理想车身制造的规划基础
车身规划前期的核心就是制定车身生产线的工艺方案和技术要求。德国大众在2008年开始了理想车身制造的课题研究。什么才是理想的车身制造呢？从需求的角度来寻求车身制造的优化方法，有三个方面的需求：1.内容需求；2.目标功能的选择；3.规划方法的要求。大众集团的生产系统是规划前提的基础，遵循价值创造原则，车身工装设备要以市场和最终客户需求为中心来进行规划和设计。
目标功能的选择是我们所有新车型，或者新工厂项目立项需要解答和汇报的问题，车身项目的节能环保、投资回报率、盈亏平衡点等经济性评价指标都是在前期就需要分析的重点问题。前期规划中需要明确在产品生命周期内的车型种类和产能数据，以及后续不确定因素在技术和场地方面需要考虑的预留等等。
规划方法的要求，包括采用的规划手段，实现布局明晰，符合企业实际的规划方案。上海大众在生产前期的做法是集思广益，开展物流和布局的方案研讨，邀请多个相关专业部门，包括物流、土建、生产和质保等专业部门的人员，有时候重大项目还会邀请德国大众品牌规划的专家共同参与，通过充分研讨，权衡利弊，推荐出最优的多个工艺布局方案。研讨过程中相关部门员工都共同参与，统一向决策层汇报，这在很大程度上增强了员工对车身研讨结果的认同感。在规划手段上上海大众采用数字化工厂软件，即将引进作业时序软件(AP)，实现对生产过程细节的规划和分析。
只有达到这三个方面的需求，才能满足理想的车身制造的基本条件。
车身制造的柔性概念
柔性仅仅是车身制造上述几个方面需求中的一个环节，这是由当前汽车制造的趋势和市场需求所决定的。汽车工业在客户需求方面表现了两个趋势：首先，最近几年涌现了一些新的热销产品，比如我们熟知的城市越野SUV、变型车、多功能车(MPV)、油电混合动力轿车、运动版轿车等等， 同时产品的生命周期越来越短，各种改款、小改脸(Facelift)甚至产品更新换代不断加快。其次，为提高竞争能力、充分满足客户需求、体现用户关爱，产品的供货周期也变得越来越短，欧洲发达国家中，接受订单-生产-销售到客户手中的时间基本控制在1~2周，国内这方面服务也逐渐跟上了，对于非紧俏车型，客户在两周内基本也能提到车。
从企业内部来讲，对汽车制造的要求总结为四个字：多、快、好、省。即，多车型、高产能、不同车型的灵活生产-多；项目周期短-快；柔性(车型和产能)好-好；投资低，运行成本低-省。
各个产品的需求分配是很难被预测的，历史数据表明：销量数据可能出现40%以上的偏差。由于市场预测的不确定性导致项目规划的不确定性，由此将产生投资风险。如何将投资风险最小化？有一种方法就是买保险！柔性也被看做是应对经济不景气(计划不确定性)的“保险措施”。
在这方面我们有非常深切的体会。上海大众目前深受广大客户欢迎、最畅销的一款城市越野——途观，目前的生产能力达到30JPH(每小时产量)，年产18万辆，其实最初的规划能力是5万辆，小于10JPH。当然，这当中有一部分是外部环境的影响：前期规划阶段正处在2008年下半年全球金融危机和市场紧缩的形势下。在这个过程中，上海大众的项目组经历了多次的改造，深挖产能潜力。过程较为艰辛，所幸结果非常圆满。这让我们在项目前期规划深深地体会到车身柔性制造的重要意义。
车身制造系统中的柔性结构
如何做好车身制造的柔性，对规划工作是一个很好的考量，做得好，就是上了双保险，能取得事半功倍的效果。具体到车身制造，柔性可分成八种。
对于车身制造的单工位或者单个生产线来讲，有三种柔性：加工柔性、机运柔性和过程柔性。加工柔性主要是采用各种加工工艺、各种焊接方法来加工零部件的柔性。大众车身车间的主要机运系统有几种，其中最典型的就是主线的雪橇滚床输送系统，底板定位焊工位有PickUP输送，侧围主线有自动空中输送(Overhead)、手工吊具，大批量生产的标准化方案采用机器人或者电动小车(EMS)进行侧围总成的搬运。主线的机运系统采用的雪橇滚床输送系统有一个最大的特点：雪橇定位点的相对尺寸是统一的，对所有大众车型有兼容性，只有老桑除外(老桑为第二代帕萨特)。 过程柔性在车身车间的情况就是可以采用不同的工艺顺序来加工车身总成，这种情况主要体现在螺柱焊、激光焊的工艺顺序上。为节省投资，上海大众通常在底板分拼对底部螺钉进行手工焊接，在主线进行上部螺钉的机器人自动焊接。相反在德国大众狼堡本部埃姆登(Emden)和茨维考(Zwickau)等高收入地区的工厂则全部采用机器人自动螺柱焊。上海大众在集成途观车型的激光焊的时候，为适应现有的车身结构，工艺顺序上同德国大众有细微差别。
对整个生产系统而言，有五个方面的柔性：产品柔性、物流柔性、工艺柔性、产量柔性和扩展柔性。五个方面的柔性有时是相通的，需要结合在一起来考虑。比如说产品柔性，大众集团较早引入了平台概念，其中我们熟知的PQ25、PQ35、PQ46等，在柔性制造出来之前，一个工厂通常只生产单一平台的车型，比如两厢和三厢，还有就是前驱和四驱。上海大众的很多款引进车型(欧版)在产品设计上是考虑自动化生产的，因为设计为手工方案将会面临比较多的人机工程学问题。为应对未来挑战，大众集团将推出一种新的生产工艺，以期成为全球最顶尖的汽车制造企业。这就是发动机横置模块化整车平台技术，简称MQB。至少有43种大众、奥迪、斯柯达和西亚特品牌的车型将在新的模块化平台上制造。它们将共享底板、前后桥、转向机、座椅骨架以及发动机和变速箱单元。能灵活按照用户需求进行配置调整，适合所有驱动型式、燃油发动机、天然气轿车(CNG)、电动车(BEV)、油电混合动力轿车(HEV)。
德国大众的研发技术总监哈根贝格先生说：在MQB平台技术模块化基础上，可实现跨平台车型的混线生产。这样，不久的将来，大众的所有工厂都可作为新车型同步生产的基地。
生产柔性的结构划分是对柔性概念的升华，对车身柔性制造而言，不仅涉及零部件，比如机器人、伺服焊枪、自适应焊接控制器，还涉及到生产系统的柔性、产品组合、framer工艺、产量规划以及后续换代车型的导入能力，另外上层结构的柔性也决定了能否针对市场变化做出快速反应。
车身柔性制造的边界条件
国外研究表明：车身车间的先期投资同总产能几乎是成正比的，占了生产成本的50%。Daimler公司2003年的车身制造方案经济性分析表明：
·单班生产一台车(1JPH)的投资约为1Mio.欧元，这差不多成为了一个固定的准则；上海大众的能力投资经过国产化后，单班生产一台车的投资平均下来为国外水平的80%。
·生产设备在2~3年的高峰期间利用率非常好，对整个设备的使用周期来讲，平均的利用率很少超过50%。国内车身设备的利用率情况同车型有关，2007年上南合作阶段，南京菲亚特的车身设备利用率就很低。上海大众途安的投产后二年设备利用率都只有50%。
高的投资需求和较低的使用率将会造成汽车制造成本的提高。
国内外的研究和预测表明，在可以预见的将来，点焊连接的比重仍将超过50%；新材料和混合连接方式(高强度钢板、铝合金、锰合金、塑料件等)的比例将提高；新的连接工艺比如激光焊接、涂胶、冲铆等的比例也将增加。
上海大众全新一代帕萨特车身工艺点焊的比例为57%，15%为涂胶，Mig/Mag的比例为8%，激光钎焊为4%，冲铆为2%，折边为6%。
车身制造柔性的提高体现在生产工装设备的投资上，同非柔性方案相比，大部分都高出很多。车身车间是实现汽车柔性生产的瓶颈。Framing(主要工位的定位设计)方案很大程度上决定了车身车间的柔性能力和生产成本。
车身制造的成本和净收益同柔性有密切关系， 要取得最大收益，需要定义合理的柔性范围。技术过剩的柔性有时也是一种浪费。大众在这方面走过弯路。大众集团曾经在PQ35平台高端车型上广泛采用激光焊技术，造成车身投资高、能源利用率低。现在除了应用新一代节能激光器外，对激光焊工艺有了一定的取舍：在小范围比如门框区域，B柱加强板采用激光焊，在车顶、后盖外板以及侧围落水槽等客户可见区域采用激光钎焊。目的是提高车身刚性，减轻车身重量，体现大众特色。
车身柔性制造基本要素和核心参数
车身柔性制造基本要素有五个方面：通用性、模块化、移动性、兼容性和扩展性。模块化和移动性结合在一起，上海大众发展了模块化工位、模块化生产线Mobicell、Mobiline的概念，线外集成调试后，在多个具体项目实施并加以利用，有效确保项目关键节点。
扩展性主要是在方案上做好技术和空间的预留，便于新一代产品的集成或者产能的进一步提升。
柔性制造的核心参数有三个方面：后继车型的柔性、产品组合的柔性和产量柔性。归纳起来涉及几个方面：机械和电气、生产工艺、布局和物流以及在线和离线的测量技术。
柔性制造的实现方式为区域隔离和夹具、工具等的模块化。大众集团车身制造分为几个部分：车身主线，大总成和分总成。考虑物流需求和产品差异，分总成为柔性制造的最外围，车身主线设备必须至少满足两个生命周期内车型的使用需求，因此相对稳定。需要同其他总成进行区域隔离。标准化、模块化是为大总成考虑的，同车型变化而变化，比如侧围和门盖等，也要隔离。
大众集团柔性制造的前提是：
·一条线。
·仅涉及主线，到总拼为止。分拼包括门盖，调整线单独进行定义。
·主线产量柔性范围为每种车型 0~100%。
·分拼产量以经济性和销量预测为准。
车身柔性制造最低要求：两种平台，1+3种车型，极限产能51~60JPH(每小时产量)。
车身柔性制造在上海大众的应用
2008年，上海大众首次在朗逸车身项目中引入了德国大众标准的总拼和车顶激光钎焊Frame工位；为第二代Frame技术，为后续产能提升和今年新朗逸集成创造了条件。
2009年， 上海大众在晶锐项目中引入了总拼Gantry Frame和车顶机器人Frame方案；为后续新一代Polo的混线集成作了技术预留。
2010年，上海大众在汽车三厂车身二线实现了途安、Octavia 明锐以及途观三种车型，两种不同平台产品的共线生产，总产能为35JPH。
2011年，首次在新帕萨特车身项目中引入了大众标准的柔性frame方案；同时在车身车间中多个工位实施了非接触式激光在线测量系统，实现对多车型的在线工艺检测；实现产能40JPH，预留3种车型，最大产能60JPH。
目前，上海大众正在规划实施新的柔性车身车间。
上海大众通过二十多年的德系车车身制造和规划，从最初的生产桑塔纳B2的单一车型，单一工艺(80%点焊)的劳动力密集型的车身制造系统，到上世纪90年代末期开始的项目中，沿袭德国大众规划，以“德方”为主的车身制造系统规划，到最近几年来，多个新车型和全新工厂项目中实现“以我为主”的自主规划，经历了一个较长的过程。上海大众车身规划能力的稳步提升也是同国内装配制造业的发展壮大密不可分的，在现在开展的项目中，超过70%的设备是在国内设计和制造，相信不久的将来，“中国设计、制造”的比重将会越来越高。
