图1  侧围轮罩与后地板焊接部位

针对车型的特点制定合理的自动化率可以避免过多的成本投入，增加后期利润，保证和提升车身品质。制定合适的自动化率的原则包括车型生产纲领、车身品质要求、人工焊接的可操作性、人工工资水平以及自动化设备技术的要求。

焊装线体的自动化率是体现线体、车间自动化程度的一个主要指标，也是公司技术实力、生产能力的象征。随着现在人力成本的不断增加，车型产能的提升，给自动化率的提升提供了前提条件。

自动化率定义及计算方法

自动化是指机器或装置在无人工干预的情况下，按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，其目标是“稳、准、快”。自动化率是衡量自动化程度的指标，通常是用自动化的工作量与总工作量的比值来计算。

焊装自动化率有三种计算方法：第一种，自动化率（车间自动化率）＝自动焊接点数/车间内作业焊接点数×100%（自动焊接点包括机器人及自动焊焊接的焊点）；第二种，自动化率＝机器人数量/（线体单班总人数+机器人数量）×100%；第三种，自动化率（线体自动化率）＝线体机器人焊点/线体焊点数量，其中，线体是指除分总成外且总成分为几个连续的工位，一般包括机舱线体、前地板线体、中后地板线体、侧围线体、车身下部总成线、主焊线及补焊线。

第一种自动化率计算方法应用较广泛，主要在丰田、现代及国内自主品牌汽车企业中广泛应用。

图2  人工与机器人所产生的费用对比

各公司自动化率对比

针对长城汽车腾翼C30、北京现代悦动、天津丰田卡罗拉、江淮和悦和奇瑞A16车型，进行焊装自动化率的对比（见表）。从表中可看出，自主品牌车型的自动化率程度较低，而日、韩合资公司的自动化率程度较高，尤其是北京现代，自动化率达到了100%。

自动化率制定的原则

制定合适的自动化率的原则有车型生产纲领、车身品质要求、人工焊接的可操作性、人工工资水平以及自动化设备技术的要求，以下对制定自动化率的各个原则分别进行阐述。

1. 车型生产纲领

根据车型定位及预计的生产纲领制定自动化率，当生产纲领偏小时（约为3万台/年），适合采用低的自动化率，即只有主焊线总拼工位和顶盖焊接工位使用机器人焊接。这样设备投入成本少，成本收回时间短；当生产纲领约为5万台/年时，适合采用中档的自动化率，车身下部总成关键工位、主焊线关键工位及机舱总成工位使用机器人或自动焊设备；生产纲领不小于10万台/年时，宜采用较高的自动化率，建议车身下部总成线、主焊线、补焊线及分线体总成工位均使用机器人焊接。总之，建议生产纲领越大越要采用高的自动化率。

2. 车身品质要求

根据对车身品质的不同要求，采用适当的自动化率。采用机器人或自动焊接设备进行焊接，可以避免人为因素造成的焊接质量缺陷，从而减少对车身品质造成的影响。上海大众车型的顶盖和行李箱盖外板采用激光焊接，以提高车身品质。可以说，对车身品质要求越高，越适宜采用高自动化率。

图3  下边梁自动焊设备

3. 人工焊接的可操作性

车身焊接过程中，存在很多人工操作困难的部位，这些部位造成人工劳动强度大，容易出现安全事故。为了减少和避免这些问题，应该在焊接这些部位的工位布置焊接机器人或自动焊接设备，例如，主焊线的侧围边梁下板焊接工位、主线上的后轮罩焊接工位等（见图1）。

4. 人工工资水平

人工工资水平的不断增长，人力成本的增加，进一步推动了焊装线体实现较高的自动化率。机器人、自动焊等焊装设备的成本增长幅度比人力成本增长幅度小得多，我们对比了人工与机器人所产生的费用（见图2），得出1台机器人代替双班的2个操作人员，设备成本收回时间是固定的，约为3.13年。

5. 自动化设备技术的要求

一般来说，汽车企业要根据其对冲压制件、车身质量等自身特点确定是否有能力使用自动化设备。例如，机器人弧焊对于车身的精度及稳定性要求很高，制件间隙小于0.5 mm，位置公差控制在±1 mm以内，国内一般公司很难达到，如果使用自动化的弧焊设备就会造成后期的调试、调整及返工的工作量大，存在很大的浪费风险。所以，焊装自动化率的制定也要考虑自身的现状以及自动化设备的要求。

自动化率程度越高，后期效益越大，但相应地投入成本提高，也会存在设备闲置、浪费的风险。所以合理的自动化率要综合多种因素考虑，不能片面地强调减少投入成本、降低风险及避免高自动化，也不能一味的追求省人化、自动化。

生产后期提高自动化率的方法

自动化率是车型开发前期通过整合各线体的工艺方案，统计自动焊接的焊点后计算得出的，后期如果不进行较大规模的线体变动很难将自动化率提升，而制定方案本身的目标就是后期无改善，所以自动化率主要是在规划线体方案时制定的。在生产后根据现场的情况可以对现场进行适当的改善，主要方法有两种，即增加自动焊设备和外协焊接分总成制件。

1. 增加自动焊设备

在生产现场，针对车身复杂部位和人工操作困难部位，通过现场改善增加自动焊焊钳，如顶盖总成工位的焊接、天窗部位和顶盖横梁焊接部位可以全部采用自动焊设备焊接。在车身总成工位，车身下边梁的一列焊点可以采用自动焊接设备焊接（见图3）。

2. 外协焊接分总成制件

将对质量影响相对较小的焊接分总成外协，或者按照总成的级别，将级别低的进行外协，这种方法可以减少车间内的作业焊点数，但实际的整车自动和人工焊接的焊点数量没有变。北京现代焊装车间的悦动车型，外协夹具达到了196套，总成制件有100多个，其中包括前地板、中后地板等部分三级总成和前围上部、侧围外板加强板等所有4级分总成。车间内只剩余机器人和自动焊等焊接设备，这使得悦动车型线体的自动化率达到了100%。

结语

随着社会的进步、科技的发展、人力成本的增加及对车身品质要求的提高，各自主品牌公司车型焊装线体的自动化率也在逐步的提升。针对车型的特点制定合理的自动化率是精益思想的体现，合理的自动化率可以避免过多的成本投入，增加后期利润，保证和提升车身品质。