自動化技術在汽車制造行業(yè)中的應用探討

王磊

摘要：隨著我國社會經濟的發(fā)展和人們生活水平的顯著改善，汽車早已成為人們日常生活出行不可替代的一種交通工具。為了滿足人們對汽車數量的需求，再加上現(xiàn)代科技的進步加快了信息技術的發(fā)展步伐，自動化技術逐漸在汽車制造領域中得到了廣泛地應用，幫助汽車制造企業(yè)改善了汽車生產和加工過程，提高了汽車制造的流程效率，進而幫助汽車制造企業(yè)獲得了高額的經濟利潤。本文將從低成本自動化的理念發(fā)展和最新應用推廣方面入手，為讀者介紹。希望可以對大家今后在生產線邊問題解決和效率提升方面有新的啟迪和幫助。

關鍵詞：低成本自動化，生產線改造，成本控制，

前言

當今世界，新能源汽車的優(yōu)勢前景日漸明朗，其市場也是日漸擴大，對傳統(tǒng)燃油車市場的擠壓日甚一日。全球各大汽車巨頭在積極轉型發(fā)展新能源汽車的同時，對傳統(tǒng)燃油車制造成本的控制也更加強烈。絕大部分廠家不會再為燃油車的新車型傾盡全力建新生產線，而是更加注重對老舊生產線的改造，提升生產線的兼容性。保證近些年燃油車銷售盈利的前提下，積蓄力量發(fā)展推進新能源汽車的研發(fā)和制造。

低成本自動化的設計理念是利用簡單常見的機械原理甚至是樸素的物理原理，去針對性的解決生產線邊的常見問題。它的優(yōu)點是一次性成本投入少，簡單實用，維護成本低。使用周期過后改造空間大，難度低。即使完全舍棄不用，也不會造成巨大浪費。

一、低成本自動化的理念發(fā)展

低成本自動化（LCA）起源于第一次工業(yè)革命，最初稱之為“簡易自動化”。第二次世界大戰(zhàn)以后，由于恢復工業(yè)的需要，開始大量采用由繼電器組成的簡易自動控制裝置。20世紀五六十年代，出現(xiàn)了采用無觸點邏輯控制器、反饋控制器或是兩者結合的低成本自動化系統(tǒng);在20世紀70年代曾對低成本自動化定義為：應用機械、氣動、液動、電氣、電子和光電子等技術手段，造出結構簡單、價格低廉、使用方便、質量好、見效快的自動裝置或系統(tǒng)，以適應眾多中小型工業(yè)企業(yè)的需要。自20世紀80年代以來，由于微型機的普及推廣，出現(xiàn)以單板機、單片機、嵌入式系統(tǒng)等為核心的新型低成本自動化系統(tǒng)。此時，通常的自動化系統(tǒng)，是由順序控制器、反饋控制器、可編程序控制器（PLC）、DCS或微型機、局域網、服務器、工作站等配以檢測開關、傳感器或執(zhí)行器等組成各種高性能價格比的LCA系統(tǒng)。LCA系統(tǒng)已廣泛應用于冶金、化工、機械制造、紡織、出版印刷、采礦、農業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、建筑、商業(yè)和運輸等行業(yè)，取得了明顯效益。

二、自動化技術在汽車制造中的應用優(yōu)勢

2.1修無需人工操作復與調整控制系統(tǒng)

自動化技術的應用可以根據生產設備的不同需求來進行實時調試，最終生產處需要的產品。利用自動化技術也能實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的修復與調整，修復調整的過程不需要拆除設備。自動化設備一般都具有存儲數據的功能，操作人員只需要定期維護設備就可以解決設備運轉中存在的問題，這在很大程度上節(jié)約了人力物力。另外，自動化設備運轉的生產設備早已提前設定，在生產制造過程中可以實現(xiàn)自動循環(huán)和運轉，并且隨著自動化技術的不斷研究和更新，一部分制造設備已經能夠自動調整數據，從而進一步提升了汽車制造的自動化水平。

2.2自動加工與控制制造設備

在汽車制造領域中，已經通過制造設備實現(xiàn)了對產品的自動加工與控制。同傳統(tǒng)制 造模式中使用的制造設備相比較，自動化制造設備具有更多顯著的優(yōu)勢，在生產制造過程中不僅提高了產品加工的精度，而且改善了制造設備的控制能力。自動化制造設備可以在生產者意愿的基礎上進行一定程度的擴展，有利于提升產品的性能，同時也降低了制造過程中由于操作人員失誤而引發(fā)問題的可能性。除此之外，應用自動化技術保障了汽車制造過程中安全性能，例如，一旦制造設備發(fā)生故障，自動化技術就會立即切斷電路并發(fā)出警報，有效避免了工人的生命安全受到威脅，并且也避免了生產制造設備出現(xiàn)更大的損壞。

2.3 自動加工與控制制造設備

與過去生產汽車的機床儀器相比，可以明顯發(fā)現(xiàn)自動化生產的零部件擁有更好的質量保證，既可以提升產品的精密程度，還可以更加完美的控制機床儀器生產的整個過程。一個安裝了自動化技術的生產設備可以根據“自己想法“在一定的范圍內進行產品的調控，大大保障了制造出的產品質量，也從另一個角度減少了工作人員的操作錯誤空間。而且自動化技術在一定程度上也提高了生產環(huán)境的安全性，操作人員的受傷機會也被控制到很低，儀器運行故障也會被排除解決。

2.3 提升生產效率，減少勞動力的投入

自動化技術融入于汽車制造業(yè)，可以解釋為是把之前汽車制造中需要人工親自操作的工作被智能的儀器設備所代替，自動化模式已經被很多生產制造企業(yè)所接受?？梢杂行У奶岣呱a效率，減少勞動力投入，降低了生產過程中人為因素帶來的影響，而且勞動力的減少也降低了人力資源管理的成本，同時提高了經濟收益。

三、生產線改造

3.1淋雨線汽車鑰匙遠距離傳輸方案

國內某汽車主機廠總裝車間淋雨線旁邊的汽車鑰匙傳輸系統(tǒng)就是自主設計開發(fā)的低成本自動化的典型范例。同時也是典型的Karakuri概念應用，全部裝置沒有用到任何電氣，完全利用物體自身重力和斜面進行傳輸，結構一目了然，功能穩(wěn)定可靠，故障率幾乎可以忽略不計。

汽車淋雨線用于車輛的漏雨檢測，在車輛進入線體時必須將車鑰匙取出放到淋雨線線首，車輛經過淋雨線淋雨完成后，操作工人需要返回線首取車鑰匙啟動車輛進行下一道工序的檢測。淋雨線的每個工位6米，單班11個小時，生產節(jié)拍46輛每小時，完成每輛車每個操作工需要移動單程至少約20米，照此計算每個工人每天勞動時間內至少需要多移動20240米，每天重復往返拿取鑰匙造成了極大的走動浪費。

為降低淋雨線的非增值時間，消除走動浪費，利用Karakuri的物體自身重力和斜面?zhèn)鬏數母拍睿诹苡昃€線首至線尾搭設料架，往返共計2條圓形滾球輸送通道。當車輛到達線首時，操作工人將車鑰匙放置圓球內，圓球在斜面的軌道上自動滾向線尾，待車輛淋雨檢測結束后操作工人快捷方便的從已經到位的圓球拿取車鑰匙繼續(xù)下一道工序檢測。避免了操作工人往返取鑰匙的走動浪費，消除了非增值時間，正式這套低成本自動化的簡易裝置利用非增值時間創(chuàng)造出“增值”的直接效益。

3.2內飾線裝配隨動踏板方案

國內某汽車主機廠前驅車車間內飾二線線首裝配車輛裝飾亮條及其他外飾件，由于車身高度問題，操作工人需要在固定踏臺上完成安裝作業(yè)。但是由于踏臺是固定不動的，操作工人需要往復取件5次才能安裝完本工位的工作量。反復走動造成了極大的走動浪費，且需要2人同時作業(yè)才能完成此工序. 經過現(xiàn)地現(xiàn)物的實地考察，分析現(xiàn)場車輛運行狀態(tài)及操作工人工工作量，結合低成本自動化理念，設計出與生產線滑板隨行的隨動踏板自動安裝裝置。此項裝置當操作工人拿完件后站到隨動踏板上，隨動踏板會自動和生產線體隨行，減少了操作工人頻繁拿取件，并且可以優(yōu)化1名操作人員。操作工人操作完畢后，隨動踏板自動回到起始位準備下一次循環(huán)開始。

四、結束語

科技發(fā)展的速度越來越快，電氣自動化技術的應用，很大程度上減少了工作人員的日常工作量，同時也增強了汽車的使用性能，減少了汽車制造過程中所耗費的資金。因此，汽車行業(yè)要想在未來得到更好的發(fā)展，需要在電氣自動化技術上進行提升，提升技術研發(fā)能力，從而推動汽車制造業(yè)的長遠發(fā)展。

參考文獻：

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