淺談輕型商用車和乘用車高柔性智能制造的產(chǎn)線開發(fā)

摘 要：從智能制造理論出發(fā)，沿著“基礎(chǔ)理論—關(guān)鍵技術(shù)—產(chǎn)品應(yīng)用”的路線，通過“自主開發(fā)輕型商用車柔性生產(chǎn)技術(shù)”課題的研究，實現(xiàn)了輕型商用車和乘用車的柔性高品質(zhì)生產(chǎn)，解決了輕型商用車和乘用車混線生產(chǎn)時智能制造過程自動化水平低、柔性不足、多車型混線排產(chǎn)等技術(shù)難題。

關(guān)鍵詞：商用車；乘用車；柔性制造；智能制造

商用車高柔性化的輕型商用車智能制造產(chǎn)線的研發(fā)，是當前國內(nèi)外商用車企業(yè)的重大需求，這樣的產(chǎn)線建設(shè)周期長、運行成本高，其行業(yè)發(fā)展趨勢為綠色、智能、高效、節(jié)能以及環(huán)保。產(chǎn)品線的高柔性，能滿足客戶定制化需求。對于產(chǎn)品較為豐富的車企，乘用車和商用車會建立不同的生產(chǎn)線，便于生產(chǎn)組織和管理， 降低運營成本，但投資生產(chǎn)線成本非常高，且當設(shè)備開動率較低時，運營成本又會很高，直接影響車企的投資成本和運行成本。這是各大車企亟待攻克的核心技術(shù)瓶頸。這使得現(xiàn)階段在開發(fā)輕型商用車和乘用車產(chǎn)線研發(fā)設(shè)計時面臨重大挑戰(zhàn)：如何實現(xiàn)柔性生產(chǎn)，不同車型智能共線生產(chǎn)，車型智能切換控制，不同車型做到精準智能防錯。

總體規(guī)劃及思路

本項目從智能制造理論出發(fā)，沿著“基礎(chǔ)理論—關(guān)鍵技術(shù)—產(chǎn)品應(yīng)用”的路線，通過“自主開發(fā)輕型商用車柔性生產(chǎn)技術(shù)”課題的研究，實現(xiàn)了輕型商用車和乘用車的柔性高品質(zhì)生產(chǎn)，解決了輕型商用車和乘用車混線生產(chǎn)時智能制造過程自動化水平低、柔性不足、多車型混線排產(chǎn)等技術(shù)難題，同時，通過以上創(chuàng)新技術(shù)實現(xiàn)了輕型商用車和乘用車智能制造產(chǎn)線投資最小化，效率最大化，解決了二百多種的車型共線生產(chǎn)的產(chǎn)線研發(fā)技術(shù)難題，領(lǐng)先國內(nèi)外產(chǎn)線制造水平，并將該技術(shù)應(yīng)用推廣在江鈴汽車輕型商用車三大車系19種基礎(chǔ)車型，二百余種變種車型以及乘用車六大車系的產(chǎn)線研發(fā)上。

高柔性涂裝專用輸送系統(tǒng)

全行業(yè)首創(chuàng)高柔性涂裝專用輸送系統(tǒng)，針對輕型貨車產(chǎn)品顏色多、車型多，組掛困難問題，通過自主設(shè)計輕型貨車多功能托盤（見圖1），生產(chǎn)輕型貨車時，輕型貨車放置該托盤上（見圖2），托盤支撐設(shè)計可拆卸形式，兼容28種車型，還可以繼續(xù)增加車型；同時，托盤可兼容立庫滑橇、涂裝底漆滑橇、面漆滑橇。

全自動可變節(jié)距自動切換滑橇

全行業(yè)首創(chuàng)一種柔性分合滑橇，包括一個或兩個以上的滑橇單元和分合機構(gòu)，所述分合機構(gòu)設(shè)置在所述滑橇單元上，首尾連接兩個所述滑橇單元，用于根據(jù)不同的生產(chǎn)需求將兩個或兩個以上所述滑橇單元組合為整體，或者將兩個及兩個以上組合在一起的滑橇單元拆分成獨立的滑橇單元，所述分合機構(gòu)包括公頭、母頭以及插銷，所述公頭設(shè)置在滑橇單元的一端，母頭設(shè)置在滑橇單元的另一端，公頭與母頭位置相對應(yīng)，公頭與母頭之間設(shè)置有用于固定所述公頭與所述母頭的插銷，本柔性分合滑橇（見圖3）可以將每個滑橇作為獨立的單元，也可以根據(jù)生產(chǎn)車型的不同進行獨立滑橇單元的組合，實現(xiàn)不同大小的多車型共線生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)成本。針對輕型貨車與SUV節(jié)距不一致問題，自主設(shè)計輸送滑橇，把SUV用5.4m的長滑橇改進成兩個2.7m的短滑橇，如圖4所示，生產(chǎn)輕型貨車時使用短滑橇，生產(chǎn)SUV時，兩個短滑橇合并成一個長滑橇，且可智能編組，滿足SUV與輕型貨車所有車型所有顏色隨機生產(chǎn)，達成撬體共用目標。

可自動分合橇機構(gòu)

針對面漆滑橇需要分合問題（見圖5），自主設(shè)計了可自動分合橇機構(gòu)（見圖6），生產(chǎn)長軸距SUV時，自動合橇，生產(chǎn)短軸距輕型貨車時，自動分橇；同時實現(xiàn)了同一掛輕型貨車在底漆和面漆過程節(jié)距自動可變，車型顏色排產(chǎn)完全自由。

機器人自動噴涂

針對短軸距車型和長軸距車型在同一噴漆室實現(xiàn)機器人自動噴涂問題，利用自動分合滑橇技術(shù)，實現(xiàn)長軸距SUV和短軸距輕型貨車能同時在一條機器人自動噴涂線，如圖7所示，并通過離線模擬自主設(shè)計機器人仿形軌跡，且首次實現(xiàn)輕型貨車內(nèi)表面首次采用機器人噴涂。

多車型共線烘干

針對多車型共線烘干問題：發(fā)明一種適應(yīng)柔性化生產(chǎn)的烘干室體，包括烘干室體本體，烘干室體本體的相對的兩個側(cè)部以及底部的外側(cè)設(shè)有送風通道、頂部設(shè)有排風口；送風通道分隔成多個獨立的送風通道，每個所述送風通道連接獨立的送風管路，每個所述送風管路上設(shè)有控制閥，烘干室體本體相對的兩個側(cè)部以及底部上設(shè)有送風噴嘴，每個送風通道對應(yīng)至少一層所述送風噴嘴，送風管路連接至總送風管。本發(fā)明在保證烘干效果的同時，可以實現(xiàn)按需求供應(yīng)風量，節(jié)能效果明顯；可應(yīng)對不同烘干需求，通過切換噴嘴送風，避免不必要的多余能耗；對于低產(chǎn)量的生產(chǎn)線，可以實現(xiàn)一物多用，集電泳烘干、膠烘干、面漆烘干功能于一體，減少設(shè)備投資。

智能視覺識別

為了提高不同輕型貨車車型在交接位與中間托盤支腿匹配的準確性，創(chuàng)新通過視覺系統(tǒng)與車體信息進行自動識別檢測（見圖8），檢測原理為根據(jù)托盤支腿高度、外型及顏色的差別找出各自的特征點，并建立模型，在檢測比對中會設(shè)定一個數(shù)值，當檢測結(jié)果在設(shè)定數(shù)值范圍內(nèi)則為安裝正確，正常放行；若結(jié)果超出設(shè)定范圍，則檢測失敗并報警提醒人工干預(yù)，提高了轉(zhuǎn)接的可靠性。通過視覺系統(tǒng)與車體信息進行自動識別檢測，同時報警人工干預(yù)。為了提高28種輕型貨車車型在交接位與中間托盤8種支腿匹配（排列組合）的準確性，創(chuàng)新使用視覺系統(tǒng)與車體信息進行自動識別檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時預(yù)警處理，大大減少了誤差。提升了工作效率。

結(jié)語

1） 推動行業(yè)科學(xué)技術(shù)進步。近年來，汽車行業(yè)飛速發(fā)展，但是許多整車制造產(chǎn)線的開發(fā)所需的核心技術(shù)仍受制于國外，提升車企產(chǎn)品自主研發(fā)能力及掌握智能制造產(chǎn)線開發(fā)的核心技術(shù)對科技強國具有重要的意義。本項目突破高柔性化輕型商用車和乘用車混線生產(chǎn)智能制造產(chǎn)線開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，提升汽車智能制造自主正向開發(fā)能力，掌握了先進高柔性化的汽車智能制造開發(fā)的核心技術(shù)，徹底突破了傳統(tǒng)的經(jīng)驗設(shè)計、逆向設(shè)計和委外設(shè)計的被動局面，引領(lǐng)并顯著促進了我國整車智能制造高柔性化正向開發(fā)設(shè)計的行業(yè)科技進步。

2）縮短項目開發(fā)周期。利用高柔性化汽車智能制造開發(fā)技術(shù)，可自主控制整車產(chǎn)線開發(fā)周期，避免了委外設(shè)計周期長及商務(wù)流程多的影響。在先進的智能制造技術(shù)的支持下，具備在輕型商用車產(chǎn)線開發(fā)早期優(yōu)選設(shè)計方案，保證產(chǎn)線設(shè)計穩(wěn)健性及可靠性的能力，減少后期產(chǎn)線驗證周期。研發(fā)成果將輕型商用車產(chǎn)線開發(fā)周期縮短了10個月，助力輕型商用車產(chǎn)線開發(fā)周期縮短為7個月，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。

3）貢獻國家雙碳戰(zhàn)略。高柔性化智能制造產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)支撐整車工廠能耗和VOC排放均下降50%，節(jié)能減排效果顯著，助力國家“雙碳”目標實現(xiàn)。有利于持續(xù)增強我國汽車行業(yè)智能制造的國際競爭力，引導(dǎo)企業(yè)綠色低碳發(fā)展，節(jié)能減排，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的國內(nèi)/國際雙循環(huán)，助力我國制造業(yè)強國夢。同時項目研究將培養(yǎng)一批智能制造設(shè)計開發(fā)專業(yè)人才，為我國汽車行業(yè)智能制造發(fā)展提供人才支持。