數(shù)字智能制造是迎接未來的利器

2021年4月12日，業(yè)界期待已久的CIMT2021展會隆重開幕，各方人士匯聚于北京中國國際展覽中心（新館）。眾多展臺被觀眾圍得水泄不通，大家都迫不及待地希望盡快了解最新的展品和技術(shù)。數(shù)據(jù)顯示，展會期間累計進館總?cè)藬?shù)200017人。受新冠疫情影響，境內(nèi)外人員往來受到限制，特別是在以往境外觀眾中占比較高的韓、日、印度、東南亞及中國臺灣地區(qū)采購商大幅減少，導致進館總?cè)藬?shù)與疫情前同期相比下降11.74%，但展商和觀眾的直觀感受是，本屆CIMT展會的火爆程度超乎預期。同時，在防疫要求下，觀眾采用實名制，展商感受到觀眾質(zhì)量大幅提高。

CIMT2021展會的如期召開，無疑帶來了更多期待，吸引了方方面面的賓朋。新冠肺炎疫情下，企業(yè)如何布局數(shù)字化工廠來應對當前局勢？新能源車與傳統(tǒng)燃油車共存的車市對企業(yè)有哪些影響？CIMT2021展會中，在數(shù)字化、自動化方面，企業(yè)都有什么新的案例和亮點應用于汽車制造？帶著這些疑問，《汽車工藝師》記者采訪多家具有典型特征的知名企業(yè)，以饗讀者。

德國菲索瑪特（FELSOMAT）

菲索瑪特（Felsomat）中國區(qū)CEO梅麒先生表示，新能源汽車是目前大家公認的發(fā)展方向。無論是從整個中國，還是從全球來看，都已經(jīng)陸續(xù)推出“代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽油車”計劃，并一步一步執(zhí)行。新能源的兩大特點：一個是燃油消耗的大幅度降低，還有就是環(huán)境的優(yōu)化。另一個就是數(shù)字化、智能化和整個智能駕駛和智慧城市。

新能源的關(guān)鍵是動力，傳統(tǒng)燃油發(fā)動機技術(shù)比較復雜、成本相對較高，而電池的關(guān)鍵就是蓄能。如果解決方案一旦成熟，那么整體的替代，特別是乘用車的“新能源”替代就會非常快，商用車可能要滯后一些。機床行業(yè)在這個更替中受到了或大或小的沖擊。原來做發(fā)動機的上下游企業(yè)都需要轉(zhuǎn)型。每個企業(yè)都會有相應的公司發(fā)展戰(zhàn)略。

菲索瑪特料倉單元應用于國內(nèi)第一大汽車企業(yè)的60萬產(chǎn)能變速箱DCT工廠，投入盤類齒輪線和軸類線設備83臺，其中配套的76個在線料倉全部采用菲索瑪特公司提供的FSC600立體自動化料倉。由于人工勞動力的節(jié)約，3年內(nèi)即可收回整體投資成本?；谛履茉雌囯妱訖C生產(chǎn)的特點，企業(yè)而專門開發(fā)的扁線電機定子柔性生產(chǎn)線eFlexline。

菲索瑪特獨特的PE05重型桁架缸蓋自動線由10臺辛辛那提臥加、立加、槍鉆、2套H型桁架機械手、抽檢輥道、轉(zhuǎn)序輥道、下料輥道以及二維碼讀碼器組成，并可實現(xiàn)對接MES系統(tǒng)。此桁架自動線滿足大承載、高剛性、高精度的要求，可實現(xiàn)600kg負載的抓取；從機械、電氣兩方面著重考慮安全保護裝置，確保設備和人員安全；手爪多自由度運動的設計可滿足多種零件快速換產(chǎn)需求，大大降低工人勞動強度，提高生產(chǎn)效率，可滿足客戶年產(chǎn)能6萬件缸蓋的需求。

菲索瑪特應用于浙江某知名燃油汽車變速器和電動汽車電驅(qū)變速器企業(yè)，為該企業(yè)的齒輪、拉花鍵、珩磨和焊接設備提供了整體自動化解決方案。方案中涉及高速機器人、視覺識別、褪磁、甩油、去毛刺、激光打碼、壓裝、中間物流、智能化料倉、柔性快換式物流和高速桁架等。其中一個工序最短節(jié)拍可實現(xiàn)8s。以上解決方案為用戶整體節(jié)約勞動力10人以上。

傳統(tǒng)差速器殼體以及主減速齒輪的裝配是通過螺栓或者鉚接，但新能源汽車已經(jīng)要求改為激光焊接工藝，由于差速器殼體材料一般是鑄鐵，而主減速齒輪的材料均為鋼材，兩種不同材料的激光焊接是一項全新的變革。菲索瑪特擁有多年的固體光源激光焊接經(jīng)驗，針對此種工藝的研究及應用也一直走在行業(yè)前列。

青島力鼎

青島力鼎自動化設備有限公司劉宗毅介紹：力鼎智能裝備（青島）集團有限公司是一家專業(yè)提供機械加工及裝配領(lǐng)域智能化整體解決方案的國家高新技術(shù)企業(yè)。公司成立于2004年3月，總部位于青島市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)。公司以技術(shù)立足、品質(zhì)致勝的理念，融合國外先進的技術(shù)，為客戶提供加工、裝配以及物流智能化整體解決方案。產(chǎn)品遍布重卡、轎車、工程機械、鐵路、軍工及航空等行業(yè)。2014年組建智能制造系統(tǒng)研發(fā)中心。2019年成立青島云鼎軟件開發(fā)有限公司，致力于智能化推進中國制造。

最初，力鼎僅僅是工裝夾具，在當時，沒有自動化和智能化概念，只是給客戶實現(xiàn)“總體交鑰匙”。幫客戶把夾具、機床以及選配整體設計好，形成一個客戶總體的“交鑰匙方案”——這也是力鼎成立的初衷——產(chǎn)品輸入后，客戶能直接形成產(chǎn)能。

2012年以后，伴隨著數(shù)字化工廠的大形勢，客戶對這種智能化的要求就越來越高。力鼎數(shù)控裝備有限公司就變成力鼎自動化有限公司。同樣是“交鑰匙工程”，從過去那種手動的總體交鑰匙變成了現(xiàn)在總線的自動化生產(chǎn)線。

自動化看似很簡單，實際上是面對了一個“行業(yè)繁多，零件更多”的狀況。對企業(yè)來講，無法形成“產(chǎn)能”和“批量”，耗費的人力物力也比較大。同時對客戶來說，體驗肯定不好。后來，力鼎慢慢聚焦客戶痛點需求，繼續(xù)成長。

在重卡商用車、轎車乘用車等汽車行業(yè)，而且重點集中在幾個零部件廠，洞悉客戶工藝，形成以客戶的工藝為核心的理念，慢慢地形成了產(chǎn)品完整的整體標準化。

“自動化”是強調(diào)非標產(chǎn)品離散的一種設備能力，到達客戶現(xiàn)場，強調(diào)100%的按期交付客戶形成產(chǎn)能輸出產(chǎn)品。這也是力鼎這幾年做“自動化”的追求目標。

伴隨著自動化，機械加工以及越來越多的業(yè)務往來，也促進了多年的積累。以客戶的需求為目標，力鼎進行加工轉(zhuǎn)型，做零部件的裝配，做裝備的輸出。客戶的工藝性就越來越強，對于零部件的要求也越來越多。

“以客戶的工藝需求為核心。用自動化數(shù)字化的技術(shù)來提升零部件加工裝配物流的效率和品質(zhì)”。

青島力鼎還做物流。是“非標”汽車零部件，AGV標準化，、貨架也大規(guī)模集成。我們希望通過軟件控制數(shù)據(jù)驅(qū)動來打通整個流程——物流、人流、價值流，減少人工強度，然后把現(xiàn)場工作變得簡單。

過去來講，“自動化”是減少人工，固化工藝技術(shù)，用自動化設備替代。那么實際上是客戶這種基礎工藝固化生產(chǎn)流程、科學精益生產(chǎn)。他的前提是技術(shù)比較成熟穩(wěn)定，數(shù)據(jù)驅(qū)動或者智能化。產(chǎn)線的互聯(lián)互通變得很簡單，整個工廠的智能智慧需要從方方面面，把優(yōu)秀的工藝習慣數(shù)字模擬化，程序化，智能化。

力鼎智能裝備憑借近20年的核心技術(shù)沉淀，逐漸形成加工自動化、裝配自動化、智能物流以及云鼎軟件四個事業(yè)部，為客戶分別提供自動化生產(chǎn)線、軟件控制、物流管理各個要素產(chǎn)品，滿足客戶工廠發(fā)展的不同階段需求。

MASTERCAM

由于疫情，2020一整年都沒有舉辦線下活動，主要是在線上舉辦一些行業(yè)的解決方案——比如，在汽車行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、航空航天業(yè)做關(guān)于 MasterCam功能以及應用的線上技術(shù)分享以及客戶的線上培訓。一方面，是技術(shù)分享層面。國外的技術(shù)來到國內(nèi)，然后由自己的工程師再把這些培訓的內(nèi)容交給客戶。另外一個層面，是市場宣傳和線上技術(shù)分享。

隨著CIMT2021的召開和疫情防控常態(tài)化的運作，公司于2020年六月份的時候發(fā)布了Master Cam2021，并在展會現(xiàn)場進行演講和技術(shù)分享。

在北美或歐洲，像寶馬奔馳等，還有上海的某大客戶，在轉(zhuǎn)向節(jié)、缸體、缸蓋等的鋼鐵鋼材加工，都是Master Cam的大客戶，以“效率”為直接目標。Master Cam的策略也非常簡單，可以把模型直接導入，然后我們就會快速地通過坐標系的轉(zhuǎn)換，找到加工的最高點。在刀具庫里面可以把整個一套的實體模型載入軟件刀具庫。包括加工參數(shù)速度等，通過常用的功能，使得編程相對簡單。接下來，需要對所有刀具的路徑包括實際加工的區(qū)域路徑都要進行一個實際的模擬驗證和有效期監(jiān)控。

在軟件當中，模擬仿真可以解決很多問題，包括檢查、清洗，監(jiān)控和防止碰撞。下游生產(chǎn)部門可以對模擬成品“所見即所得”，非常安全地直接加工。這都源于Mastercam可以把整套模具或夾具系統(tǒng)進行模擬，直觀真實地描述“運動方式”“旋轉(zhuǎn)角度”等等信息的數(shù)據(jù)庫并生成PDF，一目了然。這就是降低了內(nèi)部交流的技術(shù)的一種交流的往返冗余、縮短了溝通時間。

作為軟件來說。它的知識產(chǎn)權(quán)是是一個比較非常重要的。在“CAM”軟件方面，要尊重自己，作滿足客戶要求的企業(yè)。

微茗

微茗智能科技有限公司總經(jīng)理魏振南接受本刊記者采訪時候表示：很多生產(chǎn)制造商在2020年根本不敢擴招員工，這就意味著，根本不知道如何面對疫情。首先要絕對肯定政府對疫情的防控力度，從2020年下半年開始，機床需求大爆發(fā),所有原材料價格差不多漲了35%。

微茗有堅定的信心做好做強，這些都來自預判。根據(jù)全球的形勢。中美貿(mào)易戰(zhàn)的背后是產(chǎn)業(yè)升級。中國在未來五年到十年，一定是要搞高端制造的。

只要我們的產(chǎn)品方案正確，工業(yè)軟件市場一定會好。所以2020年微茗的銷售額一下就增長很多，且2021年持續(xù)增長。軟件是面向高端制造的工具，所以就堅定且快速地發(fā)展軟件。疫情之后，我認為智能制造是方向性和戰(zhàn)略性的“大中心”。傳統(tǒng)的、低端的制造，通過原始手工的企業(yè)會越來越艱難。

可以從本屆展會感受到——機械化、自動化、無人化，大家都在整體搞數(shù)字化工廠的高端制造，不再是像以前一樣瘋狂采購設備。在銷售設備的同時，人們會更加注重效率——在設備采購后如何達到最高的產(chǎn)能。如何使用，如何降本增效，這種意識越來越強烈，很多客戶轉(zhuǎn)變了思路，從原先單純的設備機床的疊加，轉(zhuǎn)化成了關(guān)注效率，考慮成本。所以在制造上面，大家用全新的視角和焦點來關(guān)注“制造”本身和“成本”本身。

工廠所依靠的，是極高的“資金周轉(zhuǎn)率”。為了追求更好更高的盈利，需要絕對關(guān)注的因素就是“疫情”。疫情的到來，智能化的需求越來越高，高端制造自然是“火得不得了”。傳統(tǒng)需求和傳統(tǒng)制造企業(yè)肯定會慢慢轉(zhuǎn)向高端化、軟件化、數(shù)字化。

為了迎接這個變化，微茗從原先的“傳統(tǒng)渠道”銷售轉(zhuǎn)變成了“電商”銷售。這也是我們在商業(yè)模式上面的探索。從原來的傳統(tǒng)代理到線上電商的這個渠道的鋪設，上線了很多軟件。

談及新能源，魏總表示，第一個方面，是有能源戰(zhàn)略的。中國本身是有能源危機的。要保證能源安全。所以應對的辦法就是“曲線的”——在保障我們的能源安全這個角度，電力一定是未來的趨勢。電力因為可以通過非常多的綠色方式來獲取。電池儲能、能效和后續(xù)回收處理都是問題。這兩個問題在未來都是有一些方法可以解決的。這些，相比于能源戰(zhàn)略安全在國家層面來講，都是值得關(guān)注的。

所以站在國家戰(zhàn)略層面來講，魏總認為“新能源汽車”是必須要推動的。這是能源安全戰(zhàn)略的保障線。

第二個方面，是新能源汽車的體驗感。為了提高用戶、車主的用車品質(zhì)生活品質(zhì)，新能源汽車推動了機床裝備的改造升級，比如：8000t的沖壓機床，一體成型機，大型13.5m大龍門臥加等設備。緣由就是新能源在軟件上的提升，在硬件上小的零備件絕對數(shù)量少了，所以一體化的大設備需求就一定會變大。

互聯(lián)網(wǎng)的加入，智能化、數(shù)字化的重視。汽車的體驗和發(fā)展改良將是一個全新的路線。我堅信，汽車在未來的發(fā)展前景還是非常好。

圣戈班磨料磨具

圣戈班磨料磨具亞太區(qū)市場經(jīng)理萬華先生介紹：數(shù)字化是圣戈班發(fā)展戰(zhàn)略的核心，本次展會上，將展示最新的數(shù)字化磨削應用解決方案Norton 4SIGHT。該產(chǎn)品集成了傳感器、采集卡、數(shù)據(jù)分析和云平臺等一系列軟硬件，連接在機床上即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析，并實現(xiàn)反饋控制，大幅提升磨削加工的生產(chǎn)力水平。

產(chǎn)品是定制化的，需要根據(jù)客戶的工藝來進行實地考察。圣戈班就推出了“4SIGHT系統(tǒng)”，它可以進行一個數(shù)據(jù)的采集，它可以采集機床的磨削功率、磨削電流，通過這個數(shù)據(jù)，基于圣戈班豐富的磨削經(jīng)驗，系統(tǒng)可以分析出現(xiàn)的問題。收集完之后可以上傳云端。由工程師進行問題的分析并且遠程解決問題。

“4SIGHT系統(tǒng)”有兩個版本，一個就是“固定版本”，裝在機器上面，客戶就看到。另一個是移動版本，工程師可以遠程分析處理解決。無論疫情嚴重期間，人員流動受到限制，還是復工復產(chǎn)疫情緩解，“4SIGHT系統(tǒng)”很大程度上提高工程師的效率，不用頻繁拜訪客戶；客戶能夠及時得到響應及解決，

新冠疫情發(fā)生之后，客戶對于這個自動化、智能化的要求會更高?！?SIGHT系統(tǒng)”在收集數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)之外，還能適時反饋給機器，實現(xiàn)自動化，指導生產(chǎn)。

在某個知名汽車廠商，客戶需要維修某軸類零件的。全自動化生產(chǎn)中經(jīng)常會出現(xiàn)批量化燒傷。安裝“4SIGHT系統(tǒng)”后，測量機器的功率，當砂輪衰減后功率會提高。當系統(tǒng)檢測到功率到達某個特定值的時候，自動給出一個反饋，停機修整，繼續(xù)正常。報廢率從3%降至0，降低成本。

工具化軟件化的“4SIGHT系統(tǒng)”讓整個流程和生產(chǎn)了實現(xiàn)完全自動化、自動化。通過功率和震動的變化，管中窺豹實現(xiàn)整個磨削流程的管理。

“大數(shù)據(jù)+人工智能+人工分析”伴隨整個產(chǎn)品的生命周期。在云端讓這一切更加智能更加高效。

談及在汽車方面的磨削。在傳統(tǒng)燃油車方面，比如說沒有動力總成、曲軸，凸輪軸，連桿、氣門，都是需要磨削的。還有變速箱齒輪、車身懸掛、車架、車身甚至漆面涂裝都需要處理。我們在一個知名的國內(nèi)電動車廠，電動車行駛的時候。噪音很大，沒有發(fā)動機更大的聲音給遮蓋，噪音太大是咬合齒輪摩擦影響。針對這個高精度要求，開發(fā)解決方案，延長設備和產(chǎn)品的實用壽命，控制成本提高精度，解決了問題。新能源車的磨削是一個新的機會和增長點。

便攜式可移動式的數(shù)字化磨削方案，可以固定在某特定設備上然后我們來監(jiān)測并發(fā)現(xiàn)問題，比如：振動超標或頻率異常直觀的數(shù)據(jù)顯示，減少返修或者損失。最大程度地避免資源浪費，或者客戶的返工或者報廢，

另外一點，就是監(jiān)控電流值的同樣是監(jiān)控振動。最大程度優(yōu)化修改參數(shù)，挖掘生產(chǎn)加工中設備的潛力可以挖掘。磁吸式的便攜式的“4SIGHT系統(tǒng)”系統(tǒng)面板基本上15min就可以完成測量,甚至更快，判斷和預警并及時反饋。

圣戈班磨料磨具致力于中國公益發(fā)展，用十分之一的成本，結(jié)合幾十年的磨削經(jīng)驗，來突破些技術(shù)壁壘，服務于客戶，讓制造變得高性價比、智能化。

結(jié)語

《汽車工藝師》記者走訪的企業(yè)涵蓋了國內(nèi)外自動化解決方案提供商、工業(yè)軟件和通信企業(yè)、國產(chǎn)機加自動化升級企業(yè)等。在工業(yè)高度自動化的前提下，新冠肺炎疫情給了整個行業(yè)新的考驗，無論是傳統(tǒng)燃油汽車還是新能源汽車，都面臨著升級轉(zhuǎn)型，生產(chǎn)標準化、數(shù)字化、智能化和高端定制化。如何升級設備系統(tǒng)，如何改良整體生產(chǎn)制造的“智能生態(tài)”，如何在“智慧交通”“智慧城市”前進步伐中，減低成本，聚焦人工核心競爭力，提高整個生產(chǎn)上下游的系統(tǒng)整體效率？從產(chǎn)品初期開始，一直到產(chǎn)品售后服務乃至產(chǎn)品全壽命周期中產(chǎn)品報廢，進行“萬物互聯(lián)”“追蹤溯源”?這些都記錄了工業(yè)智能化的點滴進程，也是人類對“安全高效、個性先進”的不懈追求。