裝配是產品研制過程中的關鍵環節，將零件按規定技術要求組裝起來，并經過調試、檢驗使之成為合格產品。

2021

Oct.5

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據統計，在現代化制造過程中，裝配工作量占整個產品研制工作量的20%~70%，裝配時間占整個制造時間的40%~60%。產品的可裝配性和裝配質量不僅直接影響產品性能，對提高裝配生產效率和裝配質量也有重要的工程意義。

產品裝配技術已經成為工業生產中的重要組成部分，本期歐時課堂將從產品裝配技術的發展、關鍵技術和未來趨勢三個方面進行全面解析。

產品裝配技術的發展

機械工業發展初期

工廠還處于單件生產方式時，工人在設計、機械加工和裝配方面都有高度的技藝，這時工人絕大多數都通曉設計的原理，并且諳熟所用的材料性能，是技巧嫻熟的工匠。

第一次世界大戰后

大批量生產的出現，促使分工思想大量應用，一批新的專業人員產生。這種專業分工不僅在車間里進行，在工程部門里也進行了分工，比如：將工人分為機器操作工人、質檢工人等；工程師分為結構設計工程師、工藝工程師等；工程師中再進行細分，有的負責發動機設計，有的負責車身設計，有的負責電氣系統設計等。

伴隨著大規模生產方式的發展，裝配也逐漸形成了裝配車間管理工程師、裝配工藝設計工程師、裝配質量檢驗工程師、車間裝配操作工人等人員分工，也形成了以產品裝配技術為主要研究方向的學術和工程團隊，有力地推動了裝配技術的發展。

產品裝配的關鍵技術

在產品裝配技術方面，國內外學者取得了一系列研究成果，下面分別從面向裝配的設計、數字化裝配、裝配連接工藝、裝配工藝裝備、裝配測量與檢測、裝配MES等六個方面，對相關成果的研究現狀進行分析。

面向裝配的設計

面向裝配的設計（Design for assembly，DFA）主要以產品結構設計為出發點，通過考慮其產品零部件的可裝配性、裝配成本和時間、裝配順序和路徑等相關問題，并通過提供一系列有關裝配設計的分析評價準則和方法，幫助設計人員對產品可裝配性進行全面分析。

一方面為產品設計提供合理的修改意見，另一方面為制定產品的裝配工藝規程提供指導性的裝配序列和裝配路徑等工藝參數。

數字化裝配技術

計算機和數字化技術的出現極大地促進了裝配技術的快速發展。數字化裝配是產品裝配技術與計算機技術、網絡技術和管理科學，交叉、融合、發展及應用的結果，數字化技術與傳統裝配技術的結合即數字化裝配技術：

基于產品數字樣機，開展產品協調方案設計及可裝配性分析，并對裝配順序、裝配路徑以及裝配精度等進行規劃、仿真和優化，從而達到有效提高產品裝配質量和效率的目的。

裝配連接工藝

在產品裝配中需要廣泛地使用各種連接方式將分離的零部件連接到一起，最為常用的連接方式包括螺紋連接、焊接、鉚接以及黏膠連接等。

螺紋連接是機械產品中應用最廣泛的連接方式之一，可以獲得很大的連接力，便于重復拆裝，具有互換性、易于大批量生產、造價低等優點；鉚接工藝因為成型簡單、成本低廉、連接強度穩定、抗高溫、耐腐蝕等優點，被廣泛應用于航空、航天、紡織、汽車及船舶等領域。

裝配工藝裝備

裝配工藝裝備的設計過程，與待裝配的產品結構、裝配工藝和檢測技術等密切相關，產品結構及工藝的差異性使裝配工藝裝備成為一種特殊的機械。

未來裝配工藝裝備正向高可靠性、自動化、柔性化、智能化、應用集成化等方向發展；同時裝配工藝復雜性、結構及工藝參數不確定性等也要求裝配工藝裝備在研制過程中，實現與工藝、檢測技術的系統集成。

裝配測量與檢測

按照測量對象的不同，裝配測量與檢測技術主要分為三類：①幾何量的測量，即產品形狀及位置的測量；②物理量的檢測，即裝配力、變形量、殘余應力、質量特性等檢測；③狀態量的檢驗，包括產品裝配狀態、干涉情況、密封性能等的檢驗。

上述檢測對象涉及的測量與檢測的方法及工具各異，需要根據具體情況進行合理的選擇。

裝配MES技術

制造執行系統（Manufacturing execution system，MES）是近年來迅速發展的、面向車間執行層的生產信息化管理系統。

裝配MES技術，通常包含裝配車間作業計劃編制、裝配質量分析、裝配成本控制、物料動態跟蹤與管理、車間設備能力管理等功能，裝配MES技術可以有效提高裝配車間的生產效率，并保障產品裝配質量。

未來發展趨勢

目前我國產品生產中的裝配管理落后，自動化水平低下，只有部分汽車、電子等工業實現了自動化裝配。在航空、航天、軍事、船舶、數控機床、工程機械等行業的大部分產品都是以經驗指導的手工裝配操作為主，裝配工藝參數主要憑借經驗和感覺調整，裝調水平主要取決于工人的經驗和技能，導致產品裝配質量參差不齊。

隨著我國制造業向智能制造等高端制造的轉型升級，產品的裝配技術也需要逐步實現從手工/經驗裝配向自動化/智能化裝配方向的轉變，未來產品裝配技術的發展趨勢主要是集成化、精密化、微/納化和智能化等。

編輯：jq