.5通用化的一般方法
在对产品系列设计时,要全面分析产品的基本系列及派生系列中零部件的个性与共性,从中找出具有共性的零部件,先把这些零部件作为通用件,以后根据情况有的还可以发展成为标准件。如果对整个系列的产品中的零部件都经过认真的研究和选择,能够通用的都使之通用,这就叫全系列通用化。
在单独设计某一种产品时,也应尽量采用已有的通用件。新设计的零部件应充分考虑到使其能为以后的新产品所采用,逐步发展成为通用件。 产品设计的通用化程度在某种意义上可用通用化系数来衡量:
通用件件数(或品种数)
通用化系数=
零件总件数(或品种总数)
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4通用化设计在实际运用中的影响
需要特别指出的是,本文所指的通用化并不等同于零部件的通用化,而是特指对总装工艺影响较大的设计结构和产品工艺要求,例如类似的布置布局、可共用的车身定位方式、统一的产品标识要求等,且通用化设计应该在产品分类的前提下进行,尺寸级别和定位档次差异较大的产品之间,不具备通用化设计的条件,对于工艺开发的改善也没有太大的现实意义。以下结合部分实例,就通用化设计对新车型总装工艺开发的影响进行探讨。
4.1通用化设计对工艺布局与物流储运的影响
4.1.1工艺布局的影响
新导入产品的差异结构和采用的新技术,是总装车间工艺布局调整最主要的诱因。如果新产品较好的采用了通用化的设计,部件虽然结构不同但采用了相同或者相似的方式与生产线结合,与设备结合,就可以尽量的共用原有的工艺布局,减少新增作业场地需求,避免大规模的改扩建主线和新增分装线体,最大限度的共用生产区域。
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例如A公司在原有微车生产线导入一款新型微客,新老产品结构相似,但副车架分装定位点分别设计在不同方向上(老产品在X向,新产品在Z向),使原有分装线体无法共用,只能再规划一片新的分装区域并设置相关的线体设备,对柔性化改造成了很大的困难。B公司也在副车架上遇到了问题,计划共线的两车型副车架结构相似,但老产品是整体框架式的,新产品是可拆分的框架,现有副车架分装线夹具改造的困难较大,总装工艺不得不在主线上为新车型安排副车间纵梁安装作业和零件存储的区域,降低了主线空间利用率。
4.1.2物流储存的影响
通用化的设计同样可以使物流仓储和物料转运受益。相似的体积形状可以大量共用存储和转运器具,即使改造,也降低了成本和难度,同时意味着不必因为产品结构的差异而新增各车型零部件专用的存储区域,从而节约了空间,降低了投入。
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例如A公司某系列两个车型的空调HVAC采用了不同的设计结构,一种可以总成的方式存储和转运,另一种只能以分散的几个部分分别储运,在两车型混线规划时,只好分别安排了存储区域,开发新的储运器具,以不同的方式转运,造成了场地和成本上的浪费。
4.2通用化设计对生产线机械化输送系统柔性化改造的影响
新车型共线,改造难度最大常常就是机械化输送系统。新产品的通用化设计可以大大简化改造的难度,减少工作量,甚至避免改造。
新车型在机械化输送系统上的改造,对于产品通用化设计的主要关注点:车身在输送系统上可行的定位方式、定位点的坐标、定位点处车身的强度、车身(包括以装配的零件)的重心位置、整车最大外形尺寸、车门的可拆卸性、车门位置和开度等等。
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结合各生产线结构,采用通用化设计使新老车型可以在输送系统上使用相同的定位方式,位置相同的定位点,对简化内饰线和底盘线的改造效果显著。定位点处车身的强度对于部分定位方式的可实现是十分重要的。例如A公司某新车,在内饰线和底盘线计划采用前部工艺销定位,后部托块支撑的方式定位(见图1),尺寸位置上没有问题,但是新车型后部与托块相对应的侧裙边较长,且只有两层钣金焊接而成,老车型为三层钣金,且裙边较短。新车型样车在机械化通过性验证时裙边因无法支撑车身重量而发生了变形。最后不得不对该部位进行了专门的设计变更以解决问题。整车在输送系统上的重心对定位方式的可行性和可靠性会产生重要的影响,需共线车型间差异不宜过大。
图1:托块支撑侧裙的定位方式
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车门的可拆卸性,决定了车门分装的工艺安排,车门位置和开度影响底盘线吊具的改造。这些方面尽量采用通用化的设计,可以减少相关的改造。例如A公司某新车型车门开度过大,开启时在底盘线与吊具干涉,在检测线和设备干涉,因为改造代价太大,最后改变车门设计,使车门能够以3个档位开启,解决了问题。
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4.3通用化设计对生产设备柔性化改造的影响
生产设备的改造,通常是新车型总装工艺开发中成本较高,工作量较大的部分。为了尽量共用设备,减少改造和新增,对生产设备的通用化设计主要体现在两个方面:
4.3.1产品结构的通用化
产品结构的通用化指在新车型设计时采用相同的结构或者相同的设备接口,从而共用设备,避免改造。例如A公司某新车型欲与同系列的一款老车型共线生产,但是原有车型轮胎螺母设计为5颗,新车型轮胎螺母设计为4颗,造成原有生产线上的5轴轮胎拧紧机(见图2)无法共用,改造的代价较大,新车型工艺只好改为手工操作。又如对于某多车型混线的总装车间,由于各车型加注罐口的结构不一致,加注设备需要制作多个加注头,在生产不同车型前进行切换,对生产组织和节拍都造成了影响。同样罐口的位置和朝向如果差异过大也会对加注设备产生改造或者新增的需求,增加成本并占用生产线空间。如果对所有同类型、同级别车型的罐口结构进行统一的通用化设计,对大体的位置朝向也进行统一,加注设备的改造可以大大减少,即在设计阶段以最小的代价解决了问题。燃油气密性检测设备使用时加油口和封闭碳罐气道时也存在类似的问题,A公司某新车型与原有车型碳罐气道封闭点设计位置不同,需要改变安装工位并增加辅助踏台,对总装工艺安排造成了困难。
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