前言：

对于消费者来说，汽车是一个外观、机动性、经济性以及电子、娱乐和自动驾驶等功能的载体；对于主机厂和工程师们来说，汽车是一套严格的开发流程和工程标准，是几千个零部件的制造和组装，是诸多性能的完美整合和综合体现。

1. 汽车的组成

汽车主要的系统包括“白车身、开闭件、内外饰、底盘、电器（HMI人机交互系统）、电动力系统、发动机动力系统、整车控制系统、自动驾驶系统”等。白车身和开闭件是指车架和封闭系统，一般是由冲压钣金焊接而成；内外饰包括前后保险杠、车门系统、座舱内饰、座椅等；底盘包括悬置系统、前后悬架系统、车轮系统、转向系统、制动系统和随车工具系统；电器包括灯具、空调、线束、人机交互系统、组合开关等；电动力系统主要是三电系统，包括电池、电机和电控；发动机系统是指发动机、传动系统、变速系统、进排气系统等；整车控制系统主要是整车控制器；自动驾驶系统包括自动驾驶控制器、摄像头、雷达等。

2. 汽车的制造

对于大型主机厂，自产的部分主要包括白车身、开闭件、发动机动力系统（发动机+变速器）、电动力系统（电池、电机和电控，其中电芯和芯片可能外购），其他系统主要是负责设计，然后由Tier1完成。主机厂掌握发动机的核心技术，这就是为什么中文习惯叫汽车制造商为主机厂；工程师们负责零部件的设计，然后由供应商完成制造，主机厂负责总装，这就是为什么工程师们被称为DRE（Design Release Engineer，设计发布工程师）。

总之，一辆汽车有几大关键系统组成，每个关键系统都有关键的总成，而每个总成又有关键的零部件。对于主机厂来说，主要负责核心动力系统的制造和整个车辆的制造，其中前者的流程是“铸造/锻造—热处理—机加工—变速器总装—发动机制造”，后者的流程是“冲压—焊接/连接—涂装—总装—测试”。汽车制造过程在动力总成厂和总装厂两个工厂进行，两个工厂以不同的方式将原材料加工成最终的部件，在时间上是同步的，集成两个工厂最终的产品即可总装成整车。

3. 四大工艺

冲压、焊接、涂装和总装是汽车制造的四大工艺，其实前三个工艺主要是针对白车身和开闭件，最后一个工艺是将几大系统（系统有总成构成，总成有零部件构成）安装到白车身上。对于主机厂来说，制造的核心技术不仅仅是这四大工艺，设计是第一位的，制造的精度是第二位，总装的效率是第三位的（这里的设计，包括造型的设计、车身结构的设计、发动机的设计、底盘的设计、整车的调教等等）。

冲压车间由卷材（钢卷和铝卷）接收区域开始，这一区域还包括一个检查材料厚度和表面特征的检测室。检测后，卷材被传送到冲压机线上形成不同规格的车辆面板。简而言之，冲压的工序包括下料、冲压（成形）、检测。一个典型的白车身包括300~400块冲压面板，其中外板会影响整车的几何尺寸、配合、表面光洁度等。冲压过程利用不同吨位的机械和液压压力机、附件和模具来完成，冲压机可以处理不同形状和尺寸的钣金，如厚度为0.6~6.5mm，尺寸为1~5000mm。

焊接车间，不同钣金被连接成车体，一般是从车身底部开始，然后是车身侧部。这些面板首先通过点焊固定位置，之后进行连续点焊。一个白车身大约有5000个焊点，通过在特定单元工作的焊接机器人以及离线编程的方式完成焊接。整个白车身要通过尺寸检查，用激光照射并用摄像机来检测间隙、配合等。机器人焊接单元通过多个PLC控制和监测，多个PLC通过一个主PLC和中控计算机通信。

涂装车间，主要是喷漆生产线。首先，在浸没池清洗焊接白车身，由电泳在表面生成预涂层，浸渍之后，在烤漆房进行底漆、面漆和清漆涂装操作。每层涂层均需要通过对流或辐射炉来干燥和护理。烤漆房还包括固化阶段后的车身打蜡和密封。在喷漆生产线，车辆根据整个生产规划来制定颜色批次，以减少不必要的颜色修改时间。此外，涂装的目的还包括车身防腐。

总装车间负责安装内饰（座椅）、外饰、电器、动力系统和底盘。总装线主要包括基于人体工程学的电动工具和夹具的手工劳动。总装区域进行各种机械紧固和铆接操作来安装车身中不同的部件，此外还有各种传感系统，用以检测不同部件的尺寸配合，以及确保每个连接点的合理转矩。总装过程的最后一部是用底盘测试机和淋雨实验来测试车辆运转情况。总装按功能可分为：内饰装配线、底盘装配线、总装线和测试线。

此外，在四大工艺的基础上，整个工厂需要先进的控制系统，以用来检测不同区域的工作情况，包括冲压、焊接、涂装和最终装配，并保证零部件的供应网络和动力总成工作设施的同步运转。

4. 先进生产系统

以奥迪为例，一流的汽车制造商意味着高质量的车身和高品质的总装，而这一切要依赖于高效的生产系统和高技术的解决方案。奥迪公司拥有整个汽车行业最灵活和最有效的生产系统——奥迪生产系统（Audi Production System，APS）——基于循环、流动、牵引和完善的原则。奥迪系统性的将这些原则落实到制造和整个公司，使得更短的生产节拍、更少的库存和在高效率方面获得更大的收益。此外，奥迪有一套连续提升流程（Continuous Improvement Process，CIP），因为忽视不断提升的公司也会失去长期的竞争力。对于奥迪来说，提高自动化和数字化水平，正在推动智能工厂（smart factory）的发展，包括万物互联的制造概念。在总装方面，新的高技术解决方案也让装配变得更加容易和人性化。

总之，汽车制造是一个整体工程，一切的根基是设计，四大工艺和供应商提供的零部件是躯干，生产系统则是保证整体运转的网络。如果说“电气化、智能化、网联化、共享化”是汽车行业的新四化革命，那么“新设计、新材料、新工艺、新流程”则是主机厂们制造出新四化汽车的四大路径，缺一不可。