一種汽車行業(yè)供應(yīng)鏈智能制造的發(fā)展綜述

閉習(xí)歡

摘 要：本文克服了傳統(tǒng)焊接機器人工作站規(guī)劃布局方法的不足，提出了具備數(shù)字化機器人柔性焊接線的規(guī)劃，該焊接線具備生產(chǎn)數(shù)字化管理和多產(chǎn)品柔性生產(chǎn)能力。本文以某汽車生產(chǎn)企業(yè)的點焊機器人工作站規(guī)劃布局為案例， 展望了供應(yīng)鏈智能制造的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化工廠 點焊機器人 智能供應(yīng)鏈

An Overview of the Development of Supply Chain Intelligent Manufacturing in Automobile Industry

Bi Xihuan

Abstract：This study overcomes the shortcomings of the traditional planning and layout method of welding robot workstation， and puts forward the planning of flexible welding line with digital robot. The welding line has the ability of production digital management and multi product flexible production. Taking the planning and layout of spot-welding robot workstation in an automobile production enterprise as an example， this paper looks forward to the development trend of supply chain intelligent manufacturing.

Key words：digital plant， spot welding robot， intelligent supply chain

1 引言

隨著汽車市場的發(fā)展，汽車更新替換愈發(fā)頻繁，汽車生產(chǎn)線需要從原來的量大單一產(chǎn)出，向小批量多種類轉(zhuǎn)變。新規(guī)劃焊裝生產(chǎn)線需要滿足多車型柔性共線生產(chǎn)的需求，焊接設(shè)備的柔性設(shè)計是汽車公司建造車身生產(chǎn)線的基本模式。而隨著零件在工位間的轉(zhuǎn)運傳遞、大小零件上件越來越多的依靠機器人攜帶抓手實現(xiàn)，柔性抓手在工裝中的比例越來越大。工裝夾具和輸送抓手的柔性設(shè)計成為實現(xiàn)生產(chǎn)線的柔性的關(guān)鍵設(shè)備[1]。

由于市場客戶多樣化的需求以及全球汽車行業(yè)競爭的激烈化，汽車產(chǎn)品的快速更新，對應(yīng)多品種少量生產(chǎn)的產(chǎn)線是必須的，因此要求今后汽車生產(chǎn)線向高產(chǎn)能、高柔性、高自動化方向發(fā)展，因此，柔性化在焊裝線上尤為重要。柔性化有兩種要求，一是批量生產(chǎn)，夾具以一定時間批量切換的柔性生產(chǎn);二是混流生產(chǎn)，夾具無序切換的柔性生產(chǎn)[2，3]。

同時也有高校在研究制定柔性夾具的分析評價方法[4]。在機器人末端工具上進(jìn)行柔性設(shè)計，極大的擴寬了工具的工作空間范圍，同時工具的切換，如焊鉗的切換，抓手的切換，為差異化的產(chǎn)品提供了便利，使得生產(chǎn)線的接納力能更廣泛[5，6]。目前，設(shè)備柔性化在國內(nèi)汽車廠內(nèi)應(yīng)用廣泛[7]，集中體現(xiàn)在主線上，即下車體合成框架結(jié)構(gòu)后。如日系，采用平臺化標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，工裝夾具無需切換就可實現(xiàn)8車型共用[8]。

2 數(shù)字化機器人車間

數(shù)字化車間的運行，既需要依靠數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的先進(jìn)設(shè)備和生產(chǎn)模式，也需要充分發(fā)揮人的作用，在科學(xué)高效的管理基礎(chǔ)上實現(xiàn)提質(zhì)增效[9]。數(shù)字化車間從產(chǎn)品設(shè)計、工藝優(yōu)化、制造生產(chǎn)、裝配優(yōu)化等方面都需要提供完整的數(shù)字化解決方案。傳統(tǒng)的數(shù)字化規(guī)劃流程如圖1所示。目前許多國內(nèi)汽車零部件公司供應(yīng)鏈體系面臨從原來“少品種&大批量”到現(xiàn)在“多品種&小批量”的轉(zhuǎn)變;原材料持續(xù)漲價進(jìn)一步加重了供應(yīng)鏈體系的成本壓力。針對這一系列的變化，提出解決這一問題的根本措施還是要走專業(yè)化的道路。需要重新定義專業(yè)化，不僅基于產(chǎn)品分類，還要基于工藝分類，盤活供應(yīng)商現(xiàn)有存量，重樹供應(yīng)商伙伴信心，重新建立戰(zhàn)略供應(yīng)鏈體系。某數(shù)字化工廠為解決這一問題，率先落成并投入生產(chǎn)，并充分肯定這是公司供應(yīng)鏈鈑金類數(shù)字化工廠一個全新的里程碑事件，開啟了供應(yīng)商自動化提升項目全新的一頁，并強調(diào)這是制造業(yè)未來發(fā)展轉(zhuǎn)型升級的一個必然趨勢，期待攜手更多的供應(yīng)商伙伴一起推進(jìn)智能制造更進(jìn)一步。

3 數(shù)字化機器人柔性焊接工作站解決措施

目前國內(nèi)汽車零部件供應(yīng)商面臨問題：從原來“少品種&大批量”到現(xiàn)在“多品種&小批量”的轉(zhuǎn)變;原材料持續(xù)漲價進(jìn)一步加重了供應(yīng)鏈體系的成本壓力。為了推動汽車零部件企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)線和產(chǎn)品升級，提升國內(nèi)企業(yè)制造水平！以國內(nèi)某數(shù)字化機器人柔性焊接線是公司支持供應(yīng)商自動化提升的示范性項目為例，該產(chǎn)線于2021年8月12日由某科技承接，聯(lián)合SGMW技術(shù)中心設(shè)計和建設(shè)，2021年10月15日建成投產(chǎn)。該生產(chǎn)線總投資550萬元，目前具備生產(chǎn)數(shù)字化管理和多產(chǎn)品柔性生產(chǎn)能力。該柔性生產(chǎn)線可以實現(xiàn)單班次節(jié)省員工12人，按照每天2個班次，每個月工作20天計算，2年就可以收回成本。圖2所示為柔性焊接工作站。

通過對數(shù)字化柔性焊接工作站的模擬仿真，可以實現(xiàn)產(chǎn)品的焊點信息掌握，零件設(shè)計缺陷改進(jìn)，調(diào)試時間縮短等。該線作為公司支持供應(yīng)商自動化提升示范性項目，充分地利用了公司技術(shù)研發(fā)資源及成熟的汽車生產(chǎn)線設(shè)計和建設(shè)能力，高效達(dá)成項目目標(biāo)。

4 展望

隨著時代的進(jìn)步，科技的發(fā)展，我們必須主動出擊，向前一步，朝著工業(yè)制造2025邁進(jìn)！本文結(jié)合某公司業(yè)務(wù)開發(fā)中增加模塊化以提升設(shè)備的柔性和兼容性;同時展望未來的采購策略更加優(yōu)化，摒棄引入金融服務(wù)降低供應(yīng)商一次性投入成本;提倡供應(yīng)商實現(xiàn)其廠區(qū)內(nèi)物料運輸少人化，推進(jìn)無人物流等等。另外，將來可從汽車供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)定位、業(yè)務(wù)模塊、核心價值、系統(tǒng)解決方案、維護(hù)服務(wù)平臺建設(shè)等多方面對數(shù)字化工廠進(jìn)行提升。最后，將來可從數(shù)字化機器人柔性焊接線的投資回報情況方面，在實現(xiàn)“從0到1”的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步推廣供應(yīng)鏈達(dá)成“從1到N”的實現(xiàn)。最終打造屬于國家的智能制造新名片，全面助力打造全新的供應(yīng)鏈數(shù)字化工廠， 助力國家早日實現(xiàn)成為創(chuàng)新、跨界、體驗的標(biāo)桿，助力十四五的宏偉藍(lán)圖！

參考文獻(xiàn)：

[1]邸泉瑋，張學(xué)忱，張秋月，孟令洋.基于汽車車身柔性焊接夾具的夾緊機構(gòu)仿真分析[J].內(nèi)燃機與配件，2019（18）：91-92.

[2]禹化寶，張俊華.汽車焊接夾具設(shè)計的研究與進(jìn)展[J].焊接技術(shù)，2013，42（12）：1-6.

[3]劉冠麟.柔性生產(chǎn)線的設(shè)計理論研究與應(yīng)用[D].吉林大學(xué)，2014.

[4]黃海.用于白車身焊裝多車型共線生產(chǎn)的智能柔性定位單元研發(fā)[D].華南理工大學(xué)，2017.

[5]孫玉林，王瑋，汪歡.柔性夾具的合理應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（14）：82.

[61]葉才中.機器人數(shù)字化車間工業(yè)智能制造新模式探討[J].機電信息，2016（18）：167-168.

[7]曹彥玲.汽車多車型柔性焊裝線研究[D].湖南大學(xué)，2015.

[8]劉晨光，廉潔，李文娟，殷勇.日本式單元化生產(chǎn)——生產(chǎn)方式在日本的最新發(fā)展形態(tài)[J].管理評論，2010，22（05）：93-103.

[9]孟維，崔文喆，孫博.數(shù)字化車間制造運行管理評價體系的構(gòu)建與分析[J].質(zhì)量與認(rèn)證，2021（10）：74-76.