新能源汽车制造技术 课件05-新能源汽车及关键总成总装工艺

第五章新能源汽车及关键总成总装工艺2026.05SchoolofAutomotiveandTrafficEngineeringHeifeiUniversityofTechnology合肥工业大学

车辆工程专业课程_新能源汽车制造技术前言P2新能源汽车常用总装工艺方法主要有螺纹联接、胶粘联接、卡扣联接、铆钉联接、过盈联接、液体加注、模块化装配等方法。新能源汽车性能检测包含高压安全检测、整车性能检测和厂区道路检测三部分。本章分析了新能源汽车总装工艺特点，系统介绍了常用总装工艺及装备，对总装工艺设计、输送系统、新能源汽车性能测试进行了深入的分析，对电机、电池、专用混合动力发动机及变速器等关键总成的总装工艺进行了专门的分析。5新能源汽车及关键总成总装工艺P35.1新能源汽车总装工艺特点及简介5.2新能源汽车常用总装工艺方法及设备5.2.1螺纹联接工艺及设备5.2.2胶粘联接工艺及设备5.2.3卡扣联接工艺5.2.4铆钉联接工艺及设备5.2.5插入联接工艺5.2.6液体加注工艺及设备5.3新能源汽车总装工艺设计5.3.1总装工艺布置设计5.3.2装配工位设计5.3.3拧紧工艺设计5.3.4自动化装配工艺设计5.3.5数字化工艺设计5新能源汽车及关键总成总装工艺P45.4新能源汽车总装输送系统设计5.4.1汽车总装输送系统的分类5.4.2总装输送系统的要求与功能5.4.3制造执行系统MES5.5新能源汽车性能测试与调整5.5.1电动汽车高压安全性能检测5.5.2整车常规性能检测5.5.3整车智能传感器功能标定5.5.4整车电子电器功能检测5.5.5厂区道路试验检测5.5.6整车返工及调整5.6新能源汽车专业发动机总装工艺5.6.1混动专用发动机特点5.6.2混动专用发动机装配工艺5新能源汽车及关键总成总装工艺P55.7新能源汽车电动机总装工艺5.7.1预处理工艺5.7.2电绝缘处理工艺5.7.3零部件组装工艺5.7.4整机组装工艺5.8扁线电机的总装工艺5.8.1插纸工序5.8.2PIN线圈成形5.8.3线圈插入5.8.4扩口、扭头、焊接5.8.5涂敷、浸漆5.8.6定子工序5新能源汽车及关键总成总装工艺P65.9新能源汽车电池总装工艺5.9.1新能源汽车电池概况5.9.2新能源电池模组制造工艺流程5.9.3新能源电池模组及电池包关键零部件制造工艺5.9.4新能源电池装配生产工艺5.10新能源汽车专用变速器总装工艺5.10.1DHT总成装配关键技术5.10.2DHT总成装配流程5.1新能源汽车总装工艺特点及简介P7新能源汽车总装是将车身、动力总成（含电动力总成、混合动力总成）、动力电池包及热管理系统、电控系统、变速器、底盘部件、仪表板车灯、车门、内外饰等构成整辆车的各零件及软件高效及高质量地装配成整车的生产过程。而总装工艺是研究如何应用信息化、自动化、模块化、柔性化的技术，改造或新建的自动化装配线，优化装配工艺流程，制订装配新能源汽车零部件的更经济、高效、优质的制造工艺及技术手段，并在提高生产率的同时，保证产品的品质，降低制造成本，满足电动汽车、混合动力汽车、氢燃料电池汽车等各类车型生产或混线生产的一门学科。总装是汽车生产过程中的最后一道生产工序，整车的装配质量，很大程度上决定了整车的最终质量，而总装工艺的优劣直接影响装配质量的好坏、制造效率的高低。总装工艺规划包含厂房规划、总装线规划、线边物流规划、辅助设施规划等内容。在做规划时需要设定需要达成的目标，这些目标主要包含QCDSE（质量、成本、交期、安全、环境）五个方面的指标，并把这些目标落实到具体工艺方案中，研究及开发一些创新性的工艺措施和技术手段。5.1新能源汽车总装工艺特点及简介P8新能源汽车装配特点是零件种类多，数量大，作业内容复杂。不仅要考虑混动车型传统燃油车装配零部件如发动机、传动系、车身、悬架、车轮、转向系、制动系、空调系、内外饰件等部件的装配之外，还有考虑电动力总成、动力电池包、电控系统、热管理系统、智能化系统等电动车特殊零部件的装配及检测，装配工作量更大、工艺系统更复杂。如仅考虑生产纯电车型，则总装工艺要简单一些。新能源汽车总装工艺具有如下几个特点：1.需要考虑新能源汽车质量更大的工艺需求。新能源汽车整车质量相对同等尺寸的传统汽车要更大一些，在厂房、输送设备等设计时需要考虑载荷更大的实际需求。因此在工艺设计时需要分析计算生产线设备及厂房在生产新能源车型的载荷变化，保证其强度满足安全生产的要求。5.1新能源汽车总装工艺特点及简介P92.需要考虑新能源汽车三电及其它智能装备的装配工艺需求。新能源汽车采用了电动力总成或油电混合动力总成的三电系统（驱动电机系统、动力电池系统、电控系统）、以及新的电子电气架构、新的热管理系统、新的电器系统（高压电缆）、辅助智能驾驶系统等，新能源汽车总装工艺需要考虑这些相较于传统汽车新增的部件和软件系统的装配及检测的技术需求。在进行总装工艺规划及设计时，需要将新能源汽车的这些特点和技术要求分别体现在装配工位设计细节中、也要体现在制订过程制造质量控制方法中、更要体现在整车电气检测及一致性性能检查的项目中，以便达成汽车装配的完整性、完好性、紧固性、润滑性、密封性的技术要求，实现高效、优质、低耗生产的本质要求。5.1新能源汽车总装工艺特点及简介P10某纯电动汽车三电系统示意图5.1新能源汽车总装工艺特点及简介P113.需要考虑动力电池尺寸越来越大的装配工艺需求。动力电池包是新能源汽车的核心部件之一，而且随着续航里程的提高，动力电池包越做越大，需要设计电池包专用的合装设备。动力电池包外轮廓尺寸大、整体重量大，动力电池包与车身连接的固定点多，安装尺寸链长，装配难度大，保证合装品质和生产节拍的风险高，需要设计专用合装工装。一般应用两级浮动托盘，通过AGV+托盘双浮动补偿制造公差，实现快速精准合装。某公司汽车总装线采用“C”型车身吊具的动力电池包合装示意图。车身处于底盘线吊具上，动力电池包放置在可浮动的AGV托盘上，由多台AGV合装设备组成一条小的环线输送至车身下方，AGV与底盘线联动，人工负责电池包与车身的合装和螺栓连接。5.1新能源汽车总装工艺特点及简介P12动力电池合装示意图5.1新能源汽车总装工艺特点及简介P134.需要考虑新能源电动汽车高压安全的工艺需求。电动力驱动系统的电压一般为400V，甚至高达800V的电压，总装工艺需要检测高压系统的安全可靠性，并要在装配工艺设计时采取工艺预防措施，预防触电危险。在装配高压电器部件岗位工作的员工，需要穿戴电工鞋、绝缘手套、防电服等劳动保护用品；在装配工艺流程设计时，要考虑高压部件的装配顺序，防止搭铁短路、漏电伤人或损坏车载设备。5.1新能源汽车总装工艺特点及简介P145.需要考虑新能源汽车模块化装配程度高的工艺需求。新能源汽车总装部件的模块化程度高。现在电动力总成已经是八合一甚至是十合一形式供货；动力电池也已经融合到车身的结构设计中，如CTC(CelltoChassis)/CTB(CelltoBody)设计形式是将电池结构的一部分与整车底盘或车身地板做整合，从而实现高度集成化设计，减少零部件数量，增大电池包空间。同时电池包作为车身刚度支撑的一部分，让整车刚度进一步提升。另外如整车控制器模块、域控制器模块、热管理模块、线束模块等新型模块化部件的设计，进一步提升了整车模块化程度。一方面可减少了直供总装线的零件数量，提升了总装线的效率，另一方面也要求工艺人员在工艺设计时灵活考虑这些模块化部件的上线运输方式、线边存储方式、装配定位及质量控制方式等。5.1新能源汽车总装工艺特点及简介P156.需要考虑新能源汽车全新热管理系统的工艺需求。新能源车汽车整车热管理系统包含动力电池热管理、电机电控冷却系统、座舱空调系统及非纯电车型的发动机冷却系统。由于新能源车型热管理系统的覆盖范围、实现方式相较传统燃油汽车发生了较大改变，因此对整车热管理系统的装配工艺及检测技术等方面的要求相对更高，其技术相对更复杂。大部分的工厂热管理系统的装配工艺是在总装线外将热管理系统分装成小总成部件后再往大线装配，更为重要的是需要制订工艺及增加检测设备对装配好的整车热管理系统的密封性能进行检测，防止出现热管理系统的冷却液泄漏。5.2新能源汽车总装工艺特点及简介P16新能源汽车常用总装工艺方法主要有螺纹联接、胶粘联接、卡扣联接、铆钉联接、过盈联接、液体加注、模块化装配等方法，需要根据装配的零部件的结构特点决定其使用的装配方法，采用的装配设备与其装配工艺紧密相联。5.2.1螺纹联接工艺及设备5.2新能源汽车常用总装工艺方法及设备P17螺纹联接是汽车总装的最主要的工艺方法，包含螺钉、螺栓、螺母的连接。除动力工具不能到达的个别部位的螺纹联接采用手动扳手拧紧外，绝大部分的螺纹连接普遍采用带有扭矩控制的气动扳手或电动扳手以及伺服拧紧机拧紧。总成拧紧工具（拉普拉斯有限公司）5.2.1螺纹联接工艺及设备5.2新能源汽车常用总装工艺方法及设备P18随着对拧紧质量要求提高，采用能实时采集拧紧数据的伺服拧紧机的连接部位越来越普遍，特别是生产线上通过集成机器人、伺服拧紧机、3D数码相机等设备的智能拧紧工作站，进一步提高拧紧质量和效率，减少操作工对拧紧质量的影响，比如轮胎总成固定螺栓拧紧工作站，动力电池连接螺栓拧紧工作站等。轮胎总成自动安装设备5.2.2胶粘联接工艺及设备5.2新能源汽车常用总装工艺方法及设备P19胶粘联接工艺在汽车总装过程中的应用也较普遍，粘接零件分预涂胶和现场涂胶两种情况。第一类预涂胶零件的粘接。即预先在零件的粘接表面涂有不干胶，在装配时撕去胶表面的保护膜定位准确后粘贴在车身对应的部位上（装配前一般要用酒精清洁该部位），再用滚轮反复辊压，以便粘贴牢固。装配的设备主要有特制的定位工装和压紧滚轮，为了定位精准，有的定位工装需要进行仿形设计；为了保护零件不被损伤，滚轮也需要与辊压零件的表面形状一致，选用软硬适中的聚氨酯材料。这类需要需粘接的零部件，主要有各类铭牌、密封堵盖、标识、车门防水帘、密封胶条、衬垫、隔音材料等。5.2.2胶粘联接工艺及设备5.2新能源汽车常用总装工艺方法及设备P20第二类需要在现场涂胶的零件。主要有挡风玻璃、天幕玻璃、三角窗玻璃等。另外有些车型的车门防水膜、内饰顶棚也采用现场涂胶粘接工艺。这类零部件在涂胶及粘贴前，需要对玻璃涂胶部位进行清洁后均匀地涂一层底涂，干燥后再在底涂上涂玻璃胶，对应的车身上粘贴部位也要均匀地涂上一层底涂，等底涂干燥后，再将涂有玻璃胶的玻璃准确定位安装到车身上，并要施加一定的力进行按压。现在基本上都是采用机器人自动装配工作站来完成风窗玻璃、天幕玻璃的粘接，包含车型识别、取件、清洁、底涂、涂胶、定位、安装、压紧、检测等全部工作。三角窗等小块玻璃一般采用机器人自动涂胶+手工装配的方式。需要注意的是底涂要涂抹均匀，不能露白，涂胶轨迹、胶型及胶高要符合产品技术要求，且不能有断胶、气泡、杂质，涂好胶的玻璃要在规定的时间内完成粘接，尤其要注意交接班时间、中场休息时间、设备发生故障时已涂胶玻璃的粘接也应在工艺规定的时间内完成，否则要对已涂胶的玻璃进行返工处理。挤涂的胶型断面尺寸一般为底部宽8mm、高12mm等腰三角形。5.2.2胶粘联接工艺及设备5.2新能源汽车常用总装工艺方法及设备P21胶粘联接的工艺要点主要是定位要准确、压紧力要适当，被粘贴的表面要清洁干净，底涂要均匀，涂胶轨迹要正确，挤涂的胶型尺寸要合格，粘贴件的环境温度要满足胶接的技术要求等。三角窗玻璃自动涂胶机设备风挡玻璃涂胶机器人设备5.2.3卡扣联接工艺5.2新能源汽车常用总装工艺方法及设备P22卡扣连接工艺是汽车内外饰件装配的一种重要的工艺方法，在总装线上通常用于塑料件或橡胶件与车身之间的联接，也用于线束与车身之间的固定连接。汽车装配卡扣是用于一个零件与另一零件的嵌入连接或整体闭锁的机构，通常有塑料材质和金属材质两种，常见的汽车卡扣，其材料通常由具有一定柔韧性的塑料材料构成。70%以上的汽车卡扣都是塑料材质，只有不到30%的卡扣会选择金属材质。卡扣连接工艺的特点是安装效率高、连接成本低，拆卸方便，有些部件甚至可以做到免工具拆卸；另外卡扣连接工艺安装方便、定位精准、装配后的外观质量美观。采用卡扣连接工艺固定的主要汽车零部件有前/后保险杠总成、车身护板、密封胶条、门内饰板、车身内饰板、前围隔音垫，以及各类管路与车身的固定、线束与车身之间的固定等。5.2.3卡扣联接工艺5.2新能源汽车常用总装工艺方法及设备P23卡扣连接的工艺要点主要是相互连接零部件一致性要好，卡扣和连接孔应在同一轴线上；需要根据装配卡扣的样式配备合适的卡扣装配工具比如橡胶锤、卡扣钳等，以便操作工人能大批量的装配，保证卡扣的装配质量；另外在冬季对于卡扣连接的橡胶件、塑料件、线束及其塑料卡扣需要放在恒温箱中加热后，再装配到车身上，否则易出现装配困难及装配质量不良。5.2.4铆钉联接工艺及设备5.2新能源汽车常用总装工艺方法及设备P24新能源汽车采用了较多的铝合金及复合材料零部件，可以体现铆钉联接工艺优势，能够应用在汽车总装车间的一些特殊装配工序上。利用铆接设备促使铆钉产生塑性变形来连接两个零件，铆钉头在铆接设备冲击下变形，形成连接两件的突起；铆钉杆膨胀并出现镦粗，形成过盈配合进一步紧固两个零件。根据工艺是否需要加热，常规铆接可分为冷铆和热铆。如果铆钉直径较小，则无需加热。如果铆钉直径较大且铆钉材料为钢，则需要热铆以辅助材料流动。对于形状细长的铆钉，铆钉头部需要加热，以免断裂。自冲铆接（Self-piercingriveting）工艺。自冲铆接是一种冷成形连接技术，它通过液压缸或伺服电机将铆钉直接压入零件板材中。该技术克服了传统铆接如外观差，效率低且工艺复杂等许多缺点。可一次完成冲孔和铆接，可在不破坏涂层的情况下接合涂层板。半管状铆钉是自冲铆接中最常用的铆钉。它所生产的接头不仅具有较高的静强度和疲劳强度，而且可以大大减轻结构的重量。自冲铆接可以实现机器人自动化操作，该自冲铆接系统是由机器人、SPR自冲铆接枪头、动力和控制单元、送料单元及其它外围设备组成，在轻合金和异种材料的连接中仍将发挥主导作用。5.2.4铆钉联接工艺及设备5.2新能源汽车常用总装工艺方法及设备P25如非承载车身的汽车车架总成一般由纵梁、横梁以及纵梁上的各种附件等通过机器人自冲铆接系统将各种规格铆钉铆接后拼装而成，不仅铆接质量好而且生产效率高。机器人铆接工艺的要点，需要设计合理的工装，保证各部件固定并贴合到位。如果没有正确的工装来固定需要铆接的工件，则会出现掉钉，歪曲，翻转，铆偏，松动、变形等问题。车身自动铆接设备5.2.5插入联接工艺5.2新能源汽车常用总装工艺方法及设备P26一些管类零件及线束联接件往往采用插入联接工艺（插接工艺），如油管、空调管、冷却液管、电器线束插接件等。对于有自动卡紧装置的插入联接零件在要做到一插二拔三听响，即连接件要插到位，插入连接件后要反向拉一下检查其是否插接牢靠，如在装配时听到“咔嚓”声则表示装配合格。对于带有“O”型密封圈的零件如空调管，连接时要保证密封圈上有适量的压缩机油，防止插接装配时划伤密封圈。装配液体管路时需要与周围的零件有一定的间隙，防止在汽车运动时发生擦碰，导致管路破损。各种软管与硬管的连接，其套入深度应保证软管端头超出其卡紧卡箍8~15毫米。5.2.5插入联接工艺5.2新能源汽车常用总装工艺方法及设备P27插接工艺的要点是插接必须插到规定的位置；插入时要对接准确，防止损坏插接件；插入连接必须牢靠，确保反锁机构起作用；插接装配时位改善装配困难，可在插接件上涂适量的润滑液，但要防止润滑液对系统的污染，一般采用与系统相同的润滑液体做装配润滑剂，如空调管安装采用压缩机油做润滑液，装配冷却液管时可在采用冷却液做润滑剂。5.2.6液体加注工艺及设备5.2新能源汽车常用总装工艺方法及设备P28液体加注工艺是指装配时采用专用设备对增程专用发动机机油、变速器齿轮油、电动力总成冷却液、动力电池冷却液、散热器冷却液、制动液、空调制冷剂、挡风玻璃洗涤液、燃油等各种液体进行在线充填的方法。发动机油、变速箱齿轮油、挡风玻璃清洗液的液体采用定量加注机充填；动力总成冷却液、动力电池冷却液、散热器冷却液、制动液、空调制冷剂则采用抽真空加注机进行充填法，抽真空时一般要进行管路系统负压密封检测，负压密封性能不合格则不能充填液体；制动液、空调制冷剂等在进行真空充填前，大部分企业还要采用正压密封测试设备进行充填氮气检测其密封性，只有在正压密封检测合格的车辆才能进行后续的抽真空充填液体工序。5.2.6液体加注工艺及设备5.2新能源汽车常用总装工艺方法及设备P29新能源汽车比传统燃油车多了电池包冷却液、电机冷却液，加注的液体种类更多、冷却液的加注量更大，为了提升工位效率和加注质量，在高节拍的总装线上需采用多合一组合式加注机。例如70JPH的总装线一般采用三台组合式四合一加注机（发动机防冻液、电池包防冻液、洗涤液、空调正压检测），及4台组合式三合一加注机（制动液、冷媒R134a、电机防冻液）。液体加注工艺的要点是在液体充填前要对管路系统进行密封检测，液体加注量要精确计量。加注机检测设备选型要合理先进，液体加注工艺要进行充分验证。5.2.6液体加注工艺及设备5.2新能源汽车常用总装工艺方法及设备P30液体加注机组合多功能液体加注机5.3.1总装工艺布置设计5.3新能源汽车总装工艺设计P311.工艺布置设计原则总装车间平面布置设计需要遵守一下的一般原则。整改设计过程中要重视起始阶段的既定的理念以及设定的前提条件；遵照制造工艺顺序，满足质量管理要求，使生产和物流的流向合理；既有利于生产，又使占地面积小，运输线路最短，以求缩短周期，提高生产率；保证操作方便，安全生产和工人健康，车间内使人行道与生产线平行，尽量避免人流、物流和车流相互交叉；适当预留未来技术发展、新产品规划的发展空间。工艺布置要综合考虑所有已知要素，以相关法规为基准，做到整体上安全适用、技术先进、环保节能、经济合理、施工简便、维修方便，同时也要充分考虑与所在地域自然和人文环境的融合，有利于提升企业形象。工艺平面布置设计的具体原则总结为以下6项：5.3.1总装工艺布置设计5.3新能源汽车总装工艺设计P32①简单化。总装线的布局应当与本企业的产品特性、生产规模、组织管理方式等相适应，尽量单纯化布置以求管理的简单化。②最短移动距离。充分考虑物体的流向以求消除移动及停留，达成同期化生产，尽量缩小生产周期。③有效利用空间。有效利用地面以外的空间，节省地面面积，具体可考虑空中或地下空间。④柔性化。优选技术成熟可靠、性能指标先进、有良好柔性的输送技术。为对应扩张及变更等尽可能预留空间，确保新车型、新技术导入、安全防灾对策、公害防止对策、设备保全等的空间。⑤安全保障。确保作业安全、营造舒适的作业环境，充分考虑法规要求、安全设施和安全规则。⑥经济合理原则性。应当根据产能或销售预测、产品定位、销售价格等因素，综合考虑设备的全生命周期成本，包括购入成本、使用期成本、设备残值等。优先考虑生产线运行及物流成本低、高效节能的方案。5.3.1总装工艺布置设计5.3新能源汽车总装工艺设计P33总之在开展总装工艺布置设计前，需要完成生产线主要输送设备的初步选型，明确各产线的输送设备形式。设备选型应当依据生产适用、技术先进和经济合理的原则综合权衡，选择最适合本企业的方案，取得投资和收益的平衡。总装平面布置设计需要布置总装主线、总装辅线、物流面积及通道、生产线与生产之间的转挂、生产线同步带、自动化装配岛、信息网络及信息点等。5.3.1总装工艺布置设计5.3新能源汽车总装工艺设计P342.总装主线工艺布置设计总装装配工艺主线，按照传统模式为PBS线、内饰线、底盘线、合装线、最终线、OK（商品化线）线、检测线、淋雨线、报交线等。进行总装生产设置布置时，在考虑工位数量的前提下，还应当结合总图面积及形状、涂装车间的位置、外部物流走向、路试跑道位置、成品车库位置等多重因素进行规划。PBS线：涂装车身到总装的输送线，带存储库区，喷涂完的车身需要存储并按既定生产顺序上线，PBS存储一般设置在总装工程。PBS线一般布置在总装车间的空中二层，将排好生产顺序的车身输送至内饰线。内饰线：承接PBS线的车身，装配汽车内饰零部件。一般布置在地面层，按两条线循环平行布置，线与线之间可采用布置在地面、地下或空中的自动化设备进行移行。5.3.1总装工艺布置设计5.3新能源汽车总装工艺设计P35底盘线：承接内饰线装配的车身，完成底盘零部件装配。一般布置在空中二层，按两条线循环布置。合装线：完成底盘总成与底盘线上的车身合装，一般布置地面层，与底盘一线相邻。电池包合装线：动力电池包合装主要分为整体合装和单独合装两种工艺路线。如采用电池和前后副车架总成一起整体合装的方式，则生产线布局与传统汽车生产线类似，无需做大的调整。如采用电池包单独合装的方式，常见的两种方案：一是在靠近底盘线末端位置增加电池包合装工位；二是在底盘线和最终线之间增加电池包合装线用于电池包及其相关部件的合装。对于高节拍装配线，一般建设电池包专用合装线，采用地面线和空中线相结合的方式完成动力电池包与车身合装。5.3.1总装工艺布置设计5.3新能源汽车总装工艺设计P36最终线：完成底盘合装后的剩余零部件的装配及整车电脑初始化、软件灌装等工作，一般布置在地面层，根据工位的数量可布置为一条线或两条环线形式。商品化线：完成整车内外观检查及在线调整等工作，一般布置在地面层，最终装配线之后。整车检测线：完成整车前束及灯光调整、性能检测、电气功能软件标定、整车电检等项目的检测及调整，一般布置在商品化线之后。只有整车检测合格的车辆才能出总装车间进行路试。电动汽车的智能化水平越来越高，车载各类传感器、车载电脑越来越多，不仅要在检测线完成整车功能及电气系统的检查，更重要的是需要进行这些传感器和系统的标定及测试，因此新设计的检测线往往都需要融合检测和标定的设备，并统一规划设计，提升检测效率。5.3.1总装工艺布置设计5.3新能源汽车总装工艺设计P37随着车联网和智能化技术发展，法规要求的强制检测项目越来越多，检测线的工艺布置设计时需要考虑预留一定的空间面积。整车性能检测线工艺布置设计一般按以下工艺流程布局：颠簸带—四轮定位台—大灯调整仪—侧滑试验台—综合转毂试验台—静态制动力试验台—充放电检测—360全景影像系统标定—ADAS系统标定—智能驾驶雷达标定—多摄像头系统标定—车载电脑通讯及故障诊断。淋雨线：进行整车水密性能检测，可在路试之前进行，也可在路试之后进行。新能源汽车一般在路试时要进行涉水性能检测，为避免涉水试验对淋雨检测的水密缺陷判断的干扰，因此将新能源汽车的淋雨检测线布置在路试之前更为合理一些。5.3.1总装工艺布置设计5.3新能源汽车总装工艺设计P383.总装辅线工艺布置设计总装辅线的布置需要根据主线的位置及形式、自动转接需求、便利化物流、合理利用空间、经济合理等原则进行工艺布置设计，包含车门线、动力总成线、仪表板总成线、热管理总成线、动力电池包线等大部件输送线等。1）车门线。车门零件装配及车门缓存存储输送线。布置在车间内合适的位置，一般分地扪层和空中层两部分。分装在地面层完成，缓存段布置在空中二层平台。2）动力总成线。新能源专用发动机分装、动力总成集成、动力总成存储及输送。一般装配段布置在地面层，存储及输送段布置在空中二层。3）车架装配线。对于硬派越野车、客货两用车、商用车等车型是带有车架的，需要在总装车间布置车架装配线。车间线布置在底盘线附件的地面层。4）保险杠线。保险杠输送线一般布置在空中二层。5.3.1总装工艺布置设计5.3新能源汽车总装工艺设计P395）仪表板线。完成仪表板总成分装及输送，一般布置在地面层靠近仪表板总成与车身合装工位的位置。6）轮胎/座椅线。完成轮胎总成/座椅总成的总成的输送，一般布置在空中。7）电池包输送线。完成动力电池包临时存储及输送，一般布置在靠近动力电池包合装的工位附近，可以布置在空中也可布置在地面层。如布置在地面层，需要避免对地面物流通道的影响。8）热管理总成分装及输送线。热管理总成分装线一般布置在主线附近的分装区，分装好后的热管理总成通过AGV自动输送到主线上的装配工位。9）其它辅线。风挡玻璃输送线、顶棚输送线，天窗/天幕输送线，需要根据具体情况这些零部件的装配工位附近空中或地面层，要考虑便于运输、对物流通道的影响小以及成本。5.3.1总装工艺布置设计5.3新能源汽车总装工艺设计P404.零部件物流及通道工艺布置设计总装工艺布置规划不仅要考虑好生产线的布置合理、流程顺畅，而且要考虑总装零部件物流面积及物流路径布局经济、高效、安全、便捷，减少物流与人员流动的交叉、物流车辆与装配好的整车流的交叉，物流布置设计的总体原则：1）一次物流最好三面供给，最大限度减少零件搬运距离，生产物流与整车物流合理分流。2）小件物流最大化地按辆份集配（KIT）后通过AGV送至线边，跟随装配车辆一起前行，KIT化率是二次物流的重要形式。零件集配区尽可能靠近主线装配区，可分为内饰集配区、车门线集配区、底盘线集配区、最终线集配区等等。3）大件物流距离最小化、运输自动化。车间内分装的总成部品一般通过AGV或空中输送链输送至线边装配工位，外部装配的总成部品可以建设输送辅线同步输送到装配工位。5.3.1总装工艺布置设计5.3新能源汽车总装工艺设计P414）满足工厂生产工艺流程要求的前提下达成物流路径最短，最大限度地减少物流环节，减少倒运、搬运次数。5）物流路径优化。考虑地面、地下、空中物流通道，减少路径交叉及相互干扰。达成物流流向合理、物流距离短、物流路径干扰少的要求。6）物流工艺布置要考虑物料装、卸、搬、运使用机械化设备的空间、面积及通道宽度，物流容器应标准化、通用化，以便实现机械化及降低成本。7）车间物流作业区域划分为：卸货区、检验暂存区、存储区、分拣分装区、配送区、混杂区等，一般需标记在工艺平面布置图上。8）合理设计车间物流通道。一般在规划布置厂房时，首先设计通道的位置和宽度。总装车间物流通道宽度一般为4000~6000mm，通道主要根据料架大小、AGV台车尺寸、车辆转弯半径及车辆装卸货时留有其他车辆通过的空间来确定，根据实情在车道两侧或单侧设置1.2米的人行道，供人通行。在通道规划时需了解车间整体布局、物流门、车间周围环境、线旁物料摆放地点、运送频率等因素。物流路线尽量保持直线、畅通、移动距离最短。5.3.1总装工艺布置设计5.3新能源汽车总装工艺设计P425.信息网络及信息点工艺布置设计随着总装车间生产线的运行及管理向信息化、自动化、数字化、智能化方向发展，需要同步发出各类信息指令、实时采集各类数据、管理自动化设备，及时处理生产中出现的各类异常等。需要根据工艺及管理的需求完成信息网络及信息点工艺布置设计，明确信息网络走向、信息点位置及数据传输通道等。6.总装常见工艺布置方案总装输送线的布置工作需要结合生产线体规划长度，在满足装配需求的同时，也要保证物流路线畅通以及安全通道畅通，实现生产面积最大化节约，满足总装工艺布局合理性。5.3.1总装工艺布置设计5.3新能源汽车总装工艺设计P43目前比较流行的布局方案有H型布局、S型布局、T型布局、U型布局、L型布局等，分述如下：1）“H”型布局。适用于车间长度方面无制约条件，可将内饰及底盘、最终装配线按照H型两边布置；此种方案物流区可分为小件及大件暂存，物流配送将更加清晰顺畅。2）“S”型布局。此种布局车间宽度方面要求较大，可以有效利用场地面积。工艺区及物流区两边分开，物流要绕线配送，返回路线较长。3）“T”型布局。此布置方案占地面积最大，适合产能较大、总装面积充足的项目。通常是内饰线及最终线布置在两侧，底盘线垂直于内饰线及最终线布置于中间。此种方案物料配送是最方便最合理的。“T”字区域是生产装配区，物流区域在T字区域的两翼，且分装线也在物流区域内，并与主线垂直，这就保证了物流运输距离短、时间短、效率高，满足了生产线生产需求。且在物流区域外有卸货区，便于物流区外协件运输。缺点是受环境制约，需要保证充足的生产线占地面积。5.3.1总装工艺布置设计5.3新能源汽车总装工艺设计P444）“U”型布局。此方案适合产能较小的项目，或是在场地方面有严格限制的项目。其特点是：物流配送时间缩短，效率大大提升；装配线侧面留有较大空间，能够有效利用，留于外协件配套区与总成生产区。5）“L”型布局。“L”型布局既保证了总装车间便捷的物流条件，又兼顾了物流周转库房的布置，厂房线体简洁整齐的布局形象；厂房具有良好的通风采光环境，既美观又经济实用。5.3.2装配工位设计5.3新能源汽车总装工艺设计P45新建工厂进行新车型生产准备或者将新车型导入老工厂进行生产准备，都要开展新车型装配工序设计。1.工序属性的划分特殊特性是指可能影响产品的安全性或法规及相关技术标准符合性、配合、功能、性能或其后续过程的产品特性（产品特殊特性）或制造过程特性（过程特殊特性）。特殊特性可分两类，关键特性（CC）与重要特性（SC）。关键特性是指那些与政府法规符合性或产品功能安全性相关的特性，并包括在控制计划之中的需要特殊生产者、装配、发运或监控的产品要求（尺寸，规范，试验）或过程参数。重要特性是指那些显著影响顾客对产品满意程度的产品功能、过程参数、试验要求的特性，其质量策划措施应包括在控制计划之中。需要在装配工位的显著位置安装工序特殊特性标记牌，明确其特殊特性要求。特性标识符号要按照公司的统一规定填写。5.3.2装配工位设计5.3新能源汽车总装工艺设计P46

5.3.2装配工位设计5.3新能源汽车总装工艺设计P47

5.3.2装配工位设计5.3新能源汽车总装工艺设计P484.工位节距设计影响工位节距的因素较多，应当从人员操作便利性、车型（部件）尺寸、设备安装空间等几个方面综合考虑：操作便利性、车型（部件）尺寸、集配小车放置空间、机械臂和机器人空间。工位节距的设置应在预留足够空间的情况下尽可能地短，从而控制投资。一般情况下，预留1.0m~1.5m的操作空间即可。大部分的产线的节距在5.8m~6.5m之间，根据生产车型的大小确定，如果要混流生产多种尺寸的车型，则需按照满足大尺寸车型生产设计。5.3.2装配工位设计5.3新能源汽车总装工艺设计P495.产线宽度设计产线宽度定义需要考虑产品尺寸、载具尺寸、人员操作空间、物料堆放空间、设备安装空间、物流通道、参观通道、安全距离等诸多因素。对于总装车间主线而言，一般情况下整车宽度按2.0m规划、人员操作空间按1.0m规划、线边物料堆放区域按2.0m~2.5m规划、物流通道按3.0m~4.0m规划、参观通道按1.0m规划。对于机器人自动安装作业的区域应特殊考虑，预留充足的设备安装空间。5.3.2装配工位设计5.3新能源汽车总装工艺设计P506.缓存数量设计装配工位满足了总装生产线基本的生产作业需求，但是为了满足生产排产以及突发事件的应对，在总装各线体需要设置一定数量的缓存。缓存数量一般以缓存时间为基础进行计算。7.工位布置设计工位是总装生产线上布置设备、安排工人完成相应装配任务的基本单元，工位地址提供物料运送的位置，一个工位上可安排1-3人同时工作，完成多道工序内容的装配任务。工位人员布置主要由车辆左右两侧、前后、内外组合排列构成。人员布置原则是装配工序互相没有干涉及行走路程无重叠区域；避免相邻车辆的前车辆背门区域与后车辆的前舱区域同时布置人员；避免同车辆的两侧和车体内同时布置人员。一般是同工位车辆两侧布置人员装配对称性零部件；同工位布置前舱区域和后舱区域人员；同工位可布置车体内区域与前舱区域或背门区域人员。5.3.2装配工位设计5.3新能源汽车总装工艺设计P51总装线上每个工位需要根据其所负责的装配内容配置需要的固定设备、工具、工装及其它辅助设施。工位其它辅助设施包括通用设施和专用设施，主要指工位照明、压缩空气接头、充电柜、电源插座、零件货架、加热箱、工具架、辅料柜等，可根据装配任务需要进行设计和配置。工位设施一旦确定需进行定制化管理，不能随便移动。8.工具选型设计装配工具大部分采用标准通用工具，少部分特殊工序的装配需要根据工序特性及空间位置适配特殊工具，如配有特殊拧紧头各类动力工具、带力矩控制的棘轮扳手等。有些工序的装配换需要配备定位、夹紧、辊压、导向、省力、仿形等辅助工装，这些辅助工装需要根据车型装配需要进行设计制造，精心调试合格后才能投入使用。正常情况下工位设计时要金陵选用标准通用工具。5.3.2装配工位设计5.3新能源汽车总装工艺设计P52通用工具包含动力驱动工具和手动工具。动力工具含各类气动装配工具和电动装配工具，现在装配线动力工具主要以电动为主，气动工具为辅。与动力工具配套的各类套筒、起子头、加长杆等都必须同步设计。通用手动工具主要包含“咔嚓式力矩扳手，手动棘轮扳手、橡胶锤、大力钳等工具。品种繁多，需要根据装配需要进行选配。选配需要设定力矩的工具时，设定值应选择工具量程20%~90%范围内，最好设定在工具使用范围的2/3量程处。9.工艺卡片设计装配工艺卡是说明零部件的装配位置、装配数量、装配要求、工艺参数及所需装配工具、材料等的一种指引性文件。根据产品BOM、3D数据、质量控制计划、装配调整规范等技术资料编制。用于指导操作人员装配汽车及编写相应的其它指导生产的技术文件。5.3.3拧紧工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P531.汽车连接螺栓拧紧力矩等级划分方法汽车螺栓连接决定了汽车质量的好坏，一般根据其零件的特殊特性要求及螺栓连接的重要程度划分为A、B、C级三类，即关键、重要、一般级连接。螺栓连接等级是根据产品设计的重要程度划分的，由产品设计师根据产品特性确定。在工艺设计时总装工艺人员也要根据产品特性将螺栓连接的拧紧力矩划分为关键力矩项、重要力矩项、一般力矩项，并用不同的符号标记工艺文件上，同时要针对这三类力矩项采取不同的拧紧工艺和管控方法，选用的拧紧工具精度要高于拧紧力矩要求的精度，制订的拧紧工艺要能保证检测的拧紧力矩在合格范围内，并持续保持连接零件间的夹紧力不衰减。5.3.3拧紧工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P542.汽车螺栓连接拧紧工艺设计汽车底盘零件连接螺栓拧紧力矩基本上是安全力矩（A类连接）或重要力矩（B类连接），正常使用情况下螺栓连接不能失效。随着拧紧工具及拧紧技术的进步，汽车生产上的底盘连接螺栓拧紧工艺也在不断进步。1）一次冲击法拧紧工艺。采用冲击式气动扳手或油压脉冲气动扳手拧紧，由于冲击式气动工具和油压脉冲式气动工具都不是定扭拧紧工具，拧紧力矩不能得到有效控制，冲击式气动工具的拧紧力矩精度只有一个大概的范围，拧紧力矩几乎不受控制，全靠工人的手感。油压脉冲式气动工具拧紧力矩精度虽然比冲击式气动工具的精度提高了不少，拧紧力矩偏差大，轴向夹紧力分散度＞±35%，存在未正常拧紧或螺栓滑丝、拉断等连接风险。2）二次力矩法拧紧工艺。对于关键项或重要项拧紧工序则采用二次拧紧法保证拧紧质质量。采用定扭式气动扳手一次拧紧+力矩扳手手动二次拧到规定的力矩，一般用定扭气动扳手拧到规定力矩的下限或中限，再用力矩扳手拧到规定力矩值，定扭气动拧紧工具精度大约为±10%，手动力矩扳手精度大约为±5%，采用该工艺，拧紧力矩能够得到较好的保证，拧紧后的力矩精度为±15%，但受螺栓摩擦系数影响较大，以及与连接件之间存在的间隙等质量状态的影响，得到的轴向夹紧力的分散度可达±25%，需要配合实施强有力的力矩检测工艺，才能保证关键、重要力矩项的拧紧质量。5.3.3拧紧工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P55采用定扭式气动扳手一次拧紧+力矩扳手手动二次拧到规定的力矩，一般用定扭气动扳手拧到规定力矩的下限或中限，再用力矩扳手拧到规定力矩值，定扭气动拧紧工具精度大约为±10%，手动力矩扳手精度大约为±5%，采用该工艺，拧紧力矩能够得到较好的保证，拧紧后的力矩精度为±15%，但受螺栓摩擦系数影响较大，以及与连接件之间存在的间隙等质量状态的影响，得到的轴向夹紧力的分散度可达±25%，需要配合实施强有力的力矩检测工艺，才能保证关键、重要力矩项的拧紧质量。5.3.3拧紧工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P563）电动拧紧轴扭矩法拧紧工艺。电动拧紧轴拧紧工具其精度大约为±5%，用于力矩精度范围要求较高的关键项或重要项的螺栓拧紧，拧紧力矩能够得到较好的保证，拧紧力矩精度可达±10-15%。电动拧紧轴一般都带有控制器，可以根据工艺需要设计拧紧曲线和自动监控指标，拧紧力矩、拧紧角度、拧紧时间、拧紧过程等参数都能根据具体的拧紧工艺需要进行设定，而且不同的车型可以设计不同的拧紧曲线，实现了车型拧紧曲线自动调取、拧紧数据即时测量、自动记录、拧紧过程自动监控和报警，可建立有效的力矩追溯系统。一旦出现质量问题，可以调取数据分析。该拧紧方法受摩擦系数影响很大，也不能完全克服被连接件之间的间隙、阻碍物所消耗的拧紧力矩，得到的轴向夹紧力分散度±25%左右，如果拧紧曲线设计的不合理会导致假拧紧，特别是来件质量出现波动时，可能出现连接失效的情况。5.3.3拧紧工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P57电动拧紧轴拧紧工具5.3.3拧紧工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P584）电动拧紧轴扭矩+角度控制法拧紧工艺。为了确保汽车底盘关键项的螺栓连接有效，拧紧参数得到实时监测，则需要采用扭矩+角度控制法的拧紧工艺。扭矩—转角控制法是在扭矩控制法上发展起来的，应用这种方法，首先是把螺栓拧到门槛扭矩（大约为目标扭矩50~70%左右）后，再从此点始，拧一个规定的转角的控制方法。基于门槛扭矩+规定的转角，使螺栓产生一定的轴向伸长及连接件被压缩，从而产生所要求的螺栓轴向夹紧力。应用这种方法拧紧时，设置门槛扭矩的目的是在于把螺栓或螺母拧到紧密接触面上，并克服开始时的一些如表面凸凹不平、钣金间隙、摩擦系数变化等不利因素，通过拧紧转角获得精度较高的螺栓轴向夹紧力。由于转角是一个定值，监控到最终拧紧力矩的是分散的，得到的螺栓轴向预紧力影响精度比单纯的扭矩法高，一般分散度能控制在10%~15%范围内。5.3.3拧紧工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P593.拧紧数据自动采集与分析预警当采用电动拧紧轴扭矩法或扭矩--转角法拧紧工艺时，都可以实现实时采集拧紧数据、分车型上传和存储这些数据。生产线上每天都会生产大量的车辆，产生的拧紧数据不经可以用于追溯，更重要的是可以利用这些数据进行建模分析，开展拧紧质量趋势预警，防止出现批量质量问题。5.3.4自动化装配工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P601.自动化装配工艺设计概念新能源汽车总装能力强弱主要体现在如何实现高品质、低成本、短交期、个性化定制的目标。因此需要不断研究和提升总装线的自动化、信息化、数字化、智能化水平。汽车总装的操作工人最为密集，人员的成本压力会越来越大，可以由机器取代人去完成一些繁重、重复、危险工位的装配任务，以及由机器人去完成一些装配精度、质量要求高的工位工作任务。研究开发出更多更好的汽车总装智能化装备，推动汽车装配智能化向前发展，其中机器人自动化智能工作站是实现装配智能化重要手段之一。5.3.4自动化装配工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P61机器人自动化智能工作站总装的智能工作站主要应用在自动化装配、拧紧、搬运、检测四个方面，全自动化的智能装配站已经在新能源汽车总装线上得到了实际应用，实现了车型识别、取料、装配、检测、预警等全工序自动化。在智能工作站的广度应用上，需要结合总装线的实际情况，在智能搬运、智能检测、智能拧紧、智能装配四个方向上开发更加精细化的应用案例，不断提升总装的自动化水平。在智能工作站的深度应用上，将与车间的数字化系统进行深度融合，建立智能工作站数字化模型，形成数字孪生工作站，缩短新产品的柔性化调试及切换准备周期、更好地监控工作站的运行状态、提升其数据获取及分析处理能力，提高工作站的装配精确性和运行效率。5.3.4自动化装配工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P62机器人自动化智能工作站实物图5.3.4自动化装配工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P632.自动化装配智能工作站设计及应用汽车装配线的节拍设计越来越高，由以前的30JPH或45JPH的规模快速提升到了60JPH或70JPH甚至更高，汽车前风挡玻璃和后风挡玻璃的装配工艺正在由人工涂底涂+机器人涂胶+人工装配方式向机器人涂底涂+机器人涂胶+机器人装配方向发展，各大汽车公司的技术人员都在研究如何进一步提升全工序装配的智能化水平、过程质量保证能力、智能工作站的可靠性等。本章结合风挡玻璃全工序自动化安装的生产实际对这些问题展开研究及提出解决方案（以某款新能源经济性轿车生产实际为例进行介绍）。1）自动化装配技术方案研究。在70JPH这样高节拍的总装线上实现风挡玻璃的全工序自动化安装，需要仔细地分解风挡玻璃自动化装配的全部工序，考虑到设备的开动率，每道工序的工作时间应该控制在50秒以内，并应明确各个工序的工艺要求，并把这些工艺要求转化为对设备的技术要求，科学合理地设计玻璃装配工艺流程、选用设备规格型号。5.3.4自动化装配工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P64风挡玻璃准备：需要通过排产信息系统指示对风挡玻璃进行排序上线，排序人员工作时要对玻璃表面质量状态做出快速判断，剔除有破损、裂纹、划伤等外观缺陷的玻璃。风挡玻璃输送：一般采用潜伏式玻璃AGV将排好序的风挡玻璃自动送到玻璃分装线边定点的位置上，AGV的数量和料框的数量需要根据运输距离的远近精心计算后确定。前/后风挡玻璃上线：采用机器人自动搬运到风挡玻璃输送线线首，现在工业机器人的成本大幅度下降，使用机器人搬运灵活性大，适应性好；也可采用自动移行的其它自动化装备实现玻璃自动上玻璃分装输送线的功能。底涂玻璃输送线：底涂玻璃输送线设计为两条步进式皮带输送线，并排布置分别负责前后风挡玻璃的自动底涂工作，包含自动清洁+底涂工位、步进式输送线、玻璃对中定位升降台，预留玻璃人工清洁+返修工位、玻璃人工底涂+返修工位、玻璃胶条分装工位、人工工位升降式旋转台等。5.3.4自动化装配工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P65自动底涂工作站：自动涂胶站安装在输送线的前端，满足前/后挡风玻璃分别自动用酒精等液体清洁、自动底涂，底涂质量视觉检测、底涂挥发物抽排等工序内容，工作时由机器人携带清洁头系统、底涂头系统分别进行挡风玻璃自动清洁与底涂。底涂工作站包含自动清洁与底涂系统、机器人系统、视觉检测系统、底涂快速烘干（选装，以底涂晾干时间及效果满足涂胶工艺要求为准）及废气抽排系统等主要设备。自动移栽机构：负责前后挡风进入提升机前的汇流、空中输送换向转接、玻璃下线转接等。玻璃输送线：负责把前/后风挡玻璃自动输送到自动涂胶安装工作站，包含皮带输送线（包胶皮带）、玻璃提升机、玻璃翻转机、对中台等及其他辅助设施。5.3.4自动化装配工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P66前/后挡风玻璃自动涂胶安装工作站：为满足70JPH的节拍，前后风挡玻璃的安装分别由不同的两组机器人完成，两台视觉测量机器人和两台涂胶/安装机器人共四台机器人，完成前/后风挡自动涂胶、视觉检测定位、自动装配、压紧等系列工作内容，涂胶装配工作站包含玻璃对中定位台、供胶系统、供胶系统加热温控系统、涂胶塔、胶型检测系统、机器人、机器人夹具、车型比对和车身视觉引导系统、机盖及尾门状态检测系统等。静止安装工位：为了确保风窗玻璃的自动安装成功，需要在总装线上设置静止安装工位，在静止安装工位前后设置一个快进工位和一个快出工位。风挡玻璃安装工位一般设在线的端头，便于设计玻璃分装区和玻璃自动上线，静止安装工位与风挡玻璃智能装配站实行自动化信号互通、互锁。侧窗玻璃自动涂胶工作站：侧窗玻璃一般采用机器人自动涂胶，人工安装的方式，该工作站包含侧窗玻璃涂胶台（4个工位）、前后风挡备用涂胶台、侧窗底涂台及热风干设备、供胶系统、供胶系统加热温控系统、底涂抽排系统、涂胶机器人等5.3.4自动化装配工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P67典型的风挡玻璃安装工序流程图上件和底涂区布置在生产的端头工艺区，通过空中输送线实现底涂玻璃的输送，涂胶塔及自动安装区布置在靠线端头的线边，并预留2个质量门检查及在线返修工位。5.3.4自动化装配工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P682）信息流与实物流防错处理风挡玻璃全工序自动装配需要做好信息流和实物流防错处理，达到信息传递实时准确、装对件、装对车型、装到正确的位置、不出现装配缺陷、涂胶及间隙面差合格，因此整个装配过程所有工序间的信息获取、传递、比对、判断、异常处理就显得非常重要。5.3.5数字化工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P691.搭建车间级智能制造业务数字化管理平台自动化的硬件和数字化的软件深度融合是向智能制造迈进的必由之路，搭建各大专业车间级的智能制造业务数字化管理平台，并与工厂级或公司级的智能制造数字化管理中心互联互通，对促进智能制造的实施及深入发展有着重要的意义。以总装为例，总装智能制造业务数字化管理平台作为总装中央控制系统的各类信息管理、数据分发、数据采集、3D数模管理、大数据趋势分析、预警、决策、反馈、展示的平台，该平台管理以下数字化信息模块：全流程整车及分总成自动识别及跟踪模块、智能化拧紧工作站和关键重要力矩联网管理模块、一车一档的数字化整车装车质量精整管理模块、零件装配指示模块、质量门管理及大数据分析模块、设备预检修及故障监控模块、总装车间能源管理模块、高级排程管理模块、总装关键工艺设备管理模块、总装制造成本管理模块、设备监控管理模块、生产资源管理模块、安灯管理分析模块、总装自动化装配智能工作站监控管理模块、车间人员管理模块。5.3.5数字化工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P702.建立总装全流程3D数字化工艺设计平台产品开发部门使用3D数字化设计及仿真验证系统，提升了产开发设计的质量及效率，制造工艺部门也从2D工艺设计系统向3D工艺设计系统升级，建设全流程3D数字化工艺设计平台，形成体系化的3D数字化工艺设计系统，与产品2D数字化设计系统对接，形成新产品设计、同步工程分析、数字化样车装配、工艺方案设计、数字化工厂装车验证、产品试制、生产线小批量生产、正式投产全过程的数字化工艺设计工作，使工艺仿真分析真正融入工艺规划及设计过程中，提升工艺设计的质量和水平，减少实物装车验证的数量，缩短新产品的工艺调试周期。同时，工程师们通过该数字化设计平台，能够随时复用体系内的产品设计知识、工艺设计知识和团体智慧，代替完全靠个人的知识工作模式，也可实现工艺设计无纸化管理，提升工艺设计效率和管理水平。5.3.5数字化工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P71通过建设总装的数字化工厂，形成总装线数字模型及包含线边设备、工装、工具的3D数模，建成工艺资源库、再发防止库、技术经验库、标准工序库、质量知识库、工艺标准知识库、设备维修知识库、车型结构及电气线路知识库等；整合核心工艺数据，实现数据驱动业务，同时让工艺知识库数学化、模型化，并与产品及制造工序相联，工程师们在总装数字化工厂系统内开展新车型同步工程设计、工艺仿真分析、虚拟装车分析、工艺要望校核、新车型工艺文件设计等工作，更全面、更深度的应用各类仿真工具，实现虚拟的数字化系统对物理工厂制造系统的全面指导，打造高竞争力的模拟验证生产系统。并在工作中不断丰富工艺知识库，推动业务螺旋式迭代上升。5.3.5数字化工艺设计5.3新能源汽车总装工艺设计P72通过总装数字双胞胎技术可以推进自动化设备虚拟化调试、工艺参数的算法优化、机器人轨迹优化、升降机的节拍优化、底盘合装仿真分析等。使用数字化工具替代传统工具、传统的模式开展工艺设计和产线方案规划、新产品产线通过性分析，设备改造方案论证、变化预测分析等，推进智能制造的生产方式不断深入发展。通过3D数字化工艺设计平台，实现全工序装配仿真、整车通过性仿真、装配机器人轨迹仿真、困难作业仿真、辅助装配机械手装配动作仿真、人机工程仿真、工艺流程仿真、物流路线仿真、装配工时平衡仿真分析等；通过工艺仿真把问题发现在工艺设计阶段、解决在工艺设计阶段，并在设计阶段解决工艺规划合理性验证问题。采用数字化工艺设计平台可提升工艺文件管理水平，实现工艺文件编写一次，多个文件共享信息、保证工艺文件一致性、人员变动文件交接不出错。工艺变更履历清晰可查，产品变更后的工艺设计提醒，防止工艺变更滞后或遗漏。各基地工艺人员在同一系统内设计，知识互相借用，工艺模板通用。5.4新能源汽车总装输送系统设计P73汽车总装输送系统主要由空中悬挂输送设备、地面输送设备和升降设备等组成，其中：空中悬挂输送设备主要有空中积放链式输送系统、空中摩擦输送系统、电动单轨输送小车系统EMS等；地面输送设备主要有自导向输送小车AGV系统、滑板输送系统、板链输送系统、滑撬输送系统、地面摩擦输送系统等。5.4.1汽车总装输送系统的分类5.4新能源汽车总装输送系统设计P741.积放式输送系统积放式输送系统是过去较常用的一种总装输送系统，目前该技术基本被摩擦驱动或电驱动自行车组取代。特点是：技术成熟、设备投资较低。由于积放式输送系统采用的是链传动，因此噪音大、润滑点多、维修保养不太方便。5.4.1汽车总装输送系统的分类5.4新能源汽车总装输送系统设计P752.空中摩擦输送系统摩擦输送系统是一种具有国际先进水平的新型输送方式。摩擦输送系统改变了传统链条传动的方式，利用动力装置（摩擦轮）与工件承载介质（吊具、台板）间的摩擦力完成工件的输送，其特点是噪音小、能耗低、节能环保、维护简单、柔性大、扩能方便，但技术难度和初期投资较大。5.4.1汽车总装输送系统的分类5.4新能源汽车总装输送系统设计P763.滑撬输送系统滑撬输送系统是由多种标准单元模块组合成的组合式输送系统。滑撬输送系统输送物件的撬体依靠托滚或链条的摩擦力实现前进、后退、平移、举升、积放、旋转等功能。滑撬输送系统具有机动灵活、运行平稳、结构紧凑、接近性好等特点。滑橇旋转台滑橇输送机5.4.1汽车总装输送系统的分类5.4新能源汽车总装输送系统设计P774.滑板输送系统滑板输送系统按承载能力可分为轻型、重型和特重三个系列，分别用于小、中、重型车的输送；按板宽窄的不同分为宽滑板输送系统和窄滑板输送系统。滑板输送系统属直线输送设备，占地面积少、运行安全、使用可靠，是汽车部装和总装常用的输送设备。宽滑板输送系统窄滑板输送系统5.4.1汽车总装输送系统的分类5.4新能源汽车总装输送系统设计P78带升降平台的滑板输送系统：为了最大限度降低装配工的劳动强度、提高工作效率与装配质量。汽车制造工艺的人性化备受重视，尽量避免装配人员过高、弯曲或侧身的动作。基于人性化的要求，汽车总装生产已广泛采用升降高度自由可调的带升降平台的滑板输送系统。带升降平台的滑板输送系统5.4.1汽车总装输送系统的分类5.4新能源汽车总装输送系统设计P795.板链输送系统板链输送系统主要由驱动装置、张紧装置、机架及盖板系统、输送链板和托辊等组成，主要依靠循环运转的链板带动放置在该系统上的工件运行。根据材质的不同，它可分为钢板链输送系统和塑料板链输送系统。由于板链输送系统具有结构紧凑、运行平稳的优点，采用不带支撑的平板链对不同车型的兼容能力强、柔性好，但由于主要设备一般都布置在地坑中，其维修接近性不太理想。相比钢板链，塑料板链具有免维护的优势。该系统的应用范围较广，主要用于最终线、OK线、淋雨线和报交线等，少数车企也将其用于内饰线。板链输送系统按板宽窄的不同分为宽板链输送系统和窄板链输送系统，其中窄板链又有单板链输送系统和双板链之分。板链输送系统同样属于直线输送设备，在各类汽车制造厂都得到了较广泛的应用。5.4.1汽车总装输送系统的分类5.4新能源汽车总装输送系统设计P80宽板链输送系统5.4.1汽车总装输送系统的分类5.4新能源汽车总装输送系统设计P81窄板链输送系统双板链输送系统单板链输送系统5.4.1汽车总装输送系统的分类5.4新能源汽车总装输送系统设计P826.电动单轨输送小车系统电动单轨输送小车系统（EMS，Electricmonorailtransporttrolleysystem）是物料搬运设备革新的最新产品，在对速度和智能要求成为主要指标的特别环境下日益流行。EMS小车输送系统从其运行的轨道上取电，可满足物料在水平、垂直方向的自由输送。在各种使用场合均已证明EMS小车输送系统具有维修简单、生产效率高等特点，在同步和非同步的制造和装配线上得到了较广泛的应用。5.4.1汽车总装输送系统的分类5.4新能源汽车总装输送系统设计P837.自导向输送小车AGV自导向输送小车（AGV，AutomatedGuidedVehicle），是指具有磁条，轨道或者激光等自动导引设备，沿规划好的路径行驶，以电池为动力，并且装备安全保护以及各种辅助机构（例如移载，装配机构）的无人驾驶的自动化车辆。其通常由多台AGV自导向输送小车、控制计算机（控制台）、导航设备、充电设备及周边附属设备组成AGV输送系统。AGV自导向输送小车在计算机的监控及任务调度下，按照规定的路径行走，到达指定的作业位置后，完成一系列规定的任务，控制计算机可根据AGV自身电量决定是否到充电区进行自动充电。5.4.1汽车总装输送系统的分类5.4新能源汽车总装输送系统设计P84自导向输送小车（AGV）5.4.1汽车总装输送系统的分类5.4新能源汽车总装输送系统设计P85根据导引方式不同，可分为磁条导引、激光导引、轮廓导引和二维码导引等。1）AGV磁条导引技术早期的AGV大多采用磁条导引技术，其缺点是：①贴在地面上的磁条容易损坏，磁条的维护频繁而麻烦。②磁条导引技术的灵活性较差，若要改变AGV的行驶路线，必须要在地面上重新粘贴磁条。为了克服磁条导引的上述缺点，现已发展起来了多种新的AGV导引技术，主要有激光导引技术、轮廓导引技术、二维码导引技术等。2）AGV激光导引技术激光导引技术是在AGV行驶路径的周围安装激光反射板，AGV通过发射与采集由反射板反射的激光束确定当前的位置和方向，实现AGV的导引。激光导引技术优点是：定位精度高、地面无需设置其他定位设施、行驶路径可灵活改变、能够适合多种现场环境。激光导引技术缺点是：成本高、对环境的要求较高、适用于无遮挡环境。5.4.1汽车总装输送系统的分类5.4新能源汽车总装输送系统设计P863）AGV轮廓导引技术。轮廓导引是一种较为先进的AGV导引技术，其工作原理是先利用二维激光扫描系统对现场环境进行全面扫描测量，绘制AGV运行范围内的全景地图，AGV自动牵引小车在运行过程中不断地对周边环境（墙壁、柱子以及其它固定物体）进行测试感知并与地图进行对比实现导引，其特点是：不需要反射器和其它设置在地面上的导引装置或标识，成本相对较低。4）二维码导引技术。利用安装在AGV上的摄像头识别贴在地面上的二维码实现导引，由于贴在地面上每一个二维码的二维信息各不相同，只要将每一个二维码粘贴的位置坐标和二维码关联起来，AGV小车在行驶的过程中不仅每读取一个二维码就能准确地知道自己所处的位置坐标，而且由于AGV自动导引小车所设定的行驶路径中早已定义了经过此二维码后下一个二维码的方位，因此走完任何一个二维码后的行进方向同样早已确定，如此就可以利用二维码实现AGV自动导引小车的导引。二维码导引技术的特点是：二维码的设置既方便又便宜，因此导引装置的成本低，行驶路径可灵活改变，能够适合多种现场环境。5.4.1汽车总装输送系统的分类5.4新能源汽车总装输送系统设计P878.地面摩擦输送系统地面摩擦输送系统是空中摩擦输送技术在应用上的拓展，其主体由H型轨道、驱动装置、道岔装置、定位装置等组成。地面摩擦输送系统5.4.1汽车总装输送系统的分类5.4新能源汽车总装输送系统设计P889.升降设备为了便于装配，汽车在总装过程有些工段需要采用空中悬挂式输送设备，有些工段则需要采用地面输送设备。无论是由空中转为地面还是由地面转为空中，为了节省空间常采用升降设备实现空——地或地——空输送的转换。升降设备5.4.1汽车总装输送系统的分类5.4新能源汽车总装输送系统设计P8910.输送设备的选用对于某具体的汽车总装厂（车间），其输送设备的选用往往需根据所生产的车型、生产纲领、投资规模、总装工艺的设计综合确定。此外，由于总装工艺中的每一个装配工段有其自身的工艺特点，作业内容和作业方式存在很大的不同，因此，不同工段所采用的输送系统也会有所不同。由此可见，任何一个汽车总装厂（车间）均不可能采用单一的输送系统，往往是多种不同输送系统的合理组合。如：涂装车间与总装车间间的中转输送系统常采用滑撬输送系统，装饰一线常采用板式输送系统（宽板链输送系统或地面摩擦输送系统），车身合装线常采用积放链式输送系统或空中摩擦输送系统与自导向输送小车AGV相结合的输送系统，装饰二线常采用板链输送系统（单板链或双板链输送系统）或地面摩擦输送系统。5.4.2总装输送系统的要求与功能5.4新能源汽车总装输送系统设计P90尽管汽车的种类和结构的不同，汽车总装工艺及总装输所选用的设备都会存在较大的差异，但汽车总装输送系统的基本要求与功能却非常接近，下面以某汽车制造厂为例，简要介绍汽车总装输送系统的基本要求与功能。1.油漆到达输送系统1）油漆到达输送系统的功能与布局。油漆到达输送系统的功能主要是将涂装后的车身从涂装车间按照生产排序提供给总装车间。油漆到达输送系统犹如涂装车间与总装车间之间的中转仓库，主要由预排产储存区和同步配送延长线两个部分组成。5.4.2总装输送系统的要求与功能5.4新能源汽车总装输送系统设计P912）油漆到达输送系统的工作过程。空滑橇经返回线进入油漆线与总装线的转挂点，然后将涂装后的车身从油漆滑撬转接到总装油漆到达系统空滑撬上。经转接后车身滑橇进入8条道的储存线入口，得到预排产信息后，车身进入预排产储存区。在储存线出口，排产人员根据生产指令进行排产，将车身排入同步配送延长线。油漆到达线滑撬上的车身通过叉式移载升降机转接到装饰一线的宽板链输送线上。若需要对已排产车身流向进行改动，可通过控制系统发出修正指令，在同步输送线第2道的出口，按照修正后的信息对车身流向自动进行纠错。油漆到达输送通常还设有人工排产模式，当排产人员需要对某储存线内某条道上某处的车身进行排产时，可以先将前面的车身导出，导出的车身由预排产人员手动控制将车身导入到车身同步配送排产纠错线，车身滑撬经同步配送排产纠错线回到移行机入口，再次进入预排产区。5.4.2总装输送系统的要求与功能5.4新能源汽车总装输送系统设计P92油漆到达输送系统5.4.2总装输送系统的要求与功能5.4新能源汽车总装输送系统设计P932.装饰一线输送系统装饰一线的作业内容主要是车门拆卸及线束、顶棚、天窗、仪表板、前后风挡等零部件的装配，依据内饰一线零部件装配的特点，其输送系统常采用宽板（宽板链或宽滑板）输送方案。内饰一线输送系统的布局5.4.2总装输送系统的要求与功能5.4新能源汽车总装输送系统设计P94油漆滑橇上的车身通过转挂装置转挂至装饰一线HC1宽板输送系统的滑橇上，在完成车门拆卸、线束装配、顶棚装配等操作后进入装饰一线两条装配线之间的快速缓冲区，滑橇在快速缓冲区中通过高低齿横移链跨过物流通道进入装饰一线的HC2线，车身在宽板链上完成天窗的安装、仪表板的合装、前后风挡的安装等操作后进入转挂区，车身通过转挂从滑橇转挂至悬链吊具后即完成了整个内饰一线的工艺流程，因此从功能区域来划分，内饰一线输送系统主要包含工艺区、快速缓冲区、维修区。1）工艺区。内饰一线的全部装配作业均在工艺区内完成，包括HC1和HC2装配线。5.4.2总装输送系统的要求与功能5.4新能源汽车总装输送系统设计P952）快速缓冲区。快速缓冲区的作用是：将两条工艺线HC1和HC2连接在一起、减少其中一条线设备故障对另一条线装配作业的影响。当然，缓冲区中的车位数越多两条线的相互影响越小，但车位数太多会降低总装车间的空间利用率，所以缓冲区应设置合适的车位数。3）维修区。在内饰一线常设置2～3个维修区。维修区一，又称车辆排产调整区，当生产部门需要从线外导入车身而不是从油漆到达线排入车身时，可以将车辆从该区域导入内饰一线。维修区二的主要功能是将生产线空滑撬导出或导入装饰一线。维修区三的主要功能是将已进入内饰线但有问题的车身（缺零件或装配不当的车身）导出到该区域进行线外维修，维修完成后的车身再导回装饰一线。维修区的设置可使内饰一线更具柔性化功能。5.4.2总装输送系统的要求与功能5.4新能源汽车总装输送系统设计P963.车身合装线输送系统车身合装的主要作业内容是动力总成、汽车底盘各系统（动力总成和底盘一起又称机械部分）与车身的合装，为了便于装配，车身合装常采用悬挂输送系统。车身合装线输送系统5.4.2总装输送系统的要求与功能5.4新能源汽车总装输送系统设计P974.装饰二线输送系统车身合装完成后，余下的装配内容主要是车身底部管路连接、水箱风扇机组、灯光、信号装