“智能制造”在南充汽車及配件制造業發展中的作用

張艷琴 金雨 劉光清 廖春麗 杜子文

【摘 要】隨著當今世界經濟的發展，我國的汽車工業也得到了飛速的發展，而工業機器人在其中的應用越來越廣泛。工業機器人能夠利用自身動力，借助靈活自動的控制力，完成各項汽車產業中的各個步驟。本文通過對南充市汽車制造行業的調查研究，對工業機器人在汽車智能制造中的應用進行了簡單介紹和學院大力發展智能制造技術提供依據。

【關鍵詞】工業機器人；南充；汽車行業；智能制造

一、前言

現代汽車及配件制造業是高度集約化經營的產業，是以資源綜合利用和節約為原則的生產率大幅度提高的高產、優質、高效、環保型產業，也是通過勞動積累向資本積累到技術積累為過程的知識密集型產業。制造業智能化是工業產品生產條件和手段的現代化。大面積推廣制造業新技術、節約制造成本、增加經濟效益都離不開智能化的發展。智能制造提高了工業勞動生產率和從業人員收益，為加快提高勞動人員收入和全面建設小康社會起著巨大的作用。大力推廣智能制造技術是在南充發展的基本前提條件下，符合當下南充工業生產的具體情況，也是制造業可持續發展的必然要求。

二、南充汽車汽配企業經營狀況及人才需求調研數據統計

三、調研分析

1、南充本地汽車汽配企業規模小，10家企業總人數1811人，總產值6.7億元，上交利稅0.5億元。平均每家企業約181.1人，平均年產值6700萬元，上交利稅500萬元。

2、南充本地的汽車制造與裝配類企業員工的學歷結構及職稱結構均不太合理，調研的10家企業，本科以上3.3%，專科10.4%，中專及以下86.3%；工程師以上7.6%，高級工及中級工29.2%。由此看出南充本地汽車汽配制造業專科以上人員比例太少，工程師比例也太低，據企業調研分析和問卷調查，南充企業人員專科以上學歷的員工基本上都不是生產工藝技術類的，導致在產品的改型、換代、升級上缺乏技術支撐。

3、各企業均希望本專業畢業的大專生來企業工作，中專生（本地的）也可以，但由于工資待遇一般（企業員工平均工作3150元，中層管理者4050元，實習生2030元，轉正后平均2750元），加之部分企業領導對剛畢業的學生缺乏理解包容、帶有一定的偏見，導致企業留不住人才。

4、調研訪談中，各企業均表達了愿意與南充吉利汽車有限公司在汽車配件的配套生產上合作，并愿意為學生提供就業及實習崗位，愿意參與我院教學改革，為培養符合企業需求的人才出力。

5、有企業愿意出資與我院共同進行技術研發，開發新產品。

四、汽車智能制造機器人描述

工業機器人（industrial robot，IR）的使用主要是在工業領域中，并且其本身具有自動的執行能力，能夠借助自身的動力與控制力，來完成各種功能或工作，是一種具有自主性、自由性、多軸聯動性且具有多個關節操作機械手的現代制造業的自動化設備。

4.1 技術方面

（1）具有編程性，隨著工作環境的變化，工業機器人能夠隨之進行編程工作，并依據產品的特征進行編程工作的調整，在品種多、批量小的柔性制造過程中發揮良好的作用；（2）擬人化特性，工業機器人的機械結構具有人類相似性的特征，具有行走、轉腰、大小手臂、手腕、手爪各個部分，配備特殊的終端驅動結構，完成編程后，即可完成各種不同的操作；（3）具有通用性，工業機器人在完成各項不同的任務時，通用性較好，只需要對其手爪與工具等末端的細致工作；（4）臨床應用價值，在進行復雜連貫的動作時，能夠快速精確有效自動完成工作。

4.2 應用前景的描述

目前工業機器人在汽車制造業中的使用比例較高，可達61%。（1）點焊作業，據研究統計數據顯示，每輛汽車車身上的焊接點大約有4000 個。應用點焊機器人的優點主要為在處理安裝面積小、作業環境寬闊、焊接火花高溫的工作時，人力不能對其進行良好的處理，而機器人能夠完成，從而提高焊接速度與質量；（2）裝配工作，汽車零配件的裝配過程中，裝配機器人能夠大大提高工作效率，大大降低人工的勞動強度。（3）噴涂工作，噴涂機器人能夠在大空間內進行復雜的軌跡，也可以進行靈活的小孔插入內部行為。在完成車體表面的噴漆工作中，機器人能夠提高噴涂質量與材料的使用效率，并且有利于操作和維護；（4）弧焊工作，弧焊機器人能夠在有熔化極焊接工作于非熔化極焊接工作兩種類型中進行工作，并且可以完成自動化的送絲，能夠對焊接進行保護性工作，大大提高焊接的穩定性與效率。

五、吉利汽車智能制造案例

為保證產品質量、提高作業效率、降低員工勞動強度和提高職業健康水平，吉利汽車公司在新工廠規劃建設或已建工廠技術改造中大力采用自動化裝備和智能制造技術，不斷提高汽車制造的自動化、智能化水平。下面以新能源汽車工廠為例，分別介紹焊裝、涂裝和總裝車間的智能制造技術應用。

5.1.焊裝工藝

全線采用包括點焊、弧焊、包邊機器人，實現全自動化、無人化白車身生產。配置柔性高速臺車，可實現4平臺6車型柔性共線生產，其自動化程度居國內汽車行業領先水平。全數字化的設計和虛擬仿真技術的應用也大大縮短了該生產線的設計、制造、安裝調試的周期。以前往往需要大半年時間，而該焊裝生產線的安裝調試只用了一個多月的就實現了全部連線投產，大大提高了一次成功率。

5.2.涂裝工藝

第三工廠涂裝車間是國內自主品牌第一條綠色涂裝工廠。全過程的數字化仿真模擬，合理的工業流程和裝備布局，使物流和設備高效銜接。

（1）高節拍、高柔性、高自動化的前處理電泳輸送設備。擺桿鏈生產線節拍50s/臺，屬國內節拍最高，全自動控制，可實現多平臺車型高柔性化生產，先進的控制系統可隨時跟蹤車身位置及狀態，保證車身內外腔最佳的電泳效果。（2）自動噴涂機器人。采用自動擦凈機器人、噴涂機器人和旋杯噴涂機器人，自動化效率及品質大幅提升。（3）涂膠機器人。采用免遮蔽涂膠機器人，大幅度提高自動化效率和產品品質，降低工人勞動強度。

5.3.總裝工藝

在總裝車間的整個輸送系統，包括動力總成轉接系統、AGV系統、輪胎裝配系統等都可以應用自動化。AGV自動導航系統配送動力總成及SPS，使生產現場行云流水；輪胎、風窗玻璃機器人涂膠和安裝輔助系統使員工操作得心應手。在關鍵的工序環節，特別有扭矩要求的電控設備、在線數據檢測設備，均是自動采集數據。總裝真正的技術在信息化為基礎，在多品種、大批量生產模式下，要有高效、先進的管理信息系統，包括ERP、MES、質量管理系統以及供應商管理系統等使得計劃科學、物料配送精準，實現了整個生產過程管理的精益、有序。采用先進的EOL診斷系統和現場數據采集系統，實現了全部關鍵工位數據的自動采集和存儲，確保整車產品質量處于受控狀態并可追溯。第三工廠物料配送采用先進的SPS+防錯系統，使員工專注于裝配質量本身，提高裝配效率，保證整車裝配質量。

六、結束語

當前，我國的汽車業發展迅速，而工業機器人的應用也越來越廣泛，而其發展趨勢主要為：研發各類新型結構機器人，應用于不同的領域中，加強機器人多關節與自由度的開發，提高操作的準確性和精確度，減輕重量與占用的空間，并對機器人的各個部件進行標準化與模塊化的調整，進行各種模式識別與狀態檢測裝置，提供其可控性。南充汽車銷售維修企業和汽車汽配生產企業技術人才都很短缺。每年員工需求量為1000多人，作為本地高職學院，應加大汽車后市場和汽車制造人才的培養，引導學生為南充本地企業服務，為本地大量培養高技能人才，是我們辦學的責任和義務。結合“成渝城市群發展規劃”和“南充155發展戰略構想”，依靠重慶華數機器人有限公司等企業參與，向智能制造、工業機器人、工廠自動化生產線方向培養人才，在學院建立機器人及智能制造培訓中心，打造職業院校工業機器人及智能制造培訓高地，使我院成為川東北工業機器人及智能制造中心，為川渝城市群經濟發展培養人才做出貢獻。

【參考文獻】

[1] 楊帆、潘云峰、楊斌 . 淺談機器人在汽車智能制造中的應用[J]. 信息記錄材料，2017（9）

[2] 李世航. 智能制造在汽車行業的應用與展望[J].汽車工藝師.2015（9）