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摘要：当前国内外精密/超精密加工技术的快速发展，使得零部件加工精度和一致性得到显著提高，装配环节对产品性能的保障作用正日益凸显，相关研究越来越得到国内外学者的关注。针对目前我国产品装配技术研究相对滞后，缺乏相关研究体系的现状，在总结国内外产品装配技术的研究现状基础上，阐述了其分类和内涵，建立了产品装配技术的研究体系框架，并对其面向装配的设计、装配工艺设计与仿真、装配工艺装备、装配测量与检测、装配车间管理等主要研究方向进行了论述，最后指出了未来产品装配技术的集成化、精密化、微/纳化和智能化的发展趋势。
关键词：集成装配；精密装配；面向装配的设计；装配设计；装配测量
1产品装配技术发展现状分析
随着大规模工业化生产的兴起，产品装配技术得到了快速发展。机械工业发展初期，还处于单件生产方式时，工人在设计、机械加工和装配方面都有高度的技艺，这时工人绝大多数是技巧娴熟的工匠，通晓设计的原理，并且谙熟他们所采用的材料性能。第一次世界大战之后，大批量生产的出现，最大限度地应用了分工的思想，并促使一批新的专业人员的产生。这种专业分工不仅在车间里进行，而且在工程部门里也进行了分工，比如：将工人分为机器操作工人、质检工人等；工程师分为结构设计工程师、工艺工程师等；另外产品工程师中有的负责发动机设计，有的负责车身设计，有的负责电气系统设计等。了装配车间管理工程师、装配工艺设计工程师、装配质量检验工程师、车间装配操作工人等人员分工，也逐渐形成了以产品装配技术为主要研究方向的学术和工程团队，有力地推动了装配技术的发展。在产品装配技术方面，国内外学者取得了一系列研究成果，下面分别从面向装配的设计、数字化装配、装配连接工艺、装配工艺装备、装配测量与检测、装配MES等五个方面，对相关成果的研究现状进行分析。
2产品装配技术的类型
产品的装配方法从不同的角度可划分为不同的类型，按照装配的自动化程度，装配主要可以分为手工装配、专用自动化装配和柔性自动化装配三种。(1)手工装配。手工装配是目前最通用的方法，借助于通用或专用工夹具，如工作台、力矩扳手、铆钉枪等，人手几乎能实施任何产品的装配。虽然人工装配具有装配一致性差、效率低等缺点，但装配过程中人能从装配图纸中获取大量的工艺信息，在人的智能和经验指导下，装配活动极具柔性和匠心。在我国航空、航天、船舶和工程机械等领域，由于其产品大多具有多品种小批量的特点，手工装配大量存在。(2)专用自动化装配。是指利用专门的设备和工装针对确定结构产品的装配，生产效率通常高于人工装配，但系统柔性差，适合于大批大量生产。目前我国汽车、电子等大量生产的产品，其装配基本都在移动流水线上进行，但只是部分实现了全自动化装配。
3产品装配技术的内涵
装配是机械制造中最后决定产品质量的重要工艺过程。装配也可称组装，是指“增添或者联接若干零件来形成一个完整产品的过程”。简单的产品可由零件直接装配而成；复杂的产品则须先将若干零件装配成部件，称为部件装配；然后将若干部件和另外一些零件装配成完整的产品，称为总装。产品装配完成后需要进行各种检验和试验，以保证其装配质量和使用性能；有些重要的部件装配完成后还要进行测试。产品装配技术是指机械制造中各种装配方法、装配工艺及装备的技术总称。目前产品装配尚未形成一个比较系统和完整的技术体系，根据现有的认识水平，可以认为其主要包括面向装配的设计、装配工艺设计与仿真、装配工艺装备、装配检测与监控、装配车间管理等研究方向，其基础理论包括计算几何、弹塑性理论和人工智能等，产品装配技术的发展趋势表现为集成化、精密化、微/纳化和智能化。
产品装配技术的五维结构其中设计是主导、工艺是基础、装备是工具、检测是保障、管理是手段。(1)设计是主导：产品的可装配性和装配性能主要是由产品的结构决定的，设计时应在结构上保障装配的可能，采用的结构措施应方便装配，以减少装配工作量，提高装配质量。(2)工艺是基础：工艺是指导产品装配的主要技术文件，装配工艺设计质量直接影响着产品装配的操作难度、操作时间、工夹具数目和劳动强度等。(3)装备是工具：工艺装备是实现自动化智能化装配的重要支撑工具。(4)检测是保障：测量与检测是装配质量的直接保障手段。目前测量与检测不仅仅是产品质量的检验手段，同时有时作为工艺装备的一部分，直接参与到产品装配中。(5)管理是手段：科学的车间管理是提高装配效率和质量的重要手段。
4产品装配的主要研究方向
产品装配的主要研究方向包括面向装配的设计、装配工艺设计与仿真、装配工艺装备、装配测量与检测、装配车间管理等，下面主要对其研究内涵和当前研究重点进行阐述。面向装配的设计，也叫可装配性设计，是指在设计阶段充分考虑产品的各种装配约束，以减少装配时间和成本、提高装配质量等为目标的设计方法。有时为了在产品使用过程中的可维修性，产品的可装配性一般也要考虑产品在维修过程中的方便性；考虑在产品报废后，进行材料回收和再利用过程中对零部件的分解操作，这也绿色制造的要求。面向装配的设计是现代设计方法的一个新的分支。简单来说，面向装配的设计就是易于装配的产品设计，其出发点是在产品设计阶段考虑并解决装配过程中可能存在的问题，以确保快速、高效、低成本地完成产品装配。产品的装配成本、装配质量及装配效率的影响因素有多种，如设备的自动化程度及柔性、装配工艺的制定、产品装配的难易程度、工人装配技术的熟练程度、参与装配的零件的加工质量、生产组织管理等。在众多的因素中，产品装配的难易程度(即可装配性)是最主要的因素。产品的可装配性主要与总体结构、零件设计、连接方式、性能要求等有关，产品的可装配性主要是由产品的结构决定的。因此设计时应在结构上保障装配的可行性，采用的结构措施应方便装配，并减少装配工作量，提高装配质量。
5未来产品装配技术的发展趋势
目前我国产品生产中的装配管理落后和自动化水平低下的现象比较严重，只是部分汽车、电子等工业实现了自动化装配，在航空、航天、兵器、船舶、数控机床、工程机械等行业的大部分产品都是以经验指导的手工装配操作为主完成，装配工艺参数主要凭借经验和感觉调整，装调水平主要取决于工人的经验和技能，导致产品装配质量一致性差。随着我国制造业向智能制造等高端制造的转型升级，产品的装配技术也需要逐步实现从手工/经验装配向自动化/智能化装配方向的转变，未来产品装配技术的发展趋势主要是集成化、精密化、微/纳化和智能化等。
6结束语
目前我国的装配技术水平与发达国家相比还有较大差距，一方面体现在装配工作的组织管理、质量保证以及装配工艺性等基础研究方面；另一方面表现在装配工作的机械化、自动化和智能化的程度和水平上。装配是个综合集成的环节，仅通过提高几何精度并不能得到高性能优质产品，应该从结构/工艺/服役等多方面考虑其装调性能及服役性能，不能片面追求几何精度，片面考虑静态参数装调，也不能片面把问题都归结到设计问题，要有更深入、更系统的理解。
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