工业4.0能带来什么?看看上汽大众宁波工厂就知道了
image 工业4.0 09/13

在汽车制造行业不断变革的进程中,上汽大众宁波工厂以工业4.0智能生产技术与高标准质量体系,用制造豪华车的标准生产每一款下线产品,持续扩大竞争优势。

7月下旬,在上汽大众宁波工厂二期建成投产7个月后,《行联社》来到位于杭州湾的上汽大众宁波工厂,同时参观了该工厂的一期与二期。该工厂一期于2013年10月建成投产,生产途昂、凌渡、明锐家族等,轿车产品较多,二期于2017年12月建成投产,在工厂建设中首次将大众汽车集团标准化工厂的平面布局镜像复制,二期生产线配备目前全球领先的工艺设备,生产柯珞克、途昂这样的SUV,虽然都属于宁波工厂这家大众汽车集团工业4.0标杆工厂,但二期制造更智能、检测更精细。

就拿柯珞克这个二期投产的第一款车来说,在车身制造过程中,有837台机器人为它服务,自动化率达到95%,一期车身车间有530多台机器人,自动化率为86%。事实上,上汽大众对柯珞克的“照顾”远不止提高车身制造自动化率这一项。

知易行难 9100吨冲压线攻克“水晶切割”车身

据了解,工业1.0是机械化,工业2.0是电气化,工业3.0是自动化,工业4.0是智能化,工业4.0即利用物联信息系统将生产中的供应,制造,销售信息数据化、智慧化,最后达到快速,有效,个人化的产品供应。工业4.0在汽车制造行业提出了更高的要求,首先是通过先进的生产工艺,达到行业领先的技术标准。这在制造柯珞克的第一步就已开始实施。

汽车制造有冲压、焊装、涂装、总装四大工艺流程,在二期的冲压车间,上汽大众采用了目前国内汽车制造业中最先进、自动化程度最高的机械冲压生产线——6工序9100吨高速伺服生产线。目前主流工厂的冲压工艺包括裁切、冲孔、拉延、成型4道工序,高标准的工厂会加上挤压,而在宁波工厂采用了裁切、冲孔、拉延、挤压、修边、成型6道工序。 

6工序可以实现复杂造型的生产,保证车身部件、零件的高精度,零件公差可控制在正负0.2毫米以内,而在业内,豪华汽车品牌的零件公差是正负0.5毫米。正是这样精确甚至是苛刻的精度要求,才让柯珞克车身品质天成,经久耐用。

据了解,柯珞克的飞箭式高腰线设计,彰显了斯柯达家族式水晶切割设计语言,从设计到成型,看似简单,实则工艺复杂。正是在冲压阶段多了一道修边的工序,这条腰线才会从车头一路水平延展至尾部,营造出动感硬朗、充满力量感整车造型的同时,也能有效降低整车的风阻系数,带来节油的效果。

除此之外, 它还是大众在国内最高效的冲压线。它是大众汽车集团在国内的唯一一条6工序9100T高速伺服压机线,每分钟可以冲压18个零件。而此前这一殊荣属于一期冲压车间,一期冲压车间采用自动化的换模系统,核心是两台第二代横杆式自动化高速冲压线,这两条总吨位分别达6900吨和8100吨的生产线,最高冲次达一分钟15次。

尽善尽美 837台机器人打造“硬汉”

德系工业精神的核心在于“取法乎上”,一切对工艺的要求都要达到行业领先技术标准。柯珞克,正是在这样的制造精神中诞生。

宁波工厂也叫分钟工厂,主要因为它可实现每51秒下线一台车身,如此高效离不开高度的自动化生产。一期车身车间曾是上汽大众机器人数量最多、自动化率最高的车身车间,共有530多台机器人,自动化率达到86%,但二期建成后,其车身车间二条生产线机器人达到837台,自动化率达到95%,焊接自动化100%。

这也造就了柯珞克的高强度安全车身。

上汽大众相关人员介绍,强度的一方面,来自于高端材料的使用。柯珞克采用了高强度车身结构,17块热成型钢板遍布车身的关键部位,并在A柱、B柱等车身关键部位100%使用热成型钢材,占整车钢材比例高达25%。屈服强度超过1000兆帕,每平方厘米能承受10吨以上的压力,这相当于一枚硬币上可以承受两头成年大象的重量,热成型高强度钢的使用能够令白车身实现轻量化的同时获得更高刚度。

高强度的另一方面,源于更先进的拼接技术——激光焊接技术。柯珞克的整车激光焊长度为5726mm,将整个车身的钢性结构提高50%,极大提升整车外观品质与安全性。

是不是有这样高自动化焊接后的白车身就能完全放心地送到涂装车间了呢?上汽大众显然还想做到尽善尽美。在车身车间,上汽大众还有严苛的线上监测。

你在车身车间参观,会看到生产线上有机器人不时发出蓝光,这正是机器人对测量点拍照。目前,两个车身车间内都使用被称为机器人之眼的ISRA视觉定位系统,它能使零件的装配精度控制在±0.05mm以内,有效确保车身焊接的精度。该定位系统还具有完善的报警、诊断、监控、数据收集、用户报告等功能,拒绝有问题的零部件进入下一步工序,便于实时监控装配数据和维修维护。

另外在二期车身车间还有非接触式光学测量,柯珞克是全亚洲范围内第一款使用非接触式光学测量设备来自动检测整车的车型。该仪器可以在2秒内摄取车身1600万个单独测量点,精准再现组件特征。 

上汽大众宁波工厂也是亚洲第一个使用该技术进行离线检测车身骨架的整车厂。相比传统的接触式三坐标测量,非接触式光学测量具有效率高,数据量全面,分析功能强等特点。

据悉,激光焊接技术及高强度钢材的大量采用使车身结合精度和车身刚度显著提高,让车辆在激烈驾驶或者非铺装路面行驶时不易变形,无论驾驶舒适性和安全性均有上佳表现。

知行合一 智能化检测追求无瑕疵出厂

工业4.0另一个方面体现在于,通过机器互联、大数据处理,实施定制化、精准化智能生产以及严苛的质量监测与管理体系。设计的梦想之车能不能完美出厂,全靠这些线上和线下的检测把关。

在车身车间,还有一项检测二期相对一期有不少提升。分布于车身主线的在线测量技术,共有5个在线测量工位,采用激光、视觉传感器、图像处理以及计算机控制等技术实现物体空间尺寸的精密测量,具有非接触、速度快、100%检测监控等特点。通过17台测量机器人对车身802个点进行实时监控,该技术可实现对白车身重要尺寸的100%监控,及时发现每个尺寸缺陷并利用系统提供的相关工具快速诊断,向监控人员进行报警,及时消除潜在的质量风险。而在一期,同样对车身802个点进行实时监控,只有14台测量机器人。

在总装车间,每辆柯珞克上都有一张RFID芯片,相当于车辆的身份证,里面记录着每辆车的颜色,配置等信息。当车辆通过安装在设备上的RFID读码器时,设备就能自动识别出车辆的信息,然后调用不同的程序来工作,确保了车辆在装配过程中的准确性。

这样的准确性要求也体现在对装配线员工的培训上,我们参观过程中,在一期总装车间体验了虚拟装配培训系统,通过这套系统,装配人员对每一个待装的零件的编码以及相配套的工具都要100%认准,并实施虚拟操作,特别是拧螺栓的高精度枪,会有不同的扭矩值,看起来类似的螺栓实际使用的高精度枪会完全不同,不通过反复练习,很容易出错。培训部门的相关负责人介绍,在虚拟装配软件上培训,员工在完全无任何提示及帮助下,完成第四级即最高难度的操作四次,才能合格。

上汽大众宁波工厂的总装车间使用162把高精度枪,对打紧的螺栓扭矩值进行实时监控和预警,确保螺栓的扭矩值稳定可靠。 

这就保证了车身和底盘系统在这里得到高精度组装,虽然车辆底盘部分有40多个连接点,但存储在云端的数据会通过无线WIFI网络,配合RFID无线射频技术自动识别车型,完全自动化,零偏差,一次合拢到位。这样高度自动化生产,提高了底盘安装的稳定性和一致性。

RFID的运用也是工业4.0制造的一个重要特征,它不仅节省了工时,大大提高了工作效率,还能将这些重要信息在车型停产后保证15年可追溯,有需求可随时调出数据使用。

每辆车在总装线装配完成后,还要经过100%的下线检测,只有当车辆顺利完成所有检测后,才可以进行最终的报交,驶下生产线。

质量是上汽大众的生命,凭借数字化高标准的线上监测和线下检测系统,可以确保在上汽大众每一个工厂、每一条生产线下线的每一款产品都具有统一的数据精准、可追溯、高标准的质量。

“琭琭如玉,珞珞如石”可是说是上汽大众对柯珞克品质的期待,简单地说就是这款车外观形象像玉石一样温润华美,内在品质坚如磐石。上汽大众宁波工厂用工业4.0智能制造的实力,实现了这一愿景。

“质量是上汽大众的生命!”

这是上汽大众工厂员工在介绍工厂及生产线时多次提到了一句话,表明这家在中国年产销量最大的汽车企业对高品质产品的重视程度。随着对工业4.0发展的前瞻性思考,工厂二期配套的供应商园区与整车项目也实现同步规划、同步建设、同步投入使用,保持全球领先的供应链布局。宁波工厂的相关工程师介绍,按即定战略,到2025年,上汽大众还将实现智能物流,自动化装卸、室外自动化运输、人机协作技术等都会实现。

事实上,领先的工业标准、个性化的智能生产、严苛的质量监测、检测系统让柯珞克超越同级别的品质并不是偶然,而是智能时代工业4.0制造的必然。上汽大众已连续两年年销量突破200万辆,保持着在国内乘用车领域领先的地位,我们在感叹上汽大众连年占据市场领先地位时,应该看到他们五年前前瞻性布局工业4.0工厂,决定了他们领先的必然。 

我们在宁波工厂的车间参观时看到,挂在车间进门处,每一个员工都会看到的标语,“做中国电动车的领先者”,表明这家不断自我突破的汽车企业,已将目光投向了电动化的未来战场并做好准备,谁说这样的企业不会让消费者安心,让竞争对手敬畏呢?


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在汽车制造行业不断变革的进程中,上汽大众宁波工厂以工业4.0智能生产技术与高...
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