汽車工業(yè)智能制造規(guī)劃方案研究

周爽 周興

摘 要：“智能制造”已成為現(xiàn)代制造工業(yè)的新名詞和時代標(biāo)志，同時也是評價實現(xiàn)“中國制造2025”的一項重要指標(biāo)。文章通過結(jié)合某一車企的智能制造工廠的規(guī)劃方案，介紹智能制造涵蓋的數(shù)字化工廠應(yīng)用、智能柔性化生產(chǎn)線建設(shè)、質(zhì)量管理、能源管理及回收再利用幾個重點方面。研究闡述當(dāng)前時代下的汽車工業(yè)制造企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃思路。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化工廠;柔性化生產(chǎn)線;能源管理

中圖分類號：U461.99? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B? 文章編號：1671-7988（2020）13-258-03

Research On Intelligent Manufacturing Plan Of Automobile Industry

Zhou Shuang， Zhou Xing

（Brilliance Auto R&D Center， M8X Platform， Liaoning Shenyang 110141）

Abstract： "Intelligent manufacturing" has become a new term and era sign of modern manufacturing industry， and also an important index to evaluate the realization of "made in China 2025". This paper introduces the application of Intelligent Manufacturing in digital factory， the construction of intelligent flexible production line， quality management， energy management and recycling. This paper studies and expounds the development planning ideas of automobile industry manufacturing enterprises in the current era.

Keywords： Digital factory; Flexible production line; Energy management

CLC NO.： U461.99? Document Code： B? Article ID： 1671-7988（2020）13-258-03

前言

在“中國制造2025”成為國家戰(zhàn)略的背景下，中國汽車企業(yè)通過智能技術(shù)的創(chuàng)新，推動產(chǎn)業(yè)鏈的變革，已成為轉(zhuǎn)型升級發(fā)展的必經(jīng)之路。

為此，未來汽車工業(yè)企業(yè)發(fā)展將以此為契機，加快實施著眼長遠(yuǎn)的“技術(shù)引領(lǐng)未來”戰(zhàn)略舉措，深耕智能制造，加快企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，全力打造成地區(qū)智能制造企業(yè)。

本文以某汽車企業(yè)智能制造發(fā)展規(guī)劃為例，以全面自動化、智能化制造體系為目標(biāo)，規(guī)劃建設(shè)智能化工廠，建設(shè)高柔性、高自動化、高智能生產(chǎn)線。具體規(guī)劃內(nèi)容將從以下幾個方面進(jìn)行闡述：數(shù)字化工廠[1]應(yīng)用、智能柔性化生產(chǎn)線建設(shè)、質(zhì)量管理、能源管理及回收再利用。

1 數(shù)字化工廠的應(yīng)用

通過虛擬化模擬仿真手段，建立完整的四大工藝數(shù)字化工廠模型。為未來生產(chǎn)線的柔性化生產(chǎn)，實現(xiàn)智能制造，建立良好的數(shù)字信息基礎(chǔ)。如圖1四大工藝數(shù)字化工廠。

2 智能柔性化生產(chǎn)線

本次規(guī)劃將實現(xiàn)生產(chǎn)線全工藝鏈的柔性化制造[2～3]，滿足多平臺、多車型的智能混流混線生產(chǎn)。下面從四大工藝分別進(jìn)行闡述：

2.1 沖壓方面

將采用機器人拆垛、送取料等智能輸送方式，以及抓手及模具的集中控制和智能切換，滿足所有平臺車型沖壓件的柔性化生產(chǎn)。主要規(guī)劃如下：

（1）采用沖壓柔性機械手：通過機器人智能切換機械手，實現(xiàn)沖壓件的自動智能拆垛、送取料，大幅提升沖壓生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。

（2）建設(shè)柔性智能集成化沖壓生產(chǎn)線：為適應(yīng)柔性化生產(chǎn)要求，計劃對所有模具采用菜單化管理。具體包括滑塊行程調(diào)整、平衡器氣壓的調(diào)整、氣墊行程調(diào)整以及自動化控制系統(tǒng)等各個環(huán)節(jié)的參數(shù)設(shè)定。實現(xiàn)模具生產(chǎn)全程監(jiān)控，并使設(shè)備的維修保養(yǎng)更加方便。

（3）規(guī)劃建設(shè)高速伺服沖壓生產(chǎn)線：規(guī)劃在全新的沖壓生產(chǎn)線大量運用伺服壓機，大大提高生產(chǎn)的效率及生產(chǎn)節(jié)拍，與此同時也能夠節(jié)能及降低噪音，提高模具的使用壽命，提高制件的精度，減少零件的質(zhì)量缺陷。

2.2 裝焊方面

新建智能柔性化生產(chǎn)線，以及大規(guī)模集成應(yīng)用機器人，將可以實現(xiàn)平臺四種車型智能化混流生產(chǎn);機器人與生產(chǎn)線智能交互，實現(xiàn)焊接、涂膠、搬運、包邊等工作的柔性生產(chǎn)與精準(zhǔn)作業(yè)。重點規(guī)劃的方面包括：

（1）建設(shè)柔性化主車身線及主拼：車身定位系統(tǒng)整體采用風(fēng)車柔性切換形式，頂蓋工位為機器人配置柔性抓手上件、定位，合車工位采用敞開式倒庫系統(tǒng)，在此工位通過倒庫系統(tǒng)實現(xiàn)不同車型主拼夾具模塊的柔性智能切換，進(jìn)而完成多車型的柔性化共線生產(chǎn)。全線共應(yīng)用機器人44臺，實現(xiàn)主車身線全自動化生產(chǎn)。

（2）建設(shè)模塊化側(cè)圍生產(chǎn)線：側(cè)圍線采用滑臺形式，各車型側(cè)圍布置于各自滑臺夾具之上，采用標(biāo)準(zhǔn)模塊化的生產(chǎn)方式，通過車型識別系統(tǒng)自動接收、傳送信息，自動調(diào)用滑臺庫中不同夾具，實現(xiàn)側(cè)圍總成混流混線生產(chǎn)，并實現(xiàn)100%自動化焊接。如圖2裝焊柔性化生產(chǎn)線示意圖。

2.3 涂裝方面

通過傳感系統(tǒng)的集成應(yīng)用，車型智能識別系統(tǒng)應(yīng)用，可滿足多平臺、多車型的柔性化生產(chǎn)，并實現(xiàn)集中控制管理。重點開發(fā)以下系統(tǒng)：

（1）建立柔性化吊具、臺車及車型智能識別系統(tǒng)：通過傳感及控制系統(tǒng)實現(xiàn)對不同生產(chǎn)車型的自動感知識別，根據(jù)車型識別狀態(tài)智能完成工藝操作，實現(xiàn)柔性生產(chǎn)線的智能控制和生產(chǎn)管理。

（2）建立中央監(jiān)控系統(tǒng)：監(jiān)控系統(tǒng)把車間內(nèi)所有 PLC 和自動化儀表的工藝參數(shù)、運行狀態(tài)等生產(chǎn)信息顯示在中控室計算機中。以流程圖的形式顯示車間內(nèi)設(shè)備的運行狀態(tài)，實現(xiàn)涂裝生產(chǎn)的集中管理[4]及控制。如圖3中央監(jiān)控系統(tǒng)示意圖。

2.4 總裝方面

通過大量的柔性化分裝，物料信息管理的應(yīng)用和實施，可滿足多平臺、多車型的柔性化生產(chǎn)。生產(chǎn)線智能控制及檢測系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用，將實現(xiàn)生產(chǎn)線的信息化管理，提升產(chǎn)品裝配質(zhì)量，同時大大降低生產(chǎn)線故障。重點開發(fā)以下系統(tǒng)：

（1）建立多車型智能識別及車型柔性化切換系統(tǒng)：車身多車型智能識別及車型柔性化切換系統(tǒng)可以對在產(chǎn)車型的智能化在線識別，在生產(chǎn)線的設(shè)備實現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)接及精確高速運輸，保證高節(jié)拍柔性化混線生產(chǎn)的需要。

（2）建立在線車型與線邊設(shè)備智能化互聯(lián)互通系統(tǒng)：利用互聯(lián)網(wǎng)，通過賦予裝配線上的工位及線邊設(shè)備（MFT）獨立IP地址，實現(xiàn)在線車輛與線邊設(shè)備實現(xiàn)互聯(lián)互通，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時采集。如四輪定位參數(shù)、制動力檢測參數(shù)、ABS各參數(shù)、電氣檢測參數(shù)變化等。

（3）建立智能化密封檢測系統(tǒng)：汽車制動系統(tǒng)、發(fā)動機冷卻系統(tǒng)、空調(diào)制冷系統(tǒng)等密封性能需要在線進(jìn)行嚴(yán)格的正壓或負(fù)壓檢測，對于柔性化的混流裝配線，多個平臺不同配置的車型，不同車型的不同工藝參數(shù)，通過建立智能化的密封檢測站，實現(xiàn)綜合性的密封性能檢測。通過燈光指示及系統(tǒng)控制防止錯加、漏加，還可以對密封檢測不合格的車輛予以聲光報警，并停止加注，實現(xiàn)檢測、加注、數(shù)據(jù)分析一體化。

3 質(zhì)量管理

通過機器人在線進(jìn)行白車身精度、檢測點穩(wěn)定性檢測，實時智能監(jiān)控車身質(zhì)量，并即時將檢測結(jié)果以報告形式反饋給管理人員，以現(xiàn)代化的生產(chǎn)質(zhì)量管控方式，提升新產(chǎn)品制造精度和新車質(zhì)量。

4 能源管理及回收再利用

4.1 能源管理

建立智能化的能源管理系統(tǒng)[5]，各生產(chǎn)車間同時監(jiān)控設(shè)備的水、電、氣能耗情況，并根據(jù)實際能耗使用情況進(jìn)行分析以及問題跟蹤。如圖4能源管理系統(tǒng)示意圖。

4.2 能源回收再利用

現(xiàn)有涂裝生產(chǎn)工藝中，電泳、中涂、面漆三條燃?xì)庑椭蓖ㄊ胶娓蔂t，廢氣采用集中處理方式，處理后經(jīng)煙囪直接排放，排煙溫度在200℃左右，造成熱能損失，嚴(yán)重的能源浪費。涂裝工藝規(guī)劃在全新的涂裝生產(chǎn)線采用余熱回收系統(tǒng)，

實現(xiàn)能源收集再利用。

5 總結(jié)

未來汽車工業(yè)發(fā)展將強力推進(jìn)汽車制造鏈的轉(zhuǎn)型升級。通過智能工廠以及智能物流體系的建立，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，將成為主要發(fā)展趨勢和思路，同時也是推動國內(nèi)汽車工業(yè)向產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的跨越式發(fā)展的新動力，并向?qū)崿F(xiàn)“中國制造2025”邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

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