汽車(chē)整車(chē)檢測(cè)線基于工業(yè)4.0的發(fā)展淺談

蘇紹鑫

摘 要：隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車(chē)越來(lái)越頻繁地出現(xiàn)在人們的生活中。汽車(chē)出現(xiàn)后，汽車(chē)的檢測(cè)技術(shù)也出現(xiàn)了。所有生產(chǎn)車(chē)輛都需要檢查和維修，只有經(jīng)過(guò)認(rèn)證的車(chē)輛才能交付給客戶。目前，國(guó)內(nèi)汽車(chē)整車(chē)檢測(cè)線的檢查主體還是以人力保證。隨著工業(yè)4.0的出現(xiàn)，特別是在模擬仿真、自動(dòng)化機(jī)器人、大數(shù)據(jù)等廣泛應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)，汽車(chē)整車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)也迎來(lái)了翻天覆地的發(fā)展。因此，本文結(jié)合工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在汽車(chē)行業(yè)中的應(yīng)用，針對(duì)汽車(chē)整車(chē)檢測(cè)線發(fā)展概述進(jìn)行分析，并提出相關(guān)建議。旨在為汽車(chē)整車(chē)檢測(cè)線及系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供一些參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0 汽車(chē) 檢測(cè)線 發(fā)展

Discussion about Development of Automobile Inspection Line Based on Industry 4.0

Su Shaoxin

Abstract：With the continuous progress of society and the continuous development of science and technology， cars appear more and more frequently in people's lives. After the appearance of the automobile， the automobile detection technology also appeared. All production vehicles need to be inspected and repaired and only certified vehicles can be delivered to customers. At present， the inspection body of domestic automobile inspection line is still guaranteed by manpower. With the emergence of industry 4.0， especially in simulation， automation robot， big data and other widely used in industrial production， vehicle detection system also ushered in shaking development. Therefore， combined with the application of industrial robot technology in the automobile industry， this paper analyzes the development overview of automobile inspection line， and puts forward relevant suggestions. The purpose of this paper is to provide some reference for the design of vehicle detection line and system.

Key words：Industry 4.0，automobile，inspection line，development

1引言

工業(yè)4.0最早由制造強(qiáng)國(guó)德國(guó)在2011年提出，所謂工業(yè)4.0，是基于工業(yè)發(fā)展歷程的不同階段作出的劃分。按照大家的共識(shí)，工業(yè)1.0是蒸汽機(jī)時(shí)代，是18世紀(jì)60年代至19世紀(jì)中期掀起的通過(guò)水力和蒸汽機(jī)實(shí)現(xiàn)的工廠機(jī)械化;工業(yè)2.0是電氣化時(shí)代，是19世紀(jì)后半期至20世紀(jì)初的電力廣泛應(yīng)用;工業(yè)3.0是信息化時(shí)代，是20世紀(jì)后半期出現(xiàn)的、基于可編程邏輯控制器（PLC）的生產(chǎn)工藝自動(dòng)化;工業(yè)4.0則是智能化時(shí)代，是指利用物聯(lián)信息系統(tǒng)將產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造、銷(xiāo)售服務(wù)等信息數(shù)據(jù)化、智慧化，最后達(dá)到快速、有效、個(gè)性化的產(chǎn)品供應(yīng)。

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提升了人們的生活質(zhì)量，人們的消費(fèi)水平及要求都在逐步提升，因此人們對(duì)汽車(chē)的自動(dòng)化、智能化和個(gè)性化要求也越來(lái)越高，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)面臨著較大的發(fā)展機(jī)遇及挑戰(zhàn)。工業(yè)4.0的出現(xiàn)，推動(dòng)著汽車(chē)企業(yè)不斷引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，不斷創(chuàng)新汽車(chē)產(chǎn)品及服務(wù)。

2 汽車(chē)整車(chē)檢測(cè)線的概述

根據(jù)GB 7258-2017《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》的要求，汽車(chē)整車(chē)檢測(cè)線必須有外觀、重量、燈光、側(cè)滑、速度、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、行駛、漏水漏油等檢測(cè)項(xiàng)目，雖然各檢測(cè)項(xiàng)目的次序因整車(chē)廠的產(chǎn)線空間等實(shí)際情況而定，但可以歸納為以下幾個(gè)模塊：

2.1 內(nèi)外裝部件的外觀及裝配性檢查

檢查總裝下線后整車(chē)的內(nèi)外裝部件外觀、靜態(tài)是否符合公司品質(zhì)基準(zhǔn)及商品性要求，判斷整車(chē)是否有外傷、色差等表面不良，是否有漏裝、錯(cuò)裝、安裝不到位等裝配不良;目前主要依靠傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)法來(lái)目視檢查。

2.2 整車(chē)操作性能檢查

檢查整車(chē)車(chē)門(mén)上鎖解鎖、門(mén)窗升降、天窗開(kāi)關(guān)、空調(diào)性能、音響大小、收音機(jī)、導(dǎo)航功能等是否符合公司及法規(guī)要求;目前主要也是依靠傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)法進(jìn)行操作檢查。

2.3 電子電器標(biāo)定

隨著新技術(shù)的開(kāi)速發(fā)展，逐漸出現(xiàn)汽車(chē)輔助駕駛、自動(dòng)駕駛等功能，越是先進(jìn)功能在精度上的要求越高，因此整車(chē)在總裝下線后需要對(duì)這些功能進(jìn)行標(biāo)定，例如：AVM全景影像功能、ACC自適應(yīng)巡航功能、FCW前碰預(yù)警功能、LDW車(chē)道偏移預(yù)警功能等等。目前這些功能的標(biāo)定主要使用“人的操作+設(shè)備運(yùn)算”的方式進(jìn)行操作。

2.4 安全性能檢查

跟駕駛安全密切相關(guān)的各項(xiàng)性能，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7258-2017已經(jīng)規(guī)定了臺(tái)試發(fā)檢測(cè)汽車(chē)各項(xiàng)性能的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法，主要包括以下安全性能：側(cè)滑檢測(cè)、車(chē)速表檢測(cè)、制動(dòng)力檢測(cè)、前照燈檢測(cè)、排放檢測(cè)（抽檢）、噪音檢測(cè)（抽檢）等。目前這些性能的檢測(cè)主要使用“人的操作+設(shè)備運(yùn)算”的方式進(jìn)行操作。

2.5 密封性檢查

主要通過(guò)淋雨試驗(yàn)檢查整車(chē)的密封性，目前主要依靠傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)法來(lái)目視檢查。

2.6 整車(chē)行駛及異響檢查

通過(guò)整車(chē)在跑道上進(jìn)行試駕，主要檢查其起動(dòng)性能、加速換擋性能、轉(zhuǎn)向性能等;同時(shí)通過(guò)行駛各種不同的路面（包括比利時(shí)路、扭曲路、繩索路等）來(lái)檢查整車(chē)的懸置系統(tǒng)和車(chē)內(nèi)異響噪音。目前主要依靠傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)法來(lái)主觀判斷。

2.7 隨車(chē)物品的配發(fā)和出庫(kù)

整車(chē)檢查合格后需要對(duì)整車(chē)配發(fā)合格證、一致性證書(shū)、車(chē)體照片，以及粘貼車(chē)身保護(hù)膜等，目前主要也是依靠人工進(jìn)行操作。

綜上所述，目前汽車(chē)整車(chē)檢測(cè)線的自動(dòng)化程度較低，檢測(cè)過(guò)程主要依靠人員判斷，人為誤差大、檢測(cè)效率低。

3 汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展

3.1 汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀

在20世紀(jì)初，中國(guó)成立了汽車(chē)工業(yè)。60年代，我國(guó)開(kāi)始研究汽車(chē)檢測(cè)技術(shù);80年代，汽車(chē)的發(fā)展得到了國(guó)家的大力支持，汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)也獲得了快速的發(fā)展。進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì)后，汽車(chē)發(fā)展更為迅速，汽車(chē)檢測(cè)管理上已初步實(shí)現(xiàn)“制度化”，在檢測(cè)基礎(chǔ)技術(shù)方面已實(shí)現(xiàn)了“標(biāo)準(zhǔn)化”，在檢測(cè)技術(shù)上向“自動(dòng)化”、“智能化”、“數(shù)字化”方向發(fā)展。

3.2 汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向

隨著工業(yè)4.0的到來(lái)，要實(shí)現(xiàn)和超越世界的進(jìn)步和發(fā)展，就必須探索和進(jìn)一步發(fā)展車(chē)輛檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)，即智能車(chē)輛檢測(cè)設(shè)施和車(chē)輛檢測(cè)管理網(wǎng)絡(luò)。

1.車(chē)輛檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化

2.車(chē)輛檢測(cè)設(shè)備的智能化

3.車(chē)輛檢測(cè)技術(shù)的數(shù)字化

4.車(chē)輛檢測(cè)控制網(wǎng)絡(luò)的建立

4 合理利用高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備的智能化

4.1 合理利用光電技術(shù)與圖像處理等機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)

機(jī)器視覺(jué)就是用機(jī)器代替人眼進(jìn)行測(cè)量和判斷，通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)，將被攝物體轉(zhuǎn)換為圖像信號(hào)，然后將圖像信號(hào)傳輸至圖像采集卡，并根據(jù)像素分布，亮度，顏色等信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，圖像處理單元有效地計(jì)算出這些數(shù)字信號(hào)并獲得拍攝目標(biāo)的特征值，以根據(jù)判別結(jié)果指導(dǎo)設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。

在整車(chē)檢測(cè)線中，我們可以利用機(jī)器視覺(jué)進(jìn)行內(nèi)外裝部件的外觀檢查及裝配檢查。一方面，從生產(chǎn)效率的角度來(lái)看，由于長(zhǎng)時(shí)間工作后操作者容易感到疲勞，因此人工視覺(jué)的質(zhì)量低下，準(zhǔn)確性不高，機(jī)器視覺(jué)可以大大提高生產(chǎn)效率和自動(dòng)化、數(shù)字化程度;另一方面，從成本控制的角度來(lái)看，培訓(xùn)一名合格的操作員需要企業(yè)管理人員花費(fèi)大量的人力和物力，而且簡(jiǎn)單的培訓(xùn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，后續(xù)還需要大量的時(shí)間來(lái)提高操作員的實(shí)踐水平。而機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)只要設(shè)計(jì)，調(diào)試和運(yùn)行得當(dāng)，就可以長(zhǎng)時(shí)間不間斷地使用工作，同時(shí)確保生產(chǎn)效果。

4.2 合理運(yùn)用高精度傳感器

我國(guó)車(chē)輛傳感器技術(shù)日趨成熟，大大提高了車(chē)輛檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，優(yōu)化了車(chē)輛檢測(cè)設(shè)備和系統(tǒng)。例如，在全自動(dòng)汽車(chē)檢測(cè)線上，排放檢測(cè)更加準(zhǔn)確，在系統(tǒng)設(shè)備中安裝智能采樣檢測(cè)器，利用排氣管和空間通道中的小壓力形成的微電壓傳感器，提高了汽車(chē)自動(dòng)檢測(cè)線的精度，通過(guò)應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了高精度傳感器的檢測(cè)結(jié)構(gòu)合理，可在制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、多功能轉(zhuǎn)轂臺(tái)等設(shè)備上實(shí)現(xiàn)綜合測(cè)試臺(tái)方向發(fā)展。

4.3 設(shè)備聯(lián)網(wǎng)

目前我國(guó)的整車(chē)檢測(cè)線已實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)檢測(cè)，但是由于各個(gè)設(shè)備的計(jì)算機(jī)測(cè)控方式千差萬(wàn)別，尤其是數(shù)據(jù)接口、管理方式不統(tǒng)一，不符合數(shù)字化大網(wǎng)絡(luò)的要求。隨著汽車(chē)工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，今后汽車(chē)整車(chē)檢測(cè)線將實(shí)現(xiàn)真正的網(wǎng)絡(luò)化，從而做到信息資源共享、硬件資源共享、軟件資源共享。在此基礎(chǔ)上，利用信息高速公路將客戶需求、汽車(chē)設(shè)計(jì)、制造、零部件生產(chǎn)、物流等產(chǎn)品生命周期管理聯(lián)成一個(gè)廣域網(wǎng)，提升整車(chē)檢測(cè)線的靈活性，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制生產(chǎn)，滿足個(gè)性化的市場(chǎng)需求，同時(shí)可以運(yùn)用大數(shù)據(jù)的挖掘分析作用，解決產(chǎn)品的復(fù)雜性，縮短解決問(wèn)題周期。

5 幾點(diǎn)建議

5.1 標(biāo)準(zhǔn)化是打造工業(yè)4.0的基礎(chǔ)

工業(yè)4.0的核心是智能制造，智能制造是先進(jìn)制造過(guò)程、系統(tǒng)與模式的總稱，以精益制造體系為基礎(chǔ)，通過(guò)設(shè)計(jì)、供應(yīng)鏈、制造、質(zhì)量控制、銷(xiāo)售、服務(wù)等全生命周期的信息化、自動(dòng)化、智能化，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的成本、質(zhì)量和交貨期。制造系統(tǒng)是一個(gè)非常龐大且復(fù)雜的系統(tǒng)，由于行業(yè)差別及發(fā)展過(guò)程不同，企業(yè)制造體系的現(xiàn)狀千差萬(wàn)別。不少企業(yè)在推進(jìn)精益化、信息、自動(dòng)化的過(guò)程中，經(jīng)理了相當(dāng)艱苦的階段，原因是來(lái)自多方面的，但是，其中最重要的因素之一是標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)薄弱。沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)，精益化、數(shù)字化、智能化不僅難以實(shí)現(xiàn)，更難以有成效。因此，我們需要扎實(shí)做好以下幾個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)化工作：

（1）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化。包括整車(chē)檢測(cè)線工藝流程標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，功能及性能標(biāo)準(zhǔn)化，管理標(biāo)準(zhǔn)化等。

（2）設(shè)備管理標(biāo)準(zhǔn)化。包括自動(dòng)化項(xiàng)目管理標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)備能力管理標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)備耗材管理標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)備維護(hù)管理標(biāo)準(zhǔn)化等。

（3）質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)化。包括質(zhì)量管理流程標(biāo)準(zhǔn)化，產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化，質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析標(biāo)準(zhǔn)化，質(zhì)量追溯管理標(biāo)準(zhǔn)化等。

（4）信息管理標(biāo)準(zhǔn)化。包括信息化項(xiàng)目管理標(biāo)準(zhǔn)化，信息接口管理標(biāo)準(zhǔn)化，信息安全管理標(biāo)準(zhǔn)化等。

5.2 數(shù)字化是打造工業(yè)4.0的核心能力

隨著汽車(chē)產(chǎn)品功能越來(lái)越強(qiáng)大、個(gè)性化定制需求越來(lái)越多，產(chǎn)品生命周期越來(lái)越短，產(chǎn)品服務(wù)需求越來(lái)越多……海量，復(fù)雜的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品制造及檢測(cè)，產(chǎn)品服務(wù)管理需求，推動(dòng)著企業(yè)用簡(jiǎn)單、敏捷、精準(zhǔn)的數(shù)字化方法管理海量的復(fù)雜性。

5.3 從小故事開(kāi)始

工業(yè)4.0距離我們并不遙遠(yuǎn)，但并非一蹴而就，它是一個(gè)漸進(jìn)性的逐漸推進(jìn)的過(guò)程。每個(gè)企業(yè)都有自己的實(shí)施條件和路徑，沒(méi)有捷徑可走。只不過(guò)對(duì)于不同的行業(yè)和不同的企業(yè)來(lái)說(shuō)，由于市場(chǎng)需求不同、產(chǎn)品工藝不同、管理基礎(chǔ)不同等，智能制造的側(cè)重點(diǎn)有所不同而已。智能制造是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，每個(gè)行業(yè)每個(gè)企業(yè)都要摸索出適合自己的模式，不必一步到位，而應(yīng)該從“小故事”、小改善、小創(chuàng)新開(kāi)始，逐步提升精益化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、自動(dòng)化以及數(shù)字化方面的水平，重要的是弄清楚這樣做的理由以及恰當(dāng)?shù)耐顿Y回報(bào)。

6 結(jié)束語(yǔ)

總之，要促進(jìn)我國(guó)整車(chē)檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，就必須持續(xù)優(yōu)化檢測(cè)儀器及設(shè)備性能，提高車(chē)輛檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確性，保證車(chē)輛的安全通行，促進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉建東.淺談我國(guó)汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].2017（14）.

[2]羅龍.淺談汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展[J].2017.

[3]辛玉軍、陳林生. 工業(yè)4.0實(shí)踐精要.2016.

[4]《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》（GB 7258-2017）.