H企业汽车焊装工程标准化研究

'中文图书分类号：G311密级：公开UDC：005.9学校代码：10005工程硕士学位论文M.E.DISSERTATION论文题目：H企业汽车焊装工程标准化研究论文作者：吴孝鸿领域：工业工程指导教师：臧维副教授论文提交日期:2015年9月 UDC：005.9学校代码：10005中文图书分类号：G311学号：G201211236密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（非全日制）题目H企业汽车焊装工程标准化研究英文题目HCOMPANYCARWELDINGENGINEERINGSTANDARDIZATIONRESEARCH论文作者吴孝鸿领域工业工程研究方向生产与运作管理申请学位工程硕士专业学位指导教师臧维副教授所在单位经济与管理学院答辩日期2015年12月授予学位单位北京工业大学 独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日 摘要摘要目前我国的汽车产业蓬勃发展，形成了南北几大阵营，并以区域化发展成了几大汽车集团。在这样的背景下，汽车主机厂的生产装备就显得犹为重要，相关装备生产企业纷纷围绕汽车主机厂家，去开发具有自己企业特点的生产设备、生产线体来为汽车厂家服务，但总体的设计特点及现场表征等，表现为企业特征明显，标准化程度不够，使得设备的整体质量不高，生产效率低下。针对这种市场的进化需要，H企业做了一些相关标准化工作，通过应用WBS工作分解和鱼刺图分析法，实例分析等研究方法，把原来一个相对繁杂的汽车焊装工程，一步步分解到细节，最后总结出了几个相对独立的设计、生产、施工、验收四个阶段。设计阶段通过对设计前期资料收集、图纸及设计文件的标准化、设计人员的分工合作形式、设计标准划分等进行分析总结了设计的标准化流程及标准化内容。生产阶段通过鱼刺图等分析方法对加工生产阶段的质量进行分析，在加工图纸分类、工艺、加工过程进行标准化总结。施工阶段通过对比，总结出现场的标准化流程管理图框和方法。验收阶段对验收的前期，验收中和后期服务过程进行标准化分析。通过对这几个阶段进行了标准化分析研究，总结了标准化的流程。最后以标准化产品的实例进行分析总结出标准化是装备企业的发展需要，是大之所驱。通过总结分析，H企业如果能够把原来的各阶段的非标准化发展，逐步的进行标准化，就可以进行全面过程质量控制，在很大程度上提高效率，并对相关行业也就一定的借鉴作用。关键词：工程标准化；非标化设计；汽车焊装工程I 北京工业大学工程硕士专业学位论文AbstractAutoindustryofourcountrygrowsvigorouslyatpresent,hasformedthenorthandsouthseveralcamps,andtheregionaldevelopmentbecameafewbigautomotivegroup,inthiscontext,automakersappearisimportantproductionequipment,relatedcompaniesaroundthecarandhostmanufacturerstodeveloptheirownassemblylinetoserviceforcarmanufacturers,buttheoveralldesignandliveperformancecharacteristicssignificantly,fortheenterprisestandardizationdegreeisnotenough,maketheoverallqualityoftheequipmentisnothigh,theproductionefficiencyislow.Inaccordancewiththeneedofthemarketevolution,Henterprisesmadesomerelatedstandardizationwork,workthroughtheapplicationofWBSdecompositionandbonesdiagramanalysis,caseanalysisandotherresearchmethods,theoriginalarelativelycomplexautomotiveweldingengineering,decompositiontothedetailsstepbystep,finallysummarizesseveralrelativelyindependentdesign,production,constructionandacceptanceofthefourstages.Designstagethroughtotheearlystageofthedesigndatacollection,thestandardizationofdrawingsanddesigndocuments,designpersonnelformofthedivisionoflaborcooperationanddesignstandardsdivisionanalysissummarizesthestandardizationofthestandardizationofdesignprocessandcontent.Productionstagethroughthebonesdiagramanalysismethod,carriesontheanalysisaboutthequalityoftheproductionstage,themachiningdrawingclassification,process,processstandardization.Bycomparingtheconstructionphase,summedupthesceneofthestandardizedprocessmanagementdrawingframeandmethods.Lateintheearlyperiodoftheacceptancestageofacceptance,acceptanceandstandardizedserviceprocessanalysis.Byanalyzingtheseveralstagesstandardizedresearch,summarizesthestandardizationprocess.Finallybyanexampleofthestandardizedproductanalysissummarizesstandardizationisequippedwithenterprise"sdevelopmentneeds,istheplaceoflargedisplacement.ThroughsummaryanalysisofHcompanyifyoucanputtheoriginalstandardizationofeachstageofdevelopment,graduallystandardized,canconductacomprehensiveprocessqualitycontrol,toagreatextent,improveefficiency,andtherelevantindustryhasacertainreference.Keywords:Engineeringstandardization,Non-standarddesign,AutomobileweldingengineeringII 目录目录摘要.................................................................................................................................IAbstract............................................................................................................................II第1章绪论....................................................................................................................11.1研究背景和研究意义..............................................................................................11.1.1研究背景............................................................................................................11.1.2研究意义............................................................................................................21.2国内外研究现状.....................................................................................................31.2.1国内外有关标准化的研究现状........................................................................31.2.2国内外有关汽车工程标准化的研究现状........................................................51.2.3国内外有关汽车焊接标准化的研究现状........................................................61.3研究的主要思路和方法..........................................................................................61.3.1研究思路............................................................................................................61.3.2研究方法...........................................................................................................7第2章相关理论和H企业汽车焊装工程概况.............................................................82.1工程标准化相关理论..............................................................................................82.1.1标准化相关理论介绍........................................................................................82.1.2桑德斯的七项原理...........................................................................................92.1.3松浦四郎的十九项原则.................................................................................102.2国内汽车焊装工程标准化概况............................................................................112.2.1合资汽车焊装工程标准化概况.....................................................................112.2.2国有自主品牌汽车焊装工程标准化概况.....................................................122.3H企业汽车焊装工程概况....................................................................................122.3.1H企业汽车焊装工程介绍..............................................................................122.3.2H企业在汽车焊装工程中存在的标准化问题..............................................132.4本章小结...............................................................................................................14第3章H汽车焊装工程标准化阶段划分....................................................................153.1H汽车焊装工程各阶段识别................................................................................153.1.1WBS方法概述................................................................................................153.1.2H企业汽车焊装工程分解..............................................................................163.2设计阶段...............................................................................................................183.3生产阶段...............................................................................................................19III 北京工业大学工程硕士专业学位论文3.4施工阶段...............................................................................................................193.5验收阶段...............................................................................................................203.6本章小结...............................................................................................................20第4章H汽车焊装工程各阶段标准化分析................................................................214.1H汽车焊装设计阶段标准化分析........................................................................214.1.1初设阶段的前期资料收集.............................................................................214.1.2初设阶段相关甲、乙等几方的情况分析.....................................................214.1.3图纸及技术文件的标准化.............................................................................214.1.4设计阶段的人员分工合作形式.....................................................................294.1.5设计阶段的设计标准划分.............................................................................304.2H汽车焊装工程加工阶段标准化........................................................................304.2.1鱼刺图法综述..................................................................................................304.2.2用鱼刺图法对加工阶段质量进行分析.........................................................314.2.3图纸的分类标准管理.....................................................................................314.2.4加工前工艺的标准化.....................................................................................314.2.5加工过程标准化.............................................................................................324.3H汽车焊装工程施工阶段标准化分析................................................................334.3.1准备期标准制定..............................................................................................334.3.2现场标准化管理.............................................................................................334.3.3调试过程标准化.............................................................................................334.4H汽车焊装工程验收阶段标准化分析................................................................334.4.1焊装工程验收标准化.....................................................................................334.4.2焊装工程后期服务过程标准化.....................................................................334.5本章小结...............................................................................................................33第5章H汽车焊装工程夹具标准化分析....................................................................345.1夹具的标准化案例概述........................................................................................345.1.1焊接夹具的概念..............................................................................................345.1.2焊接夹具包含内容.........................................................................................345.1.3焊夹设计的基本原则.....................................................................................355.2夹具的设计标准化................................................................................................365.2.1夹具设计前的前期准备.................................................................................365.2.2夹具式样书.....................................................................................................365.2.3焊夹设计的基本步骤.....................................................................................41IV 目录5.2.4装配结构树的设计规范.................................................................................525.2.52D图设计规范...........................................................................................535.3夹具的制造流程标准化........................................................................................535.4夹具的现场安装标准化........................................................................................545.5夹具标准化后的效果分析....................................................................................545.6本章小结...............................................................................................................55结论..............................................................................................................................56参考文献..........................................................................................................................57致谢................................................................................................................................59V 第1章绪论第1章绪论1.1研究背景和研究意义1.1.1研究背景随着我国汽车产业的高速发展，由此所产生了围绕汽车产业的服务企业，及工程配套企业也相对增多，这些企业主要是以生产制造汽车四大工艺中的生产线，和生产线上游到下游的配套服务为主业。汽车的生产主要由四大工艺组成，即：冲压、焊装、涂装[1]和总装。四大工艺其中每一个工艺单独都是一套完整的工艺链，相关的学科与知识都不尽相同，所以每一个工艺过程都有其相对的设备及线体生产厂家。而这些厂家就是专业为四大工艺配套服务的。H企业伴随着我国的汽车工业发展一直在汽车的焊装及总装领域内为汽车生产企业服务，对这些相对比较了解和熟悉。汽车工业发展到今天都是以铁板冲压成型技术，然后焊接成白车身的，再经过涂装的电泳和喷漆再到总装装配成整车的。焊装是其中的重要一环，冲压成型后的冲压件单[2]件，只有在焊装工艺的基础上焊接通过分装和总拼焊接才能成为一个白车身。焊装的主要设备就是焊接夹具及输送线体，因每一个车型都是不同的，类别也不一样，生产产量也不同，节拍不同，功能要求也不相同，所以就导致夹具的形式不一样和输送形式的不一样。这就造成一个焊装类的装备公司在每接一个工程项目时，都会有大量的设计要做，且设计完成之后还有大量的加工，再加上检验、装配再到现场会是一个相当复杂的过程。近二十年来我国的汽车工业发展的如火如涂，并以地区划分了几个大的汽车集团公司，如一汽，上汽，北汽，广汽等，每个汽车公司都有一套完整的产品线，并且不断的推出旗下的新品牌到市场上抢占先机。围绕着几大汽车集团，有一批装备生产企业，这些企业是汽车生产的基础，负责给汽车生产企业提供自动化生产线及相关设备，其中不乏国外的一些大的设备企业，也有国内一些自主厂家的参与。但目前这些企业各自为营，且每一个汽车的车型不同，厂家不同，产量不同，在线体设计时，从规划设计到详细设[3]计的过程都以自己的企业为主。在汽车的焊装领域，每一个汽车焊装工程都是一次全新的开始，工作量大，设计量大，且不能形成标准化，加工过程中问题也相对较多，因加工件繁杂无序，工程总体质量很难控制。如果把这些过程中的非标准化设计，非标准化的单件多门类加工，以及现场的单总成多组合安装，逐步整合为一套标准化流程，就可以很大程度上节省设计时间，[4]更能作为一套标准去控制质量。国外一些装备厂家在这方面已经做了很长时间，也取1 北京工业大学工程硕士专业学位论文得了丰硕的成果，同时也有一些国内厂家在做相应的标准化工作，但与实际需求还有很大的差距。H企业是一家从事汽车装备线生产的自动化公司。主要工作是针对汽车生产厂家的焊装生产线、总装生产线和设备进行设计、生产、制造和现场安装调试和服务。随着汽车产业的发展，必然推动相应的装备企业去跟进，同时可以促使相关的技术及加工管理等方面得到提高。对于汽车生产企业而言，现在一对一型规划、设计、生产、制造、安装、调试等已然不能满足汽车的快速推出占领市场抢占先机的目标，且后期对汽车产品本身的质量保证不能提供保障。原来的生产周期长、质量低、各方面要求不高的情况现[5]在已经不能适应市场的需求了。新的一轮大环境的要求是节拍快、质量高、外观好。但原来的生产线装备要想完成这些需求就不能停止在原有的理念上，就需要对非标准化的设计、制造进行标准化。这样才能达到设计简洁、制造一致、标准统一。从而提高产品的品质。本人从事多年的设计及设计管理工作，对这样的重复设计很有感触。很多看起来不尽相同，但对于细节拆分的话可以划分为几个相对独立的阶段，或者说几个类。如果长期积累相关数据和技术资料，再加以整合就可以从中把一些共性的技术总结归类成为一种标准化的模块，对这些标准的每一个过程进行针对性的归纳和总结，就可以完成一套适合汽车焊装工程的标准体系。在这其中通过对H企业积累的相关技术，从规划设计开始到细分设计，再到工艺加工、后期组装、现场及服务为研究对象进行分析，对夹具和输送类非标准化工程进行标准化分析研究。1.1.2研究意义（1）本选题对类似行业标准化具有一定借鉴作用标准化是市场的需求，是一个生产线设备成熟的体现，是对一个项目工程自然过程的成熟化要求，技术是综合知识的总结和归纳，一般企业都是应用自有的技术，来生产独有的产品来进行市场竞争的，任何产品都是对一定范围内个性的需求进行标准化后生产出来的。汽车焊装工程标准化也是对现有过程的一种总结和归纳。标准化后质量提高了，使汽车焊装工程对汽车主机厂家更具吸引力，从而在企业运作上通过这种标准化来使企业竞争力不断提高。（2）本选题有助于提高H企业在以后市场方面的竞争力原来有针对性单一的设计、生产、安装在归纳总结后抽取其共性建立标准，这是发展的需要。非标设计标准化是质量控制与管理的前提条件，是工程类公司共同的目标，它有别于其它工程类的地方在，其它的工程类相对比较专业，它已经发展了很长的时间相对比较成熟和完善，已经有标准可依。相对而言，汽车焊装工程的前瞻性好，风险性2 第1章绪论大，技术上需要完善积累，研发资金需要合理支配、加之其是以后发展的方向，所以时间周期上也要求较紧。因此，标准化程度高对H公司其他类别的技术，如把工程逐渐标准化并转化为产品的研发会起到推动作用，而从企业的整体层面上提升H公司在汽车装备行业的竞争力。1.2国内外研究现状1.2.1国内外有关标准化的研究现状标准是对多次重复的事物给予公认的统一规定，范围是在科学技术和经济领域中，标准的制订有一套标准的程序和定义，它是以科学技术的成果与实践经验为基础，经相[6]关各方协商一致后，由主管机构批准“并以特定形式发布”作为共同遵守的准则。标准化是为在一定范围内获得最佳秩序、对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动，称之为标准化。标准化的实质是通过标准的制定、发布和实施，使其达到统一。标准化的目的为获[7]得最佳秩序和社会效益。在某一个专业领域需要达到的统一的标准要求。如信息工作标准化，目的是使文献工作走向标准化、系列化和通用化，达到信息交流和资源共享。为了发展商品经济，促进技术进步改进产品质量，对工业产品规格、质量等级、安全卫生需要有统一标准的相关要求。为了使标准化工作在现代化社会中适应发展，和经济工作的需求，对工农业产品的设计、生产、检验、储存、运输等相关方面，也要制定统一的标准。中国标准化工作的任务是制定标准，组织实施标准和对标准的实施进行运行监督。国际标准化组织（ISO）的主要任务是制订国际标准、协调世界范围内的标准化工作。社会很早就有标准化的问题，只不过在早期的时候没有单独提出来标准的概念，自秦始到汉唐，各个朝代都有法定的各种度量衡标准、法定违反标准的罚规。现代标准化是近二、三百年发展起来的，工业革命将标准化问题提上了日程。标准化包括制定标准[8]和贯彻标准，已取得世界上各国和国际社会的重视。标准化的发展过程是制订、贯彻和推广应用标准的活动过程。在社会活动中多次重复的事物我们进行归纳和总结，我们称之为标准。以科技成果和实践经验为标准的制订基础，和各方协商一致，经相关单位批准发布，作为共同遵守的准则。标准不是一成不变的，而是随着科学和技术的发展、社会的不断进步积累而不断更新的。在古时候人们在制造工具中，发现有些能重复用到，便把这些总结下来，逐渐的把这类工具定型定向生产，这便是萌芽状态的标准化思想。社会分工的出现、生产力的逐步提高，计量单位和计量器具出现了并逐步趋于统一。最早知道的是我国早在秦代商鞅变法时，就对秦国内的兵器，战车等进行了统一规定，大大提高了制造效率和战斗力。在统一六国后，又在全国范围内对文字、货币等能标准的方面以法令形式进行了统一，促进了经济和文化3 北京工业大学工程硕士专业学位论文的发展。毕升作为北宋时期创造活字印刷术的发明者，它的活字印刷术其实已经包含了现代标准化的方法原理。18世纪末标准化进入新兴的工业领域，标准随着科技的发展和社会各方经验的积累在不断更新，1793年美国的E惠特尼制造了可以互换零部件的步枪，他使用模板铣削加工和研磨成不规则的几何形状，为保证一致统一采用样板进行检验，这样保证了零部件的互换性和通用性，从而开创了大规模的互换性的生产。F.W.泰勒在19世纪末推行标准操作法把标准化应用于企业生产作业管理。到上世纪初标准化开始了有规模有组织活动的重要历史阶段。最早的国际性的标准化组织是1906年成立的国际电工委员会。1926年成立国际标准化协会（ISA），到1947年演变成为国际标准化组织（ISO）。中[9]国于1957年加入国际电工委员会，1978年加入国际标准化组织。国外机械相关标准化较早，近年来其标准化发展更是迅速，尤其是欧美地区。20世纪80年代，系列化地标准化政策和相关技术立法类文件在欧盟便相继出台。特别是其中《技术协调与标准化新方法》决议，自1985年实施后在机械相关生产事业领域中，[10]就对当时及后来的发展产生了巨大影响。我国在1993年，机械标准化研究所组织了天津工程机械研究所、济南第二机床厂等一批单位奔赴德国，考察了德国机械工业企业标准化工作。当时考察的主要有Pittler公司、Heldelberg公司、Schenck公司、SMS公司、KHD公司、KK公司等六家企业。在当时除KK公司仅设专职标准化人员外，另外的5家企业并没有设立标准化机构。企业中的标准化地位有三个方面的制约因素，企业的经营活动对标准化的需求，企业有效[11]的标准化工作人员。企业高层对标准化的认识高度。[12]-[15]其中还有一种思想是大规模定制（masscustomization）是由斯坦.戴维斯提出的，它主要解决的问题是，传统大量生产方式的统一化产品与市场差异化需求不能很好兼容的矛盾，实现了大规模生产。强调企业竞争的重点是以柔性和快速反应的个性化产[16]品和服务作业，提出了模块化设计思路。个性化需求产品生产的满足，相对可能的减少基本部件多样化，而把产品外型和尽量少的部件多样化，这便是大规模定制的核心思[17]想。现行标准化的理论诞生于大批量生产方式，又反过来指导、服务于这种生产方式，[18]它们之间有明显的依存关系。随着现代生产技术的进步和生产力的发展，产品复杂程度及其质量要求日复一日在提高，在这种社会化大生产的背景下，很多都要进行协作才[19]能进行生产，现代化生产的分工协作要求遵循互换性原则。这些都促使标准化的进程在前进。我国的机械制造业从无到有、从小到大的发展起来的，其中存在的主要问题就是总[20]体水平低、国际化程度低、服务能力低。汽车工业叫做工业中的工业，但同时也属于4 第1章绪论机械制造业范畴，我国汽车行业中市场需求的日益提高，使得各大汽车主机厂都来增加产量，抬高预期，引进和研发大量新车型项目，期望能在中国汽车市场份额中占据更大。汽车主机厂要想开发或者引进新的车型，必须要有设备提供商，这些设备提供商是制造汽车的基础设施。汽车工业想要持续发展，也同样需要这样的基础设施提供者——装备企业。当我国汽车行业处于快速发展的关键时期时，装备企业体系就成为汽车主机厂的一个强大支撑。目前国内很多汽车装备企业汽车工程很多方面的问题，如粗犷式的管理、标准的不统一，公司的管理层过多关注最终的验收环节，而忽略了整个过程的细[21]节和标准化，导致在过程中出现的质量问题，以至于工程延期，工程质量不过关。这其中是否能有效的进行标准化管理，往往是企业竞争优势的关键。标准化的重要性现在被越来越多的汽车装备企业所认识到，并开始着重建设标准化体系。1.2.2国内外有关汽车工程标准化的研究现状国外汽车标准化相关也是有国家标准和企业自己的标准，欧美汽车工业发展的比我国的要早很多，他们在工程标准化方面的积累也远比我国多，特别是一些大的厂家，这些厂家也是一步步的发展的结果。有一些规律可寻是这样的，刚开始发展时，也是各自[22][23]有各自的风格特点，汽车自从福特的流水线作业以来，各个汽车厂家的产量是越来越高，对几大工艺的装备线可靠性要求也是越来越高。这样一来，各大汽车厂就针对自己的汽车文化，组织成立了标准化部门，由汽车厂相关部门对自己的文化和风格特点，技术要求、工艺要求等进行循续渐进式的积累、改进、修正，逐渐形成了自己公司的一套标准化文件。因装备公司是为汽车总装厂服务的，他的最终客户和服务对象都是汽车总装厂，且他是受市场需要所导向的。这样一来，汽车总装厂形成的标准化文件和工程过程标准也就是这些为汽车总装厂服务的装备公司的标准了。美国本土的汽车公司根据自己的公司文化和要求，长期积累和修订了自己的标准，为其配套的装备公司也跟随和学习他们的标准，这样在为其服务时就能更好的达成目标共识，并进一步的共同发展。日本企业也是一样，日本丰田公司有自己的标准化部门经[24]过几十年的努力，他们总结出了一整套的标准化文件，形成AMS标准，这些文件里面就包含技术，施工和安全等方面的全套标准要求，要想为其配套服务就要很好的学习这些文件还要做到融进自己的技术产品里才能很好的完成。一个汽车就是一个产品，一个系统工程，如何能有序、可靠、顺利的完成那就要总结并遵循一套完整的标准。这就是工程标准化的目标。装备公司更是这个框架内的一环，不论是冲压工艺还是焊装工艺和涂装工艺都是如此。国内的汽车工业是在最近的三十多年才逐渐发展起来的，这三十多年也是改革开放的三十年，快速发展这才是这十多年间的事，目前以经到了一个高峰期。标准化的研究国内与国外有相当距离，所以我国对于标准化理论与实践的研究和应用就很重要了。本5 北京工业大学工程硕士专业学位论文文通过对H企业汽车焊装工程标准化的一些分析，对全过程的标准化进行比对，通过一些方法的应用来实现最终体系的建立与标准化的全面提升。1.2.3国内外有关汽车焊接标准化的研究现状焊接工艺作为汽车四大工艺中的第二大工艺是有其明显特点的，白车身是由几百个甚至更多的冲压板金件经过焊接而成的，主要有点焊，凸焊，激光焊，钎焊，CO2焊等[25]。一般的乘用车都有5000-6000个焊点，这些焊点的焊接质量直接决定了车身的质量。汽车工业是由德国发展起来的，汽车由冲压件焊接而成的工艺也是随着时间发展起来的，焊接的过程和方法也是经过了漫长的发展逐渐形成了今天的形式，点焊不是越多越好，点焊的位置、方法也是通过发展使用总结的今天5000多个焊点。在焊装车间内的焊接工艺安排和布局也是带有时代和文化特点的。虽然这些都是由焊接工艺决定的，但相对国外汽车企业的焊接发展到今天，更注重的是焊接的可靠性、一致性和焊接的柔[26]性，由原来的人工式点焊，逐渐发展到工业机器人焊接。国外焊接的标准化从几个方面来体现，工艺布局、焊接形式、焊接工艺、焊接装备，工艺布局的标准化是以长期的积累总结出，把白车身分成几个大的焊接功能区。工艺布局就是以一种成熟可靠的功能区形式进行工艺的大规划，一般都是以汽车白车身的部位来规划的，比如下车身区域、侧围区域、四门和两盖区域等。在功能区内设计为由几组不同的焊接机器人进行焊接，然后通过不同的输送形式把这几大功能区连接起来，在主焊线上总拼成一个完整的白车身，从而最后形成一个完整的线。这些功能区可以标准化为类进行，输送的形式也进行分类归纳为适合的，这是根据产品线的产量和节拍统一的，如果产量比较高就选择输送速度高的、且精度较高的带有积放功能的输送形式，如BUFFER。反之可以选择节拍慢一些的，这和投入成本是有直接关系的。焊接形式就是采用什么样的焊接，一般这是与厂家的投入和理念有关系的，目前常用的是电阻焊、激光焊和二氧焊等。焊接工艺是相对比较复杂的，也是汽车制造厂家多年积累的经验总结先焊哪里，焊点是多少，怎么能保证质量。焊接装备就是焊接车间内完成白车身焊接的全部设备。这些长期形成并演化为一套标准化的文件。1.3研究的主要思路和方法1.3.1研究思路首先对汽车焊装工程标准化现状进行介绍，在现有理论和研究方法的基础上引入汽车厂焊装领域非标工程标准化，以WBS方法进行细化分解后，采用鱼刺图法进行分析。然后按设计阶段的标准化、工艺及加工过程的标准化、现场施工期及后期服务期的标准化过程，提出工程标准化的步骤和内容。最后是工程标准化解决的问题。研究思路如图1-1所示。6 第1章绪论图1-1论文研究思路Figure1-1StructureoftheThesis1.3.2研究方法汽车焊装工程标准化采用几种分析方法(1)工作分解即WBS（WorkBreakdownStructure），是先把复杂的工作逐步分解成一层一层的要素（任务），直到任务具体而明确，形成一个分不同级的树状结构，是一个由粗到细的过程。WBS就是面向项目可交付成果的成组项目元素，这些元素组织和定义了该工作整体的范围。每下降一层代表对组成要素更加详细的定义，组成要素既可以是可交付[27][28]的产品，也可以是工作服务活动。(2)鱼刺图分析法是一种发现问题“根本原因”的方法，是一种透过现象看本质的分析方法。因其形状很像鱼骨也既称为“鱼骨图”或者“鱼刺图”。7 北京工业大学工程硕士专业学位论文第2章相关理论和H企业汽车焊装工程概况2.1工程标准化相关理论2.1.1标准化相关理论介绍早在两千多年前的孟子，就提出了“不以规矩，不能成方圆”的观点，至今还被视为标准化本质的名言，是古典的标准化理论。国际标准化组织（ISO）于1952年成立了标准化原理委员会（ACO），ACO是ISO理事会设立的工作委员会之一，其主要是明确和指导标准化对象的鉴别方法及选优方法（包括标准化效果的计算方法），不同标准类型的分类及其互相关系的定义和标准化基本工作定义，研究制定标准化工作原理、标[29]准实施的监督方法、标准的培训方法等。在ISO的ACO影响下，一些国家也成立了相应的机构。日本于1958年设立了标准化原理委员会（JSA/STACO），开展了标准化的调查和理论研究。还有一些国家在高等、中等专业学校内开设标准化课程。这时期各国的标准化专家就有关标准化理论的研讨非常活跃，出现了不少标准化论文和著作，有影响的是1972年的T.R.B桑德斯《标准化[30]的目的与原理》和松浦四郎的《工业标准化原理》。国外标准化较早，近年来，其标准化发展更是迅速，尤其是欧美地区。上世纪80年代，欧盟便相继出台系列地标准经化政策和相关技术立法类文件。尤其是其中《技术协调与标准化新方法》决议，自1985年实施后就对当时及后来的标准化事业发展产生了巨大影响。该决议规定对于满足产品投入市场的技术基本标准，委托欧盟内部的标准化机构欧洲电工标准技术委员会和欧洲标准化技术委员会共同制定相关的“协调标准”；对于欧共体的相关技术立法文件，只可以规定关于产品投入市场要求的基本条件。该规定使得欧盟的技术标准成为了推动技术立法，减少贸易中相关技术壁垒的重要途径。于此，自上世纪80年代末之后，欧盟陆续成立了多个与安全标准有关的技术委员会。此外作为著名国际化标准组织ISO则认为国际标准的首先目标将是促进消除技术相关的壁垒，进而实现国际贸易与相关业务的发展。与此同时，ISO更是在“标准化发展战略中”明确提出了这一目标追求。中国标准化工作者在总结的实践经验基础上提出了一些理论观点，1974年机械工业系统的标准化工作者提出了“相似设计原理”和“组合化原理”，并提出“优选”“统一”“简化”是标准化的基本方法，在现有的基础上进行统一和简化是标准化最基本的[31]特点。近一个世纪以来，世界各国一直在对标准化活动在进行研究和探讨，且出版了标准化原理的著作。T.R.B桑德斯《标准化的目的与原理》，魏尔曼的《标准化是一门新科8 第2章相关理论和H企业汽车焊装概况学》，古川光等著《标准化》等。其中较有影响的是1972年出版的T.R.B桑德斯《标准化的目的与原理》中提出的七项原理，松浦四郎著作《工业标准化原理》中所提出的[32]十九条原则。2.1.2桑德斯的七项原理英国标准化专家T.R.B桑德斯认真总结了标准化活动过程，制订了实施——修订——再实施标准过程的实践经验，从标准化的目的、作用和方法上提炼出了七项原理，并阐明标准化的本质就是有意识的、努力达到简化，以减少目前和预防以后的复杂性。原理1，从本质上来说标准化是社会有意识地努力达到简化的行为。标准化不仅是为了减少当前的复杂性，而且也是为了预防将来产生不必要的复杂性。原理2，标准化不仅是经济活动也是社会活动，应该通过所有相关者的互相协作来推动。标准的制定必须建立在全体协商一致的基础上。原理3，出版了标准如果不实施，就没有任何价值。在实施标准时，为了多数利益而牺牲少数利益的情况是有的。原理4，在制定标准时，最基本的活动是选择以及将其固定之。因此，要慎重地从中选择对象和时机。而且，标准应该在某一时期内固定不变，以利实施。如果朝令夕改，只会靠造成混乱而毫无益处。原理5，标准在规定的时间内复审，必要时，还应进行修订。原理6，制定产品标准时，必须对有关的性能规定出能测定或能测量的数值。必要时，还应规定明确的试验方法和必要的试验装置。需要抽样时，应规定抽样方法，样本大小和抽样次数等。原理7，标准是否以法律形式强制实施，应根据标准的性质、社会工业化程度、现行法律和客观情况等慎重地加以考虑。本文对桑德斯七项原理中的原理1-6，在H企业标准化研究中都有应用，在第四章H汽车焊装工程各阶段标准化分析中应用了原理1，主要应用到设计、生产过程中，非标准化的设计本身就是一个比较繁杂的过程，因没有一样的原型产品，只是根据生产的工艺和需要进行功能组合、优化整理设计而成设备。比较复杂的生产线系统更是参与的技术人员较多，系统过程较为复杂，这时就要相应的简化，做出标准化的流程文件。在第四章的第一节中对原理2有应用，汽车焊装工程本身就是一个经济加社会活动，在运行的过程中参与的厂家也较多，分甲方、乙方和丙等多方，有时标准的制定是在自己的总结和总结其它厂家，或是甲方的一些要求，共同完成的。在第四章的第二节和第三节中对原理4有应用，汽车焊装工程在生产阶段和施工阶段要组织生产和现场安装一旦制定了相应的标准流程就不能再在短期内改变，以便于让相关的人员形成一种做事的方式和风格。在第四章的第四节中对原理5有应用，汽车焊装工程领域内在一定时间内复审，必要时修订主要是考虑其适应性，在一个或一类项目进行完成后，外部的条件不同，工程完成后要进行总结和修订。9 北京工业大学工程硕士专业学位论文在第五章的第三节中对原理6有应用，这一条是在整个汽车焊装工程应用过程中，有一些长期使用，能把非标准化的设备进行总结，优化为一种产品型设备或生产线，那对于具体的产品，为保障其性能和生产质量，就要规定出测定测量数值，初期明确其试验方法和试验装置，批量生产时规定抽样方法和抽样次数等。2.1.3松浦四郎的十九项原则松浦四郎在1972年出版的《工业标准化原理》一书中，全年系统研究和阐述了标准化活动过程的基本规律，提出了十九项原则。原则1，标准化本质上是一种简化，是社会自觉努力的结果。原则2，简化是减少某些事物的数量。原则3，标准化不仅能简化目前的复杂性，而且还能预防将来产生不必要的复杂性。原则4，标准化是一项社会活动，各有关方面应相互协作来推动它。原则5，当简化有效时，它就是最好的。原则6，标准化活动是克服过去形成的社会习惯的一种活动。原则7，必须根据各种不同观点仔细地选定标准化主题和内容，优先顺序应从具体情况出发来考虑。原则8，对“全面经济”的含意，由于立场的不同会有不同的看法。原则9，必须从长远观点来评价全面经济。原则10，当生产者的经济和消费者的经济彼此冲突时，应该照顾后者，简单的理由是生产商品的目的在于消费或使用。原则11，使用简便最重要一条是“互换性”。原则12，互换性不仅适用于物质的东西，而且也适用于抽象概念或思想。原则13，制定标准的活动基本上就是选择然后保持固定。原则14，标准必须定期评论，必须时修订，修订时间间隔多长，将视具体情况而定。原则15，制定标准的方法，应以全体一致同意为基础。原则16，标准采取法律强制实施的必要性，必须参照标准的性质和社会工业化的水平审慎考虑。原则17，对于有关人身安全和健康的标准，法律强制实施通常是必要的。原则18，用精确的数值定量评价经济效果，仅仅对于使用范围狭窄的具体产品才有可能。原则19，在拟标准化的许多项目中确定优先顺序，实际上是评价的第一步。本文中根据松浦四郎《工业标准化原理》一书中的原则1-7、10-11、14条，结合汽车焊装工程的流程，在其中设计阶段中应用了原则的1-3条，就是对原有的复杂的技术文本进行简化，尽量减少文件夹数量和复杂程度，最大限度的制定成一种标准，进行标准化是要把技术文件和图纸原来繁杂多变的形式归类统一成相对简单。原则4应用在标准化生产及施工阶段，原则7在生产阶段中的工艺标准化中有应用。原则10是在施工阶段中应用。原则11在生产阶段中应用。原则14反映在整个过程的标准化中，因标准是有时间性的，在某一段时间内可以很好的做出标准去执行应用，但在下一个时间段内可能因为新的方法、技术及工艺的应用和发展标准就可能不尽相同，所以原则14就显得很重要。10 第2章相关理论和H企业汽车焊装概况2.2国内汽车焊装工程标准化概况2.2.1合资汽车焊装工程标准化概况合资汽车厂目前在国内有几个系列，日韩系合资车，有丰田、本田、日产、现代等；德系车主要以大众公司为主；美系车以通用汽车公司为主；其它的还有一些合资品牌但相对较少，可以划入前面的这三种合资形式当中。日韩系车发展时间在汽车历史上不是太早，但也有着七十多年了，和中国合资后生产的车型也是他们本国内比较成熟的车型，在这些合资的厂家中一般外方占49%的股份，中方为51%。因我国的汽车制造技术落后，在汽车主机厂建设时，主要的方式是引进外方的生产线和设备，主要以日方技术和设备为主，中方只承揽了一些相对外围的、简单的辅助设备。所以标准化程度也比较高，在焊装领域内的几大主要设备系，如夹具、输送、吊具、控制等，都沿用日本国内主机厂的标准进行的。其主要设备夹具的标准化程度很高，已形成一套完整的日系标准，从设计、生产、工艺、到现场都有相关的流程图和技术文件，都有据可依，有图可察。输送类线体也比较成熟，分线体以往复杆输送，主焊大多以滑撬为输送形式，主焊的合围以M夹具的形式为主，形成了比较固定的夹具形式。所以，输送、分装夹具和主焊合围等的形式和文件，这些一起构成了汽车焊装工程的技术标准。设计、生产、现场和验收的流程管理总体构成了管理标准。德系车以大众公司为例，大众公司在中国分别和多地合资，南方成立上海大众公司，以桑塔纳系列、帕萨特、途冠、途安和POPL等车型为主。北方成立一汽大众公司，高端奥迪系列，其它以捷达、迈腾、速腾、宝来和高尔夫等。在焊装方面，因秉承了大众公司一贯的理念，高技术、高效率、高质量，在标准化方面更是比较完善。在夹具、输送、控制方面均是汽车焊装领域内的领先者，夹具以简单耐用为基础，总结了一系列标准，从基板、支撑座、气缸和压块等都有标准。输送线以BUFFER、PICKUP、TRUCK等形式为主，有非常详细的标准规定。电气控制方面的标准化更是做到了一个很高的高度，大众联合电气界知名的西门子等公司把一些控制单元进行分类化压缩后的功能进行归纳总结后，以模块化的形式做成独立的控制模块，以硬件模块化的的形式作成标准。并把软件的编程流程和方法标准化为模块化单元。美系内的通用公司在中国的汽车主机厂也比较多，且车型的门类也比较全，主要以别克系列和雪佛兰系列为主。在焊装的标准化进行的程度也非常高，也有一套完整的标[33]准体系。从而在规划、设计、制造、现场等环节内能控制得更好。11 北京工业大学工程硕士专业学位论文2.2.2国有自主品牌汽车焊装工程标准化概况在国有自主品牌的汽车主机厂内，标准化程度相对不高，在国有汽车蓬勃发展的这二十多年里，主要走的是学习和应用的路径。在这个过程中各汽车主机厂相对也走了不少的弯路，日系车在鼎盛时期，一些厂家就学习日系车的标准化模式。当日系车在低谷时，这几年德系车发展比较好的时候，纷纷又转入学习德系车的标准化模式。但因为国内的一些品牌汽车厂情况不太相同，一些企业在汽车的整体产业链内处在学习阶段，设计、制造、管理等经验都相对不足，特别是市场预测和销售方面更是不足，品牌信誉度也没有建立起来，市场较为初级。从总体上来说都是在粗线条下的模仿形为，没有比较细致的市场调研及分析，重复投入和投入效率都不高。汽车焊装工程也比较有相似的表现，为了控制成本，减少投入但同时又想模仿欧美和日韩的标准体系，以至于在焊装工程进行中时，时而标准比较多，时而没有相应管理，比较混乱，工程项目进行[34]结束后表现结果参差不齐，相应的自动化程度也就不会太高，导致汽车产品质量不太稳定。2.3H企业汽车焊装工程概况2.3.1H企业汽车焊装工程介绍H企业从2003年开始进行丰田汽车的焊装和总装领域，开始时只设计制作一些小的装配制具，到后来的小线体和一些非标准类的专业设备，如后桥装配机，前桥装配机等，分装线体包含仪表板线、车门线、发动机线等。2007年开始，随着国内汽车产业的发展H企业也赢得了机会，分别进入到了一汽大众，一汽轿车等更多的汽车厂，并投标、设计制造了几条焊装整车生产线，门类更是扩展到了焊装整个工艺体系。针对合资汽车厂和自有品牌汽车厂的不同特点，H企业在生产线的设计制造中也相对应的有不同的方式，在保证线体质量的同时，兼顾企业的不同要求，作到合适，贴切。合资汽车厂内特点是平台式，柔性化生产，一次性投入大，自动化程度高，节拍短。所以，针对这类的生产线装备也相应投入比较大，机器人应用较多，输送形式的合理应用也是关键，相应的标准也不相同，H企业也是通过这么多年的磨合培养了相关的设计和开发人员，对这类厂家的标准比较熟悉，生产要求也比较了解，这样才能更好的做好市场定位。国内自有品牌汽车厂的特点是因资金的投入成本相对较小，生产节拍不高，但汽车主机厂家为了更快的抢占市场，把成品车快速的推向市场，从非而前期时间压缩的比较短，出车的时间要求较快，为了迎合国内自主品牌的主机厂家这种方式，相应的设计、时间就要快。针对这些H汽车厂的设计人员，也是形成设计小组，总结前期经验，对设计结构和加工的合理性进行总结，这样就能很好的跟甲方的理念相近贴合。12 第2章相关理论和H企业汽车焊装概况2.3.2H企业在汽车焊装工程中存在的标准化问题（1）设计层面存在的标准化问题一个项目的设计工作是相对比较复杂的一个过程，从初设计到实体设计之间，前期的人员选择和调配也是不明确的，在过程中除了主设计外其它都有可能临时变换，有时甲方在过程中也不断的进行调整和完善一些具体的内容，且这个过程持续的时间也相对较长。现在的公司人员流动性都很大，因人员的流动性原因，前一个汽车焊装项目所完成的设计，只有本次的设计人员所清楚设计的思路和过程，其它接手的人员不了解设计思路，有可能重新开始思考，重新过程设计。这样不能形成设计标准文件，所以也不能被很好的总结和传承。因每一次设计人员的思路不同，知识层面不同和设计经验不同，导致的设计输出也不相同，这些不能被总结和标准化，也不利于企业管理和发展。（2）生产过程中存在的标准化问题每一个汽车主机厂的汽车产品线都是一个完整的系统，因思路和市场需求不同所以他们的车型就完全不同，且对汽车焊装等各种生产线和设备的要求也不相同。因在汽车焊装工程中的设备和生产线都具有唯一性，所以加工的零件几乎没有相同的，有的一张图纸加工两件，但这两件还是对称件加工，这样生产的工艺不尽相同，材料也是多种多样，每一次的加工都是工艺复杂，投入人员比较大，加工流程比较长。这样就很不利于质量的标准统一和管理，每一次的加工投入检验员很多，检验的方法和种类也很多，造成检验的效率低下，最后的加工质量不能保障，在装配过程中产生了很多的返修和不合格的产品件，有时可能由于产品件的外型比较大，在工程现场安装，如果此时加工件不合格更是造成返修的困难和成本大大增加。（3）现场安装存在的标准化问题在每一个汽车焊装工程中，因每一个甲方都不相同，每一次的工程项目内容也不相同，工程大小也不一样，要求周期也不相同，参与人员有多有少，施工中的项目经理思维方式和管理方法也不一样，导致每一个项目管理方式和结果也不一样。H企业在这些年的针对不同企业所做的项目工程中，努力做了很多工作，比如针对合资汽车厂的要求高，投入大，自动化程度高的过程中，企业相对投入了大量的人力物力，很有目的性的做了好多工作，但效果不是很好，因每一次的投入不能被复制，所以每一次项目都要重新组织。因项目的不同，组成的人员也不相同，从而设计到现场整个过程中都是一个全新的开始，有些能通用的也相对较少，这样造成效率低下，投入过高，利润率低，操作较为困难，使之也不能上升到公司理论层面，作为通用性强的技术文件保留和发扬。13 北京工业大学工程硕士专业学位论文2.4本章小结本章主要介绍了工程的一些标准化问题，及国内一些汽车厂的焊装领域的工程特点和需求，因每一个时间段内都有其特定的表现，国内的汽车工业发展时间比较短，和国外的汽车工业发展时间相比还有很长的路要走，我们要做的就是积极、扎实做好每一步从别人的发展中借鉴。H企业在跟随国内外汽车厂发展同时，在汽车焊装工程领域内形成了自己的企业特点，并在焊装领域应用自己的积累进行了开发，对相关进行了描述。同时也提出了H企业所面临的问题，就是面对这些焊装项目，每一次都是全新开始，不能被复制，这是质量不高，资源利用率低的本源，所以标准化是唯一途径。14 第3章H汽车焊装工程标准化阶段划分第3章H汽车焊装工程标准化阶段划分3.1H汽车焊装工程各阶段识别3.1.1WBS方法概述WBS工作分解即工作分解结构（WorkBreakdownStructure，简称WBS）就是把一个项目，按一定的原则进行分解，项目分解成任务，任务再分解成一项项的工作，直到分解不下去为止。如图3-1所示。项目任务工作活动图3-1WBS流程图Figure3-1WBSflowchartWBS以可交付成果为导向对项目要素进行的分组，它归纳和定义了项目的整个工作范围，每下降一层代表对项目工作的更详细定义。WBS总是处于计划过程的中心，也是制定进度计划、资源需求、成本预算、风险管理计划和采购计划等的重要基础。WBS同时也是控制项目变更的重要基础。项目范围是由WBS定义的，所以它也是一个项目的综合工具。WBS的分解可以采用多种方式进行，包括按产品的物理结构分解，按产品或项目的功能分解，按照实施过程分解，按照项目的地域分布分解，按照项目的各个目标分解，按部门分解，按职能分解。创建WBS的过程非常重要，在项目分解过程中，项目经理与项目参与人员和相关职能部门经理，必须考虑该项目的所有方面。制定WBS的一般过程是得到范围说明书并组织有关人员，一起讨论所有主要项目工作并确定项目工作分解的方式。先画出WBS的层次结构图，较高层次上的一些工作可以定义为子项目或子生命周期阶段。再将主要项目可交付成果细分为更小的、易于管理的分组或工作包。到工作包时，分解必须详细到可以对该工作包进行估算(成本和时间)、安排进度、做出预算、分配负责人员或组织单位。验证上述分解的正确性，如果发现较低层次的项没有必要则修改组成成分。如果有必要则建立一个编号系统。随着其他计划活动的进行，不断地对WBS更新或修正，直到覆盖所有工作。WBS是一个描述思路的规划和设计工具。它帮助项目经理和项目团队确定和有效地管理项目的工作。能清晰地表示各项目工作之间的相互联系的结构设计，可以展现项目全貌，详细说明为完成项目所必须完成的各项工作。WBS定义了里程碑事件，可以向高级管理层和客户报告项目完成情况，防止遗漏项目的可交付成果，帮助项目经理关注项目目标和澄清职责，建立可视化的项目可交付成果，以便估算工作量和分配工作。15 北京工业大学工程硕士专业学位论文帮助改进时间、成本和资源估计的准确度，帮助项目团队的建立和获得项目人员的承诺，为绩效测量和项目控制定义一个基准。辅助沟通清晰的工作责任，为其他项目计划的制定建立框架，帮助分析项目的最初风险。创建WBS是指将复杂的项目分解为一系列明确定义的项目工作并作为随后计划活动的指导文档。WBS的创建方法主要有以下两种，类比方法（参考类似项目的WBS创建新项目的WBS）。自上而下的方法。从项目的目标开始，逐级分解项目工作，直到参与者满意地认为项目工作已经充分地得到定义。该方法由于可以将项目工作定义在适当的细节水平，对于项目工期、成本和资源需求的估计可以比较准确。3.1.2H企业汽车焊装工程分解一个汽车焊装工程是一个系统，是一个完整的工艺链，我们可以根据其不同的时间阶段及不同的工艺功能来划分成一个个小的系统工程。现在我们以WBS工作分解的方法把一个汽车焊装工程进行科学的分解分析。汽车焊装工程首先也是一个工程项目，首先得到任务包，第一步分解成几个大的过程阶段，以过程为导向的WBS分解如图3-2所示。图3-2WBS分解图Figure3-2WBSdecompositiondiagram16 第3章H汽车焊装工程标准化阶段划分通过上面的初步分解后，可以得到五个相对独立的过程，也可以称为子包，再把这几个子包继续分解为下一步的工作内容，更细一层。这个过程也是一个以过程为导向的分解。如图3-3所示图3-3WBS细分图Figure3-3WBSsubdivisiongraph17 北京工业大学工程硕士专业学位论文以表格的形式分解如表3-1所示表3-1WBS汽车焊装工程分解Table3‐1WBSautomobileweldingengineeringdecomposition序号内容序号内容序号内容序号内容序号内容A投标B项目设计C生产阶段D施工阶段E验收阶段方案方案设计完工艺分解及与甲方商谈验收A/01B/01C/01D/01现场准备E/01设计善标注细则方案输入统计分按验收细则进行A/02B/02初步设计C/02D/02放线E/02报价配到车间验收商务初步设计审不合格项进行修A/03B/03C/03生产加工D/03基础找平E/03谈判批改B/04图纸设计C/04外购件购买D/04基础安装E/04验收完成装配图3D加工检验入B/04.01C/05D/05主体安装E/05项目后评价设计库装配图3D装配组进行B/04.02C/06D/06电气安装审核厂内装配单元图拆图装配完成进B/04.03C/07D/07安装检查2D行试调外购件的选试调不合格单体试运B/04.04C/08D/08型确认进行完善行大件进行拆C/09D/09修正完善除并包装C/10包装运输D/10电气联调试生产运D/11行通过WBS的分解，可以看到汽车焊装工程可分为投标，设计，生产，施工，验收五个大的阶段，因投标阶段国家和各主机厂家都有相关的严格程序和标准，所以在这不做讨论。初设作为设计的前期部分，可以纳入到设计之中，那么其余的四个阶段是设计，生产，施工和验收。而目前存在问题的部分也是这四个部分，真正在需要标准化的也是这四个部分，所以经过分析可以最终划分为设计、生产、施工和验收四个阶段。3.2设计阶段通过以上过程的逐步分解得到了设计是四个阶段的第一个阶段，它本身是由好多个小的节点构成的一个相对独立的阶段，它包含了一些相对独立但可以划分在设计之内的小过程，在这里我们可以通过一个个小节点所串起来形成一个流程。如图3-4所示18 第3章H汽车焊装工程标准化阶段划分初设资料收集各方情况分析图纸和技术文件标准化人员分工合作形式设计标准划分标准化服务图3-4设计阶段流程图Figure3-4Designphaseflowchart3.3生产阶段生产阶段是设计完成之后的实体阶段，是四个阶段的第二个阶段，它本身是由软件部分转化为实体部分的开始，一旦按照设计完成的图纸形成加工实体，就不能更改，新的修改只能由设计更改完成后形成，它的过程是如图3-5所示图纸分类及标准化管理加工工艺及标准化管理加工过程及标准化管理检测及标准化管理图3-5生产阶段流程图Figure3-5Productionstageflowchart3.4施工阶段作为焊装工程，施工阶段是在甲方现场的真正开始，进入施工阶段就完全遵照甲方厂家的现场管理，流程、安全、计划、里程碑都要按照甲方的要求进行。且进入现场由现场项目经理临时组建一个队伍，这支队伍的目的就是按照计划和质量要求完成甲方现场的一切安装、调试和验收等。如图3-6所示收货、存储进入现场前准备阶段现场的标准化管理检察、组装机械安装电气安装单件调试联合调试试运行图3-6施工阶段流程图Figure3-6Constructionstageflowchart19 北京工业大学工程硕士专业学位论文3.5验收阶段验收阶段是在现场的最后一个阶段，这部分工作是甲、乙、丙等几方联合完成的，这部分的工作是对前期的一个总解和完善。如图3-7所示功能验收联合制定验收标准按标准进行验收问题汇总问题修正文件移交验收确认后期服务图3-7验收阶段流程图Figure3-7Acceptancephaseflowchart3.6本章小结通过分析，焊装工程也是属于工程范畴，只不过更趋向于一个具体的门类，是工程在汽车焊装领域内的具体实施和应用。本章通过WBS的分析，理出了汽车焊装工程的四个主要阶段，设计、生产、施工和验收，这些阶段内有许多需要分析归纳和转化为标准化的内容，也是下一步要做主要讨论的部分。20 第4章H汽车焊装工程各阶段标准化分析第4章H汽车焊装工程各阶段标准化分析4.1H汽车焊装设计阶段标准化分析4.1.1初设阶段的前期资料收集初设阶段的前期主要任务就是收纳工作，通过各种渠道把甲方的意图了解清楚，包括整个的发展过程也要了解，新出的这款汽车是要做什么样的车，汽车的目标人群是什么，他们的理念是什么，设计产量是多大，投资在什么范围内，这些的了解越是详细就越能清晰的划出项目的范围，能更好的做好方案规划，也为后期的工作做好了准备。前期接触主要收集相关资料及技术文件，一个汽车厂投建，前期要做许多详尽的工作，生产什么样的车，在什么时间上市，市场定位是什么，投资多少，都有专业的公司做分析报告和相应的设计院做规划报告。焊装方面，也有更为直接明确的相关文件。这些技术文件作为前期甲方的招标文件，乙方投标中标之后可以作为设计输入，分析确认，交流通透之后整理成为技术协议，正式纳入项目文件之中。到车间一层是规划几大区域，主焊线的工位数及长度，几大功能区域（下部车身焊接区域，四门两盖区域，机舱焊接区域及主焊区域等）及甲方有没有特殊的要求等。初设阶段是整个项目过程的第一个阶段，也是最为重要的一个阶段，它的精细过程可以直接决定工程的成败，工程的质量，是重中之重。4.1.2初设阶段相关甲、乙等几方的情况分析在此阶段不但是技术层面的交流，还有人文方面的交流，就是各方之间的关系分析及把握，甲方是一个哪种性质的单位。目前我国汽车生产厂的按出资形式分为，合资汽车厂、国有股份制的汽车厂。按汽车的国家分为，德系车、美系车、日系车和国产车。乙方是方案提供商，是具体设计、制作、安装调试的生产厂家。丙方是乙方的供应商，标准件和其它成熟元件的提供商都可以划入丙方，这些厂家的选择是按照甲方的技术文件要求的标准所选择的。做这些分析的理由是，作为设备提供商，对甲方的文化背景的了解，有助于更好的理解甲方的真实意图和需求。就是在此时各方面的关系是什么样的，及各有利或有弊的方面是什么，针对这些方面怎么去安排项目的顺利进行。4.1.3图纸及技术文件的标准化技术文件分为技术协议、设计式样书、设计图、外购件清单、标准件清单、项目计划书、设备说明书、计算书等，对以前的图纸进行细分标准化，首先把图纸的形式，图[35]-[36]框的形式及标题栏的样式等进行标准化规定。21 北京工业大学工程硕士专业学位论文再一就是把文件夹的相关形式进行标准化，哪个目标录放什么样的文件，哪些文件在哪些文件夹内，哪些在外，还有文件夹的命名，文件的命名方式都要有相关规定。这样在分工合作时才能有一个统一的技术文件。汽车焊装工程中的图纸相当繁杂，不同的厂家和不同的体系所用的图纸格式都不尽相同，如三视图的位置、剖视图的处理、尺寸的标注形式、件号的表示方法等。H企业在对这些图纸长期使用后进行总结归纳，采用并修改了最后标准化为比较实用的——图纸体系如下示例，总成图、部件图、零件图。（1）总成图总成图是一个设备的总图，是整个设备的概览。在总图中需要投出主视图、俯视图、侧视图以及轴测图，需要打车线并标示出夹具的外形尺寸（长、宽、高），一般情况下在俯视图下标示出部件号，便于安装。需要注意的几点，1.在用CATIA出图中，图框必须放在图纸背景下，同时图框中标题栏的内容需要在参数中更改，便于以后更改。2.视图摆放要规范，车线要打的整齐，一般总成图为200间距，部件图示100间距。3.图框属性比例一般为1:1，可以通过调整视图的比例，总成图一般选用A0，A1图框，部件图选用A1图框，零件图选用A3，A4（纵向）；大的零件也可先用A0，A1（如BASE图，及大的焊接零件）。4.图框的字体大小不能太随意，一般A0图框字体设成7，A1设成5，A3、A4设成3.5，零件序号大小也按此设置即可。如图4-122 第4章H汽车焊装工程各阶段标准化分析图4-1总成图Figure4-1Theassemblydiagram（2）部件图部件图是总成图的下一级，是总成图中部件的拆分图。与总成图相同，部件图也需要投出主视图、俯视图、侧视图以及轴测图，并附带打开状态，打开状态用细的双点划线格式显示。一般需要在主视图中标出压臂的打开角度，支座的高度以及铰链板的长度，（有定位销的也需要标出直径及长度）。在轴测图中需标示出零件号，摆放要规范，整齐，填写好标题栏的内容。完整的2D部件图需要标注的内容很多，能反映出夹具、工件、焊枪及其它工位关系的最终图面，是下发图纸后加工与组装部门安装夹具的依赖标准，也是反映本单元各个零件相互关系的最终图面。如图4-223 北京工业大学工程硕士专业学位论文对称单元需标示图4-2部件图Figure4-2Componentdiagram（3）零件图零件图为部件图的下一级，是加工用图纸。在零件图内因有不同的零件门类，同样也进行了分类总结和标准化工作，对一些分类的细节做出规定。如，定位块如图4-3，一些异形的定位块，还需要标出淬火面,定位块安装面粗糙度Ra1.6。摇臂如图4-4，摇臂的板厚一般选用16mm或19mm，允许上差+0.1，下差0。过渡板如图4-5，过渡板的板厚选用16mm或19mm,允许上差0，下差-0.1。BASE一般包含分总图、孔位图。在总成图中标出零件序号、车线、及外围尺寸等。BASE孔位图可按坐标标注形式标示出每个孔的孔位信息及孔的类型深度等。也可按实体去编程加工，但需要在图纸中标示孔的数量及类型等，BASE反面的孔一般为支撑腿、脚轮安装孔，这类孔可单块板的边缘去标注孔位，然后钳工画线打孔，避免焊接产生的偏差导致数控点窝时导致孔偏移。BASE如图4-6、4-7，24 第4章H汽车焊装工程各阶段标准化分析斜面及曲面是标注最大高度，并指示数控加工Ra1.6图4-3定位块图Figure4-3Locatingblockdiagram25 北京工业大学工程硕士专业学位论文图4-4摇臂图Figure4-4Rockerchart图4-5过渡板图Figure4-5PartsdiagramTransitionboarddiagram26 第4章H汽车焊装工程各阶段标准化分析图4-6BASE板图Figure4-6BASEchart图4-7BASE板孔位图Figure4-7BASEplateholebitmap27 北京工业大学工程硕士专业学位论文（4）明细表明细表是图纸的一部分，是和总成图和部件图的零件明细一一对应的。明细表一般都有规范的模板，表格的大小都已经调整合适，设计者不需要进行调整，以免打印预览时仍需做不必要的调整，而且不规范。一般的自制件的名称也尽量统一，按标准规范命名，标准的零件及外购件规格及名称按标准填写，不要自己私自命名。如表4-1所示。表4-1明细表Table4‐1Detaillist28 第4章H汽车焊装工程各阶段标准化分析其他关于合件如果是整体外购合件，不必拆子件，属性1必填W，如果是合件，其中子件有自制、有外购，那么属性1不填，子件要求全部拆分，并必须填写属性1.如果是整体自制合件，子件要求全部拆分，合件属性1不填，子件属性1必填D更新（每次制造工作量按制造数量确认）。关于数量“1/1”，焊装明细表导入系统后，“1/1”的数量将会自动变为“2”，并系统会自动在附注中说明原数量为“1/1”。件号规律原则，焊装件号采用部件划分原则部件为P01，部件下件号为P01-01等4.1.4设计阶段的人员分工合作形式设计阶段的人员分工形式，以设计类别的方式进行分工，在焊装内主要有夹具、输送、吊具、控制几个大的门类，设计人员的划分也以此类进行分工合作。夹具类是焊装车间的主要设备，它的精度直接决定了汽车产品的焊接精度，也决定了汽车产品的整体精度及外观。夹具分为主线体夹具及分装夹具。夹具类的设计专业性强，对人员相对的精细化程度及专注性要求较高。设计特点就是刚入门设计时比较容易，但真正设计完善非常不容易且按程序化设计，设计的每一个阶段都要非常细致。在设计三维时考虑它的工艺性和合理性，以简单、实用、可加工性为原则。到二维设计阶段时就更要细致，尤其考虑加工的工艺特点。夹具设计的人员选择以稳定、耐心见长。夹具的设计在焊装领域内占主体，因每一个车型的不同，夹具也不相同，所以在设计画图时，这一部分的量也是最大的，对每一个设计人员的考验不仅在设计思路上，而且在身体上，这些在组建队伍时要考虑其中。输送类设备是将单体的设备连接成线的设备，比如夹具本身也是一个单体设备，只有通过输送连接才能形成焊装自动生产线。输送类的设计属于非标准类设计，要求适用性强、合理实用、运行稳定性强是这类设计的特点，对相应设计人员的要求是头脑灵活、见识广博、知识面要广。其典型特点是适用和实用，用到液压系统、电气系统、气动系统等，且大多是这些的结合体，所以输送部分设计的适用与否，直接体现的是线体的自动化程度。吊具类本身也是一种输送方式，但它结合了夹具的特点，有些焊接及工作在吊具上完成，所以可以单列出来。吊具作为输送的一个特殊分支，单列出来，本身结合了夹具的一部分特点，还有输送的性质，设计初期考虑因素比较多，相关性大，设计是建立在其它设备之上的，所以本身以其它设备为主，且需考虑其实用性，后期加工量相对不大，现场工作量不小。控制就是电气控制。是生产线的神经系统，它直接决定了生产线的自动化程度的高低。控制是电气自动化的灵魂，机械结构构成了一台设备和一个线体的骨架，控制就是这个壳体的大脑。运行的程序和方式，都是由电气控制决定的。控制设计的合理与否整29 北京工业大学工程硕士专业学位论文条线体中占到一半的份额。所以一个电气控制设计人员对一条线是至关重要的，必须有丰富的经验和强大的逻辑思维能力。4.1.5设计阶段的设计标准划分设计标准就是指对以前的设计零件进行分类整理，把相近的单体产品零件进行归类修整成一种或一类零件，后期可以作为标准零件进行使用，不用再重复设计，这样有利于减少设计强度，提高产品质量。在夹具里，可以把一些压紧块、支撑块和销钉进行标准化，再进一步还有支座，连接块等进行标准化。当标准化程度相对较高时，就可以把设计变成一种选型，这样就会极大的降低设计强度。4.2H汽车焊装工程加工阶段标准化4.2.1鱼刺图法综述鱼刺图分析法，一般问题的特性总是受到一些形成因素的影响，找出这些因素并将它们与特性值一起，按相互之间的关联性整理成为脉络分明、条理清晰且标出重要因素的图形，叫特性要因图。因形状如鱼骨，所以又叫鱼骨图，也称为因果分析图或石川图。它是一种透过现象看本质的分析方法。鱼骨图也应用在生产中，用来表示生产车间的流程流向。在鱼骨上面的鱼刺中，按出现机会多少列出产生生产问题的相关可能原因。鱼骨图有助于说明各个原因之间如何相互影响。它也能表现出各个可能的原因是如何随时间而依次出现的，这有助于着手解决问题。分析要点，确定大要因时，现场作业一般从人、机、料、法、环着手，管理类问题一般从人、事、时、地、物等各层别进行，各种情况应视具体决定，大的要因必须要用中性词语进行描述（不说明好坏），中、小要因必须使用价值判断（如…不良），在不局限于已经掌控或正在执行的原因的情况下，使用头脑风暴法时，尽最大的可能找出相关的原因。从行动方面着手分析人的原因，然后从大到小进行分析要因，中要因跟特性值、小要因跟中要因间有直接的原因-问题关系，小要因应分析至可以直接下对策。如果某种原因可同时归属于两种或两种以上因素，则要以相关性最强者为准（必要时考虑三现主义：即现时到现场看现物，通过相对条件的比较，找出相关性最强的要因归类。），选取重要原因时不要超过7项，且应标识在最末端原因。鱼骨图绘图过程一般是首先查找需要解决的问题，把问题写在鱼头上。再组织同事和相关人员共同讨论问题出现的所有相关原因，把相同相近的问题分组归类并在鱼骨上标出，根据标出的不同问题向大家征求意见，并总结出相对正确的原因。拿出其中之任何一个问题，研究为什么会产生这样的问题，针对问题的答案再问为什么？这样至少深30 第4章H汽车焊装工程各阶段标准化分析入五个层次（连续问五个问题），当深入到第五个层次后，认为无法继续进行时，列出这些问题的原因，而后列出解决方法。4.2.2用鱼刺图法对加工阶段质量进行分析加工阶段主要是保证设计出的图纸的加工质量，最终能合理的装配完成，质量是汽车焊装工程产品零件的最终反映形式，在此过程中又会受到工艺、加工水平、装备水平等多种过程环节的影响，所以从人、机、料、法、环的五因素中做出具体的分析。如图4-8所示料机人材料种类太多数控应用少不积极零件质量不一致设备应用水平不一致技能达不到采购困难不一致无改善观念作业方法不对灰尘，噪声没有标准加工无控制方法光线物流不畅无标准书没有培训环法图4-8加工阶段质量分析鱼刺图Figure4-8Analysisoffishbonediagramprocessingquality由图中可以看出“法”是制约质量的瓶颈因素，和其它因素共同制约了零件的质量。从图中可以看出相关的人、机、料、环、法都有可能造成零件质量的不一致，但在条件一定的情况下，人和法的可变性和不确定性更能决定零件的质量水平，人的因是根据法的因而定的，只有好的方法和工艺可以减轻劳动强度提高零件质量，提高工作效率从而提高人的技能和收入水平，所以法是关健因素。4.2.3图纸的分类标准管理图纸是加工的参照标准，图纸等技术文件在前面的过程中，已经有了标准可行，在加工的前期，收到图纸是设计的具体表现形式，这里更关注的是图纸的加工特点及工艺特性，如相同材料的为一类，并以字母代表分类，相同机床加工的一类，相同工艺流程的一类，这些是精细化加工及标准化分工的前提，也是加工阶段的首要工作。4.2.4加工前工艺的标准化工艺标准化有两层意义：一是对加工前的图纸进行标准化分类处理，另一层是对分类完成的图纸进行工艺分析，对同一类的零件进行统一标准进行标准化工艺处理，然后31 北京工业大学工程硕士专业学位论文分析验收，收到好的质量效果时，对其进行标准化工艺归档，之后所有同一类的零件都[37]-[38]进行类似的处理，以达到标准化效果。4.2.5加工过程标准化生产加工是图纸形式的设备和线体转化为实体的过程，生产加工中针对每一个零件都有不同的加工工艺要求，相对于一个汽车焊装工程而言，加工的零件数量多达上万件，如果每一个零件都要做成工艺文件，则数量非常庞大，但如果长期积累归纳的化就可以按照加工特点分门别类的总结成几个大类别的标准，再以标准流程加工就可以起到事倍[39]-[40]功半的效果。夹具的加工流程如图4-9所示。加工的过程包括两个部分，前期加工，后期检测。检测也是加工必不可少的一个环节，通过检测才可以监测和改善加工，提高加工质量。因检测门类也相对较多，检测建立标准也是其中一环。加工中的检测标准，目的是按照焊装夹具设计和制造时的规定，为了实现焊装夹具制造精度的稳定化。规定焊装夹具制造时检查的技术标准，适用范围，术语，测量仪器要求，工装测量状态要求，测量基准点要求，测量方法，精度不合格部位的修正以及修正记录，工装检查参与人员及程序要求，测量修正报告等都纳入标准。图4-9夹具制造流程图Figure4-9Fixturemanufacturingflowchart32 第4章H汽车焊装工程各阶段标准化分析4.3H汽车焊装工程施工阶段标准化分析4.3.1准备期标准制定在加工完成后,设备和线体的真正使用是在甲方的现场场地，但因一旦到达现场因现场条件的制约，如有不完善的在现场很难完成，还要来回运输到加工厂内完成修改，这样的来回运输增加成本，所以在到现场之前还有一系列的事情要去完成，把这些所要的做的工作，统一标准，制定一个固定的流程就是这一时间内要做的工作。4.3.2现场标准化管理在进入现场时，甲方一般有很多的相关企业进入，可能分不同批次，不同时间，所以甲方会有一个统一的协调管理，这是大的环境，同时装备厂家要在自己的工作范围内[41]-[42]作一个标准化流程，并严格按这个标准流程去执行，会节省管理费用和时间成本。现场施工中的过程标准化，现场施工开始后要制定现场施工计划，要有里程碑点，要分步骤和具体的时间段去完成即定的任务。4.3.3调试过程标准化现安装结束后（包含机械安装及电气安装），电气控制人员及机器人的示教人员要进行软件方面的调试，初期为单工位动作运行，后期为自动联调。4.4H汽车焊装工程验收阶段标准化分析4.4.1焊装工程验收标准化验收标准化即是验收流程标准化，对验收流程的每一个流程进行描述，参加人员，验收方式，验收地点，验收工具等进行详细的落实，并在双方同意的基础上完成标准，在这种标准的指导下，按部就班的完成验收过程。4.4.2焊装工程后期服务过程标准化验收完成后一般都要有一个陪产的时间段和一个后期服务的时间，在这一段时间内，如不能很好的完成也会给甲方造成损失并给厂家的声誉造成影响，好多情况都是如此，前面的工程做的轰轰烈烈后期不太重视，结果前面的好的一面，在这一阶段也毁于一旦。所以在这一段时做一些标准流程属于管理标准之内的范畴，以有效的人员和有效的方式处理好后期，做好服务是非常必要的。4.5本章小结本章对设计、加工制造、现场施工和验收各个阶段进行了比较细致的分析，对应这几个阶段，焊装领域内的相关标准进行了分类整理，较为系统的理出了一个汽车焊装工程的整个过程的技术标准、管理标准、工作标准。33 北京工业大学工程硕士专业学位论文第5章H汽车焊装工程夹具标准化分析夹具作为汽车焊装工程中设备类里的一个门类是最具有特点的，也是最关键的设备之一，它直接决定了汽车白车身的焊接精度。夹具的设计也是最为繁杂的，设计量大、工作任务重、加工工艺复杂、加工难度相对较大、组装要求精度较高，要用专业的设备进行检测测量、校准，并在安装到现场后也要进行复检。所以把夹具作为一个特例拿出来做标准化分析具有典型的代表作用。5.1夹具的标准化案例概述5.1.1焊接夹具的概念在汽车焊装工程中，焊装是焊接工艺装备的简称，是白车身在焊接过程中起配合与辅助作用的夹具、机械装置或设备的总称。焊装包含公用动力、钢结构、机器人集成、自动焊接装置、输送线、焊接夹具、焊接设备、焊钳、吊装系统、装配夹具、焊接检具等。用模具把钢板冲压成汽车焊接用的零件叫做车身冲压件，再把车身冲压件固定夹紧在专用的设备中，焊接组合成车身分总成，再在不同的夹紧设备中焊接总拼成总成，这个使汽车白车身形成的过程为装焊过程。焊装过程所使用的专用设备称为焊接夹具。[43]夹具作为焊装车间的主体设备，分为主线夹具和分装夹具。主线夹具和输送、机器人系统及控制系统共同够成了主焊线的线体。如果节拍够高，为了配合主线的焊接，一般会对一些分装进行组线，例如地板线，侧围线，顶盖线等。所以夹具设备设计的水平和加工制造的精度，组装精度等就共同决定了整个白车身的焊接质量，从而决定了汽车的质量水平。上几章内容从面的角度论述了标准化的内容，现在以夹具为例作过程标准化分析。5.1.2焊接夹具包含内容焊接夹具应包含内容，产品数模、定位夹紧部件、工作台、气路部件、ASP及其焊[44]钳等，在夹具上有产品的摆放位置，有焊点的位置及每个焊点的焊钳模拟位置。如图5-1所示34 第5章H汽车焊装工程夹具标准化分析图5-13D夹具图Figure5-13Dfixturemap5.1.3焊夹设计的基本原则模拟干涉的分析与检查：焊接夹具设计要充分考虑与焊接设备、焊钳、输送线等的配套关系要求，采取3D设计及模拟分析手段，模拟运动轨迹，防止干涉等现象的发生。保证产品的形状和尺寸精度符合图纸和技术条件要求，夹具必须使被装配的产品获得正确的定位和可靠的夹紧，并且在焊接时它能够防止焊件产生变形。焊接夹具设计应保证有足够的空间，以用作焊接和较好的焊接可见性，并能使工人操作安全方便。有的夹具本身具有转动和移动的功能，这样的夹具更要使工人有足够的空间操作和退出，以避免出现人身事故。产品的单件放入整件取出特点，产品的单件放入夹具，焊接后从夹具中取出焊接合件要方便。夹具应使放入单件和焊接过程简化，产品装件或卸件方便，操作过程合理，不和夹具上的相关器件干涉，放入与取出都应轻松方便。分总成、总成基准统一，同一制件分总成到总成，其定位销要求一致，以保证白车身形成过程有一个统一的基准，为后续工位焊接创造良好条件。合理的定位夹紧点，在定位方式和定位夹紧点的选择上，应确定在冲压件尺寸比较稳定，形状比较规则，回弹比较小的地方，尽量采用定位孔，辅以定位面。定位孔一般采用圆销和菱形销搭配使用，克服孔重叠产生的累计误差。可调整特性，定位销三维可调、定位型面可调，调整垫片按通用标准。35 北京工业大学工程硕士专业学位论文夹具的基础—底架，采用焊接结构，必须有足够的强度，不变形，夹具的台面加工[45]坐标网格线作为检测基准。焊接夹具设计的模块化、标准化，除夹具的过渡板、气缸摇臂、特殊连接板外其余尽量采用标准件。5.2夹具的设计标准化5.2.1夹具设计前的前期准备解读设计要求（或技术协议）、分析本工位夹具式样书、平面布置图和工艺卡。设计要求(或技术协议)，阐明了该项目对夹具设计中的涉及到的标准件、非标准件、外购件、电气路及水气路、图纸等问题的技术性要求。夹具式样书包含，夹具机构形式、上件顺序图、打点图、焊钳接近形式、产品RPS定位点的分布图、各定位点的基准图等。调入本工位有关产品数模，参考三维模板及典型结构，了解该项目涉及的标准件的形式（如铰链板、垫片、定位销、导向块、导向板等）。选择焊钳，根据式样书提供的焊钳类型（或提供的参考的焊钳型号），预选适合的焊钳。5.2.2夹具式样书夹具的式样书在标准化以前，各个厂家都有不同的形式，应用起来比较零乱，H企业经过长期积累总结以后，都以图表的形式表示。如图5-2，5-3，5-4，符号说明如图5-5，3D方案如图5-6，焊点图如5-7，工艺卡如图5-8，时序图如5-9。图5-2夹具仕样书Figure5-2Fixturespecification36 第5章H汽车焊装工程夹具标准化分析夹具机构形式序号项目内容备注1总成件搬运方式:人工搬运:吊运:滑橇:其它2生产车型专用共用:手动切换方式:要3车型切换:自动切换方式:否人工焊接自动焊接机器人焊接其它CO2保护焊4焊接方式打点数445控制方式:手动:气压控制:电气控制6夹紧方式:气动夹紧:手动夹紧:手动+气动7夹持开关：按钮式（香菇头凹台式其它:）8铜垫板09焊枪导向:要:否10气压缸保护装置:要:否11配管保护板:要:否12气压阀保护板:要:否13顶升机构:要:否14BASE板：平面旋转：轴向翻转：固定：其它15作业高度离地面高度750mm（部位：最低处焊点）C型型号:1)2)3)4)16焊钳X型型号:1)1把2)3)4)其它型号:图5-3夹具机构形式图表Figure5-3Fixturebodyformchart37 北京工业大学工程硕士专业学位论文图5-4夹紧点位置图Figure5-4Clampingpointpositiondiagram38 第5章H汽车焊装工程夹具标准化分析夹具式样书符号说明图5-5符号说明Figure5-5Symboldescription夹具式样书—3D形式根据式样书提供的产品定位点及辅助定位点的位置图，确定定位块、压紧块、定位销的位置，插入适合的定位块、夹紧块、定位销，这也就是3D方案。图5-63D方案Figure5-63Dsolutions39 北京工业大学工程硕士专业学位论文图5-7焊点图Figure5-7Solderjointdiagram图5-8工艺卡Figure5-8Processcard40 第5章H汽车焊装工程夹具标准化分析图5-9时序图Figure5-9Timesequencediagram5.2.3焊夹设计的基本步骤在汽车焊装工程中，H企业在很长一段时间和别的厂家一样，每一个项目工程都是根据各自的厂家要求进行设计、加工。并没有进行标准化相关工作，这个时段是比较零乱的，各厂家都有不同的表达表示方式。因汽车焊装工程是一个系统工程，在设计、制造、安装、调试的过程中需要和不同的厂家进行技术交流，如果各个厂家的标准不尽相同，很不利于各厂家之间的交流，在设计图中和技术文件中很难和别的厂家对应。比如就应用软件的应用格式不同，有时在图纸交流和交接时产生标准不一，不能方便交流和沟通等。这只是其中之一，还有好多等等，鉴于这种情况，在这里H企业通过和相关厂家商议逐步建立了一套方法和标准。(1)总图设计总图的3D设计，先建立一个总装配输入夹具号，_H08-61-15(16)，注意在夹具号前加下划线，在总装配中建立各个分装配，数模SM(产品+坐标轴+焊点)、焊钳(GUN)、ASP、底架（BASE)、POST(所有部件装配)、S00(辅助支架装配）、QL(气路部件装配)，并分别加以约束-固定，其中ASP包含所有定位块，夹紧块，定位销及产品接触的零件等。如图5-10所示。41 北京工业大学工程硕士专业学位论文图5-10夹具总图Figure5-10Fixturelayout总图的2D设计，在总图2D图中标注外轮廓尺寸，操作高度，坐标线（与汽车坐标线统一），工作台高度，部件号（用气球文字标注）。如图5-11。明细表如5-1图5-11夹具2D总图Figure5-112DFixturelayout42 第5章H汽车焊装工程夹具标准化分析表5-1总图明细表Table5-1Generallist(2)部件总图设计部件总图3D设计，部件总图应能清晰表明具体结构。一般由基础元件L支座、过渡板、定位块、定位销、压紧块、铰链板合件、气缸或手动夹紧器等机构组成。Data中存放部件设计中作为基准用的点、线、面、局部曲面片及坐标系等资料信息。如图5-12所示图5-123D部件图Figure5-123Dcomponentdiagram43 北京工业大学工程硕士专业学位论文气缸的选择，在定位夹紧部件设计时，选择合适的气缸，夹紧力=气缸的活塞杆推力×力臂L=夹紧力×夹紧力臂，而夹紧力大小应保证工件定位准确夹紧可靠。夹紧时应使件体与定位面紧密贴合且保持其位置不变，当夹具的压头一般设计为带自锁装置，打开时设计有限位装置。气缸打开时压头的前端和产品的距离应大于30mm。部件总图2D设计，在部件轴侧图中标注零件号时采用气球文字标注，如P01-1；P01-2；S01-1；S02-2等，在CATIA二维图中隐藏的零件不被标注，请在增加视图中标注。如图5-13所示。图5-132D部件图Figure5-132DComponentdiagram(3)零件图设计定位块、夹紧块尽量采用ACJ标准系列。常用定位块、压紧块有三种形式，两销一钉；两销两钉；两钉一卡一挡面。如图5-14。定位块、压紧块设计，定位块、压紧块一般设计厚度为16和19mm两种规格，45#。号钢为优先选用材料，如有的有特殊要求的另行规定，表面淬火HRC35‐40、发蓝处理，定位、压紧面有型面时用数控加工，表面粗糙度为Ra1.6。定位压紧块设计有调整垫片，[46]安装检测时进行调整。定位块、压紧块要打印零件号。如图5‐15、5‐16所示。44 第5章H汽车焊装工程夹具标准化分析图5-14定位块设计形式图Figure5-14Positioningblockdesign图5-15定位块标准化图Figure5-15Localizationblockstandardchart45 北京工业大学工程硕士专业学位论文图5-16非标准定位块图Figure5-16Nonstandardpositioningblockdiagram摇臂，摇臂的板厚选用16和19mm两种规格，允许上差+0.1，下差0。摇臂的高度应根据摇臂的长短选用30、35、40mm，特殊情况例外。如图5-17所示图5-17摇臂图Figure5-17Rockerchart46 第5章H汽车焊装工程夹具标准化分析过渡板，过渡板的板厚选用16和19mm两种规格，允许上差0，下差-0.1。定位块接触面粗糙度Ra1.6。对于较大过渡板，应做减重处理，如中部挖孔。L支座，夹具所采用的L支座需满足标准化、系列化要求，在总结后一般高度标准为间隔50mm为一档，如150、200……350mm，精度要求能满足互换性要求。在设计选用时尽要能用小尺寸的L支座，如250mm以下，在高度方向比较大时采用补高台+L支座的形式。L支座加工时的位置公差要求安装底面与立面垂直度公差在0.05mm/1000mm；其销孔应为φ10H7表面粗糙度Ra1.6；L座焊接后应作去应力处理。焊接表面要牢固、光滑平整、无缺陷。如图5-18所示图5-18L支座标准化图Figure5-18Lsupportbasestandardchart47 北京工业大学工程硕士专业学位论文定位销，夹具对工件的定位一般采用孔定位。定位销已在一定范围内形成了系列化，一个单件工件上用一对定位销定位，一般采用圆形销+菱形销的方式使用。其中一支销子必须在两个方向限位，另外一支销子只能在一个方向限位。定位销的材料40Cr（也有用其它材料），淬火HRC40-45，外径的公称尺寸为工件孔径公称尺寸减0.1mm，公差+0/-0.05mm，表面粗糙度Ra1.6。定位销超出定位零件的长度5-7mm，要有防转卡。定位销的连接方式，螺母锁紧和顶丝顶紧两种形式。优先采用螺母锁紧式基准定位销。焊接合件，非标零件为焊接合件时，焊接件由Product下不同的part组成。如图5-19所示图5-19非标准支撑座图Figure5-19Nonstandardsupportblockdiagram底架也称BASE板，BASE板一般为一体化设计，采用槽钢和H型钢作为架体，中[47]板作为面板。BASE板是基础板，夹具的其它组件及焊接工件都在它之上安装。BASE板上要加工坐标线和检测用基准孔，检测基准孔要有保护盖，BASE板表面涂防锈油。焊接底架的槽钢和钢板焊接前进行校平处理，焊后还应经有效的时效处理，加工完后的表面为防止生锈要涂油。BASE的架体焊接时要牢固，焊缝要按设计要求均匀美观，组装前喷漆处理。如图5-20、5-21所示48 第5章H汽车焊装工程夹具标准化分析图5-20BASE板3D图Figure5-20BASEplate3Dmap图5-21BASE板焊接图Figure5-21BASEplateweldingfigureBASE板要求加工有坐标线和基准槽，坐标线应与汽车产品坐标线一致，坐标线的深度、宽度均为0.3-0.4mm，间距的选择一般按BASE板面的大小选100或200mm，基准槽一般在X和Y方向各一条。在不加工基准槽的情况下则要在整数坐标位置加工基准孔，最少在X、Y方向打三个。总结为两种形式：基准槽形式，基准孔式。如图5-22所示49 北京工业大学工程硕士专业学位论文图5-22BASE刻线示意图Figure5-22BASEscribedlinediagram引导块合件，有时定位销设计在压头上，为了保证定位销的精度要求，则在夹紧臂的靠近气缸连接处设计带导向的引导块合件。在离定位夹紧点较远的焊接区域，应增加辅助支撑夹紧点，以减少焊接变形带来的不合格产品。如图5-23所示图5-23引导块图Figure5-23Bootblockdiagram夹具气缸动作顺序说明，是夹具设计人员交给气路设计人员的逻辑气路设计依据。填写时可将全部气缸按部件依次填写，然后在动作次序栏填写顺序号，动作顺序号按照先夹紧后打开的顺序，顺次填写1、2、3…。也可按照动作次序，将相同动作顺序的部件气缸集中填写。50 第5章H汽车焊装工程夹具标准化分析如果气缸为手动，必须在“手动/气动”栏填写气动，简写为M。气动可不填写。“有无行程开关”栏由气动设计人员填写。如果夹具设计人员认为有必要指出在哪个部件安装行程开关。可在相应的夹紧或打开位置填写“有”。“夹紧时活塞杆状态”栏指出夹具夹紧时，气缸活塞杆是伸出还是缩回。默认为伸出，如果为缩回必须注明。“气缸位置”栏指出同一部件中多个气缸的位置状态。如果为气缸背气缸情况，则必须注明上、下。如果同一部件中多个气缸型号相同，为了识别气缸可填写上、下左、右、前、后、里、外等方位词。“气缸代号”栏原则上由气动设计人员填写。夹具设计人员也可直接编写。夹具的二维附图用于指明气缸位置，设计人员在相应出图时应尽可能保证每个气缸均可见。如图5-24、5-25所示图5-24气缸动作顺序说明附图Figure5-24Acylinderorderillustratestheappendeddrawings51 北京工业大学工程硕士专业学位论文图5-25气缸动作顺序说明Figure5-25Cylinderactionsequencedescription5.2.4装配结构树的设计规范装配结构树的设计如图5-26所示图5-26结构树Figure5-26Structuretree52 第5章H汽车焊装工程夹具标准化分析5.2.52D图设计规范投图前要求，设计员拆图前将3D图整理完善，其中3D图中夹具的总成名称、部件名称、零件名称为最终命名。设计员拆图时不得更改3D图中夹具的总成名称、部件名称、零件名称（确保2D图纸与3D图关联）。二维投图规范，CATIA二维投图采用焊夹二维模板；二维图纸中采用的模块图块，如装配图中的零件和组孔标注，可采用模板中的标准模块图块。图纸采用A0、A1、A2、A3、A4，可根据总图、部件图及零件图的大小选择合适的图纸规格，通常不选用A2，单个零件尽量采用A3或A4。CATIA二维图纸中的标签页命名按3D中的命名。如，00；P01；P01-1；P01-2其中00表示总图，P01表示部件图，P01-1表示零件图。装配图及BASE板需标出汽车坐标线。在总图中标注外轮廓尺寸，标注工作台和底架高度，工作台面到坐标线的尺寸，操作高度，焊接夹具图形生成中，产品、打开状用虚线表达（标注打开角度）。5.3夹具的制造流程标准化夹具的制造标准化，就是夹具加工制造流程的标准化，即以标准的流程去控制加工过程，每一个过程的细节再设制相应的标准，以求达到统一的制造标准，最终产品质量一致性高。如图5-27所示图5-27夹具生产流程图Figure5-27Fixtureproductionflowchart53 北京工业大学工程硕士专业学位论文5.4夹具的现场安装标准化首先是现场安装计划制定，人员安排，工具准备，甲方协调，安全规范，安装流程图如图5-28所示图5-28现场安装流程图Figure5-28Siteinstallationflowchart54 第5章H汽车焊装工程夹具标准化分析5.5夹具标准化后的效果分析通过以上的标准化实施管理以后，H企业的夹具设计、制造、现场已进入一个全新的开始，每一环节都有标准可依，设计时针对新的项目进行分析，和以前的产品件有可能不同，但汽车的每个部分是可以划入到一类的，可根据一类的设计思路和以前的参考进行设计，可以很快从设计库存中调入同类的设计案例，设计原则是不变的，不同的只是具体的设计形式，这样就可以很快的确立思路方法，让设计变成一种可量化的操作，大大提高了设计效率。夹具的制造方面也是，通过制定标准化的工艺文件，把相同一类的零件进行统一的工艺处理，加工方法相同的进行分类加工，材料的种类也向单一化靠拢，使得加工简单化和专业化，这样就能更好的进行加工质量的提高。一个汽车焊装工程中的一种车型的夹具大小一般在两百台左右，形状可以不是相同的，功能也不可能是相同的，但标准化完成后的夹具，不同的设计、不同的制造完成后的效果呈现出来的是，夹具的风格是一样的、外观和质量是一样的，使用效果也相差无几，这就体现出标准化的结果。5.6本章小结本章结合焊装工程之中的实例，以夹具相关的设计、制造、现场安装和调试等流程为范本，系统的做出了相关标准，并以这些各个过程中的标准统一构建了夹具的流程过程及标准体系。有了这些标准，可操作性就加强了，质量可控性也有了保证，最终能实现一个非标的工程做到了类似产品的标准化生产。55 北京工业大学工程硕士专业学位论文结论汽车焊装工程是针对汽车焊装领域的一个系统工程，本文利用桑德斯的七项原理中的1-6项原理，松浦四郎《工业标准化原理》一书中的原则1-7、10-11、14条原则，结合汽车焊装工程的流程，对H企业的汽车焊装工程进行标准化分析，得出如下结论。（1）应用WBS方法，将汽车焊装工程划分四个相对独立的工程阶段，分别为设计、生产、施工和验收。（2）应用鱼刺图和实例分析等方法对四个阶段作了比较详细的分析，对原有的非标准化的技术文件、图纸、流程和方法进行了标准化归纳。（3）设计阶段从初设、甲乙方情况分析、图纸和文件的标准化、人员的分工合作形式、设计标准划分等几个方面进行分析，对设计过程中相关的流程和技术文件进行了标准化。（4）生产阶段从图纸的分类管理、加工工艺的标准化确立和加工流程的标准化进行分析总结，如何在生产阶段能统一标准，进行合理的跟踪管理，把握生产加工的质量，节约生产成本。（5）施工阶段和验收阶段都是在甲方现场进行的，这部分的内容主要是现场管理，如何把项目经理和公司文化的不同表现，进行有效的标准化，从而总结出一套行之有效又合理实用的现场管理流程和文档。（6）夹具的标准化以实例的形式总结出，夹具本身是汽车焊装工程的一部分，且是一个重要的部分，对焊装夹具进行标准化，能从实质上改变汽车焊装工程的效率和生产质量，从而提高汽车的白车身的车身质量。在工程领域中，汽车焊装工程是其中的一个分支，具有工程的特征，它本身也具有自己的特点，从汽车焊装工程的起始，到工程的结束，这个范围内涵盖了许多内容，因操作厂家的不同和操作方式不同，导致汽车焊装工程的过程多种多样，增加了操作层面的难度，通过以上几章的分析和实例，H企业做出一些标准化的方法和流程，以这些方法和流程为基础，在这之上不断的完善和发展，H企业的标准化会越来越趋于完善，H企业也会逐渐从应用标准中得到实惠，后续的汽车焊装工程中应用标准后，资源节约，劳动力节约，资金节约，周期缩短，质量提高。H企业也相应会在汽车装备行业中走的更远更高。并希望能借此对相关行业企业有启示作用。56 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致谢致谢本次论文能够顺利完成，首先我要感谢北京工业大学，是她为我们提供了学习知识的土壤，使我们在这里成长；其次我要感谢经济管理学院的老师们，他们不仅教会我们专业方面的知识，而且教会我们做人做事的道理；尤其要感谢在本次设计中给与我大力支持和帮助的导师臧维老师，每有问题，老师总是耐心的解答，使我能够充满热情的投入到论文中去；还要感谢我的同学们，他们热心的帮助，使我感到了来自兄弟般的情谊；感谢您们为我们提供一个良好的环境，使本次论文圆满完成。毕业论文是对我们知识运用能力的一次全面的考核，也是对我们进行科学研究基本功的训练，培养我们综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，在本课题从选题、开题、搜集资料、论文撰写、修改、成稿过程中，得到我的导师臧维副教授的悉心指导，不仅让我顺利完成了本次论文的研究和撰写工作，还让我深深体会到一个传道授业解惑者的高贵品质，细致的工作作风，深厚的学术造诣和丰富的实践经验，使我受益非浅。导师强烈的事业心和高度的责任感，也将激励我在今后的工作和学习中不断努力进取。这将成为我人生历程中最为宝贵的财富。在本论文编写过程中，我的同事闫志成等，以及北京工业大学经济管理学院工硕中心的老师们，都给予了我极大的帮助和支持，在这里我一并表达我的谢意，并对你们的无私帮助致以崇高的敬意。感谢参加我论文答辩的各位专家、学者和教授们，你们的对我的指点，将是我完善论文的点睛之笔，请允许我在这里向你们表达我深深的敬意和真挚的感谢。-59-'