論智能化汽車生產線設計和實現

張繼輝

摘 要：在智能技術和經濟水平支撐下，智能生產帶來了人們的預計效益期望，成為工作生產角逐的重要手段。汽車作為日常生活必備品，是人們出行關鍵選擇之一。而作為汽車制造行業，如何在當前環境下，轉變生產方式，釋放勞動力，賦能產業智能效益，智能化生產模式必不可少。據此，本文特在智能生產汽車意義基礎上，以三個方面為角度，探究智能化汽車生產線設計和實現，望對相關人員的學習和工作有所啟發。

關鍵詞：汽車 生產 設計 智能 實現

On the Design and Realization of Intelligent Automobile Production Line

Zhang Jihui

Abstract：With the support of smart technology and economic level， smart production has brought peoples expected benefits and has become an important means of competition for work and production. As a daily necessities， cars are one of the key choices for people to travel. As for the automobile manufacturing industry， to transform production methods， release labor， and empower the industry with intelligent benefits under the current environment， an intelligent production model is essential. Based on this， this article explores the design and implementation of intelligent automobile production lines from three perspectives on the basis of the meaning of intelligent production of automobiles， hoping to inspire the learning and work of relevant personnel.

Key words：automobile， production， design， intelligence， realization

在工業4.0背景下，智能化生產成為制造業主題，成為新環境背景下新的競爭手段[1]。同時，在我國作為重要支柱之一的汽車行業，應當認清社會環境和市場環境，定位自身發展方向，轉變發展模式，開拓智能生產市場，角逐新發展方向，以為我國經濟和汽車發展奠定良好基礎。

1 智能生產于汽車生產意義

首先，在能源方面。智能技術的應用，一方面可較好識別生產資料，提升資源利用效率，從而降低能源的消耗[2]。另一方面可智能識別可回收資源，以在提升資源輸入效率的同時，帶來一定經濟效益;其二，發展手段上。盡管智能化發展在某些方面可能會在短時間影響人力資源的輸入，但在智能系統和設備支撐下，可衍生更多“生態”崗位，滿足日益增長的職位需求。其三，市場手段上。目前，全球各國都將智能作為國家戰略布局，以提升國家整體行業競爭力，以在國際上獲取更多話語權和經濟效益，因此，在汽車行業生產過程中，應以智能為基點，為汽車生產注入智能屬性，這樣既能滿足汽車市場行業客觀發展規律，又能適應當前社會發展環境，具有多重效益。

2 智能化汽車生產線的設計和實現

智能化生產主要依托于當前的信息技術和現代化設備，據此，特以信息構架、傳輸及智能檢測為方向，進行相應分析，具體情況如下：

2.1 搭建智能信息網絡構架

需構建現代化網絡系統，形成一體化運行系統，將生產線、物料輸入和輸出、各個車間以及倉庫等結合為一體，并以系統的邏輯分析，來控制生產質量和目標的實現。

2.1.1 物料供應和產量配置

首先，在信息傳遞系統上，以決策點為基點，構建匹配讀寫設備，數據庫收錄其中產生的數據，并對其進行相應跟蹤，如物料順序或數量。對于此處的物料，應用不同識別方式進行，如車頂，以相關機器人進行識別。同時此處利用數據庫的共享工具，可方便操作人員對系統生產狀態、報表及操作等的掌握。此外，此處的數據庫共享的設計范圍，主要為設備PMC系統、質量Andon系統以及車型識別系統;其次，依托于大數據相關技術，將PLC和以太網和數據庫結合在一起，以此匯總生產過此中的質量問題、故障問題、材料問題，同時還可以統計各個環境的生產時間;其三，其生產資料傳送上，運用Automated Guided Cart智能設備，由于其擁有光學或電磁等導航技術，可在沿規定線路運輸材料。整體系統如下圖所示：

2.1.2 運行過程中車輛信息的傳遞和讀取

首先，在車輛信息識別上，可采用RFID系統，其主要是由于該系統具有良好的射頻識別技術，可較好識別指定目標數據信息[3]，且目標對象和識別系統之間，不需要光學或或機械接觸;其次，在信息讀取上，需建立相應跟蹤系統，跟蹤車輛預先制訂的顏色、配置及車型等，并通過共享系統將跟蹤情況，傳送至下一個環節，如焊槍、機器人等，以促使其預先調整參數，進而提升作業效率。

2.2 傳送系統智能構建

傳送系統對于汽車生產而言至關重要，尤其是智能傳送的設計，不僅能優化傳輸時間，穩定車身尺寸，還能降低運輸沖擊力等。

2.2.1 系統方案分析

首先，在傳輸方式上，主要以高速滾床和GED Pallet為主，并設計三類滾床，即，滾床不帶升降可用于Pallet啟停等，其適用Pallet返回線、工位檢查等。滾床不升降可定位Pallet，其適用補焊工位等。滾床帶升降功能可精準定位Pallet，其適用vision工位等;其次，在系統編程上。一方面在硬件構成上，主要有傳感器、SEW比電機、位置編碼器板卡、動態制動電阻及PF755變頻器等。另一方面在接線和程序編寫上，對于前者而言，變頻器和電機編碼器相接，由變頻器控制信號的啟停，且此處電機抱閘的關閉或開啟由邏輯運行信號進行。對于后者而言，在設計編碼時，需注意：①應在規定的范圍內進行系統編碼，如Count UP應為0-5100，而Count Down則正好相反。②為保護滾床動作，需保證前后編碼數據互不影響。③注意進出車邏輯，以聯動為例，依托尺數變化200后，本工位進車，且出車同理。④需設定變頻器驅動模式，如操作人員依據參數，控制滾床速度和

運行。

2.2.2 快速切換工裝

主要以雙PLC為基點，以Y向為Fix stabilizer Block、Y向橫移軌道長、X向軌道內是坦克鏈、X向電機是編碼器控制等為機械構成[4]。同時此方式設計，可較好控制掃描時間。如GATE可在短時間內獲取生產信息，并在來車前在相應工位等待，在車輛就位后，便開始快速作業。

2.2.3 拓展機器人用途

首先，以工位為基點，設計更高密度的機器人。具體而言可利用空間層次的不同，進行空間工位的布局，如頂層、二層及底層等，以提升作業密度;其次，離線編程，利用發那科機電有限公司相關技術，嵌入編程軟件，以實現離線編程。若在實際生產時，出現生產質量差的問題，這時可在系統對相應質量差點，進行相應修改，并將其傳輸至對應環節的機器人，以促使其修改生產模式，進而避免停運生產線進行相應修改;其三，強化機器人功能和范圍，由于汽車生產包含多個工藝環節，如涂膠、弧焊、電焊及搬運等，且會涉及大量新設備如激光焊、輥邊及沖鉚等，因此需拓展機器人功能和范圍。

2.3 智能檢測設計

2.3.1 檢測車輛尺寸

檢測方式主要以VISION系統為主，其相較于人工檢測，其可100%檢測車間質量，且具有較好智能性。其原理主要為：利用激光測量車身數據，然后將測量數據進行匯總并對比分析，以保證車身具有良好的尺寸質量。此外，若在檢測過程中，發現某點位置數據超過設計尺寸，不僅可以為相關人員提供實時數據，還能精準定位故障點。

2.3.2 檢測車身表面缺陷

主要利用直觀視覺信息識別方式，識別其中的缺陷。其系統構成為：KVM切換器、顯示器、工控機、光源、相機及光電傳感器等組成。其原理主要為：利用工位攝像頭，對處于生產的車輛進行動態拍攝，且以標準照片為對照模板，以檢測生產質量問題，判斷各個生產環節是否存在缺陷和合格等。

2.3.3 追溯車輛信息

在普通的商品上加一個RFID電子標簽，標簽本身相當于一個商品的身份證，伴隨商品生產、流通、使用各個環節，在各個環節記錄商品各項信息。標簽具有唯一性;每個標簽具有唯一的標識信息，在生產過程中將標簽與商品信息綁定，在后續流通、使用過程中標簽都唯一代表了所對應的那一件商品。且該方式具有以下優勢：首先，具有較好的安全性;其次，無論任何銷售環節，其都具有良好的易驗證性;其三，其具有很長的保存周期。具體如圖2所示：

3 結語

綜上，汽車智能化生產于汽車整體行業而言，具有非常重要的意義和作用。因此，相關企業應對其予以相應重視，要及時填補自身技能不足，挖掘本企業潛能，以促使自身和汽車行業得到更好的發展。據此，本文提出三個方面建議，具有一定參考價值。

參考文獻：

[1]王柏村，薛塬，延建林，楊曉迎，周源.以人為本的智能制造：理念、技術與應用[J/OL].中國工程科學，2020（04）：1-8[2020-09-05].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.4421.G3.20200827.0943.030.html.

[2]王毅.智能立體小料存儲系統在汽車油封生產行業的應用[J].山西電子技術，2019（06）：28-30.

[3]吳文俊，孫洋，魏武，夏蕾，陳曉斌，陳小建，方鋒.一種汽車零配件生產線系統集成方案概述[J].科技與創新，2019（16）：22-23.

[4]林毅，劉云霞，李天博.智能制造環境下汽車生產企業審核關鍵技術研究[J].質量與認證，2019（07）：78-80.