引言
同步工程(SE，Simultaneous Engineering)，又称并行工程。对整个产品开发及其相关过程实施同步、一体化设计，使开发者从设计之初就考虑整个产品生命周期内的所有因素(包括质量、成本、进度和用户要求)的一种系统化工作模式。同步工程具有提高产品质量、缩短产品开发周期、降低投资成本、提高企业竞争力等优势，随着汽车产业的飞速发展，其在汽车领域的应用越来越广泛。本文主要针对涂装领域在产品开发过程中的同步工程进行分析和说明。
1 涂装同步工程概述
涂装同步工程是指涂装工艺参与产品设计开发并与其同步准备的过程，对产品的3D数模/2D数据进行涂装工艺可行性分析，提出改进建议，并进行涂装工艺过程的同步准备工作。新车型项目启动后，需结合产品开发进度，同步开展涂装生产准备工作，使新车型项目在产品的设计阶段提早发现影响工艺可行性、产品质量的缺陷，并及时提出改进建议。
1.1 涂装同步工程主要工作内容
涂装同步工程应用主要体现在四个方面：工艺投资规划方案同步设计、涂装工艺评审、生产线同步准备、材料开发同步准备。
1.2 涂装同步工程时间轴
涂装同步工程与产品开发及准备需要有机结合，才能提前识别出产品开发缺陷，快速有效的推进生产准备过程，涂装同步工程的切入点用时间轴的方式体现说明（见图1）。
图1 涂装同步工程时间轴示意图
2 工艺投资规划方案同步设计
根据新车型项目定义、产品描述等信息，工艺人员从工艺、设备、材料、产能等方面进行分析，初步识别新车型在预选生产线上的通过性，编制工艺投资规划方案草案。工艺投资规划方案主要包括规划前提、工艺方案、平面布置图、投资概算四部分。
2.1 规划前提
车型项目规划前提需明确该产品的生产纲领、生命周期；所需准备车型的产品信息，如：平台、外廓尺寸（见图2）、重量等；工艺生产准备的生产场地、投产时间等。
图2 外廓尺寸示意图
2.2 工艺方案
根据规划前提编制工艺方案，明确年工作日、设备可动率，生产能力、班制、节拍、人员配置等；明确涂装领域主要承担的工作，有无新增特殊工艺，新车型新增颜色数量；分析生产线的通过性。
生产线通过性是整个工艺方案的重中之重，需从涂装入口一直到涂装交车整线分析，根据平台、外廓尺寸、重量等信息，识别新车型在现有生产线上通过的制约点，具体识别前处理电泳槽体（见图3）、生产线室体、各线烘干炉、喷涂机、机械化系统、电气控制系统等设备的通过性。
图3 前处理电泳槽体通过性分析样例
根据生产线通过性分析，对新车型在现有生产线上改造通过的可行性进行说明，对比分析现有生产线上改造及新建生产线的优缺点，给公司决策层提供技术支撑，明确最终的生产线准备方式。
2.3 平面布置图
根据工艺方案，编制平面布置图。若是对现有生产线改造，则在现有平面布置图上进行更改，并注明变化点；若是需要重新建线，则需要根据工艺布局编制新的平面布置图。
2.4 投资概算
投资概算主要有五个组成部分，土建、设备准备、工装准备、调试费、差旅费。其中土建、差旅费两项，可以根据公司要求、项目情况单独列出；设备、工作、调试费三部分概算，需要根据工艺方案具体识别，在涂装概算中提出。
3涂装工艺评审
所谓涂装工艺评审，是指涂装工艺部门分析车身结构，为实现涂装工艺可行性、提高产品质量、降低投资，提出工艺评审意见。根据整车新产品开发分类、结合涂装工艺特点，涂装工艺评审主要应用于平台开发和车型开发两类项目中。
汽车产品的开发是一项复杂的系统工程，可分为五个阶段：项目规划阶段、概念设计阶段、工程设计阶段、生产准备阶段、试生产阶段。工艺评审从概念设计阶段开始一直到试生产阶段结束进入量产，贯穿整个项目的始终。根据项目进展，涂装工艺评审可以分为外饰造型评审、3D数据结构评审、2D图纸评审、实车评审四个阶段，其中3D数据结构评审更是重中之重，能否尽早的全面识别出工艺实现难点，直接影响着产品更改引起的投资、项目进度、车身质量等。
3.1 外饰造型评审
在新车型概念设计阶段，外饰造型进行评审，从工艺角度分析其工艺可行性，从电泳成膜、机器人喷涂等方面建议减少锐边尖角结构、减少外表面棱线结构、避免俯角结构（见图4）。
图4 行李箱盖俯角结构样例
3.2 3D数据结构评审
伴随产品设计开发过程，产品设计部门将3D数据陆续发放到工艺部门，由工艺对3D数据进行评审，涂装领域根据涂装工艺的特点，对结构进行细节分析，识别车身结构中不适于工艺的部分，提出工艺建议进行修正。
3.2.1识别车身涂装工艺孔
结构设计时要保证足够的涂装工艺孔，主要是进水孔、沥水孔和排气孔。理论上车身空腔工艺孔间隔一般不超过60mm，实际需要根据车身位置的不同、孔径的大小、设定合理的工艺孔。
3.2.2识别内腔间隙
车身结构板材之间不焊接的区域要留出适当的空隙，以保证电泳液能够顺畅进出，充分电泳防锈。理论上一般要保证两层钣金之间空隙至少3mm以上，考虑到制造偏差最好能保证5mm。内腔结构上避免存在封闭腔，因为这样的区域无法形成电场，电泳不上，影响车身寿命。如果实在不能避免封闭内腔，需要增加孔位注蜡。
3.2.3 PVC密封操作性分析
为了使车身能够达到良好的密封、防锈、耐久和舒适等性能，对车身焊缝进行密封。在涂装工艺评审中，由于PVC操作的复杂性，将PVC密封的操作性作为重点评审项目。在进行车身评审时，识别涂胶位置，查看涂胶焊缝的间隙，同时充分考虑密封操作的可实现性（见图5）。
此区域焊缝被前翼子板遮挡，刷胶干涉 |
图5 操作空间不足样例
3.2.4设备工装通用性分析
新车型若在现有生产线上进行共线生产，设计时在不影响车型主体基调的情况下，需从结构上充分考虑设备、工装、工具的通用性。
3.3 2D图纸评审
首先，根据以往工作经验，校对工艺路线识别出涂装所用图纸，确认图纸种类数量是否齐全，向设计部门提出所缺图纸清单，并跟踪后续更新情况。
其次，对涂装用2D图纸校对（涂胶、喷蜡、遮蔽、喷漆等），对有误的地方进行反馈，并跟踪最新状态的体现时间，确保产品与工艺的一致性。
3.4 实车评审
当产品设计成型后，设计部门将三维数据输出，通过试制厂家生产出试制车身，试制车身经过涂装生产线，通过实际操作验证车身结构，从工艺角度进一步识别结构方面的问题，并反馈给设计部门进行修正；同时确认前期提出的修正是否体现，对未体现项给予反馈并跟踪其实施情况。
3 生产线同步准备
如何缩短车型生产准备时间，一直是各大汽车公司的重要课题，同步工程工作模式的出现，为汽车行业指出了一条切实可行的道路。涂装工艺作为汽车行业制造体系的四大工艺之一，已经将同步工程应用在车型开发的生产线准备方面。生产线准备方式主要分为现有生产线同步准备和新生产线与车型开发同步规划设计两种。
4.1 现有生产线同步准备
4.1.1 新增（改造）设备工装准备
4.1.1.1 新增（改造）设备工装清单识别
根据产品信息、车型定义、试制数据，结合工艺投资规划方案，细化分析非标设备通过性、机械化通过性、电气控制可行性、内部物流方案等，对工艺方案中需新增、改造的设备工装进行细节分析，根据分析结果制定具体的新增（改造）设备工装清单；并根据清单，制定具体的实施计划。
4.1.1.2 标书编制及招标
在产品技术工程设计阶段，利用试制3D/2D数据进行设备、工装等方面的方案初步设计，与厂家进行前期交流，出初步方案，编制招标文件。进入生产准备阶段，根据项目组输出的终版项目可行性研究报告，以及建设项目批复文件，开始按照工艺方案启动相关的生产准备工作，提设备工装采购订单、招标、定标、签订合同。
4.1.1.3 安装及调试
设备的安装及调试需要利用停产时间进行，根据公司生产计划、结合设备的安装周期，编制具体的设备安装及调试计划，为更好的控制并推进设备安装及调试工作，建议将计划编制到小时，并按照计划进行实施。
4.1.2 原有设备调试
识别现有设备中需要调试的设备，主要包含前处理电泳自动穿梭机曲线调整及电泳烘干炉温度调整；底涂、聚氨酯机器人喷涂区域调试及PVC烘干炉温度调整；中涂、面漆鸵鸟毛擦净机仿形调整；中涂、面漆、罩光喷涂机器人调试（见图6）及中涂、面漆烘干炉温度调整。
图6 底漆一、二站仿形程序图
4.2 新生产线与车型开发同步规划设计
4.2.1 人员配置方式
由于新生产线与车型开发同步规划设计的特殊性，为了两个项目能够按计划顺利进行，避免因信息沟通不及时、不全面，造成后续增加更改，需在人员配置方面考虑两个项目的有机结合，使信息沟通渠道顺畅，及时应对各类问题。根据此情况，建议车型准备人员同时隶属于生产线建设项目。（见图7）
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图7 人员配置示意图
4.2.2 计划时间节点契合及同步设计必要信息输入
新生产线建设项目与车型开发项目需要有较好的契合，由于涂装工艺的特殊性，并不像焊装工艺基本上都是车型专用线，涂装线为多车型共用线。投资方面，在生产线建设项目中增加新车型平台，车型项目的设备工装准备均结合在生产线建设项目中统一准备。计划方面，生产线建设项目为主体，车型项目为辅，明确两个项目同步设计必要信息输入/输出点，保证两个项目进度按时推进。
4.2.3 同步实施
两个项目在投资、计划都明确以后按步推进，如果出现变化点，需及时预警、沟通，协商确定解决方案，保证两个计划的同步性。若新车型项目进度晚于生产线建设项目，则会由于产品信息输入晚，造成设备改造量增加、投资额增加、项目进度拖期等；若生产线建设项目晚于车型项目，则会导致车型准备完成，却无法进行相关的设备调试、生产等。
4 材料同步开发准备
5.1 颜色同步开发
外饰颜色作为整车的外衣，是给与客户最直观的视觉冲击，给人们提供最初的感性认识，一款车型的颜色是否流行、符合客户群体的需求，是人们购买与否的一项重要影响因素。为了更好的占有市场，满足客户的需求，汽车行业在新车型颜色选择上都会慎之又慎，通常是由产品开发部门、销售部门结合工艺建议，才能确定下来。
在新车型开发阶段，根据车型定位、质量目标进行市场调研、车型对标分析，同步开发车型外饰颜色；新颜色开发根据体系不同，可以分为新体系颜色开发及现有体系新颜色开发两种。两者的主要差异在于，新体系颜色开发是非现有体系供应商，需到目标涂料生产线实际考察，综合分析目标厂商的涂料性能、跟现有体系的配套性、价格、供货和服务能力，在颜色的开发前确定供应商。在新车型颜色开发过程中，最终选择哪种类型的开发形式，需要根据涂装生产线现状、车型定位、质量目标等具体情况具体分析。
无论是哪种类型的颜色开发，都必须在新车型产品技术工程设计阶段中期开始颜色的开发，因为颜色的开发周期较长，即使是现有体系颜色开发，要完成材料准备、材料实验、现场调整等工作，在试生产前也必须预留出至少13个月（只开发一种颜色的情况）的准备时间（见图8）。
图8新颜色开发示意图
5.2 板材与前处理、电泳配套性实验
通常车身板材材料、厂家的选择尽量与现有同一级别的车型一致，无论是车身成本、还是质量稳定性方面，都有积极的作用。对于涂装工艺来说，板材的一致性可以避免因为板材的变化造成电泳漆膜性能不良的情况出现。
新车型生产准备时，当车身所采用的材料确定后，需涂装立即启动板材与前处理、电泳的配套性实验，降低量产时产生问题的风险。而如何确定所需实验的板材，基本遵循“三个新”原则：新材料型号、新材料厂家、新电泳线，只要满足这三项中的任意一项，都必须进行板材与前处理、电泳配套性实验。
5 结语
汽车制造行业的飞速发展，既给各汽车制造厂商带来了机遇，也带来了风险，如何使自身的产品快速地高品质地投入市场，迅速确立市场优势，提高产品竞争力，是各大公司首要目标。涂装工艺作为汽车制造行业四大工艺中的重要组成部分，更好的应用同步工程，不仅可以提高车身质量，而且可以提供新产品的涂装工艺可行性，节约生产和人力成本，减少冲压件模具后期修改次数和修改量，降低投资，为公司的发展起到积极作用。
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