基于新能源汽車整車制造全流程交互系統研究

韓偉 郭隆健 劉金國

摘要：伴隨國內工業技術持續發展，近年相關企業在新能源汽車領域亦著手布局研究，并已經取得初步發展效果。在國家政策引領下，推動新能源整車制造全流程交互系統研究，是契合國家打造制造強國發展戰略的重要路徑。由此，對整車制造全流程交互系統進行研究，并對多種工業通訊協議聯通、多系統間的數據信息交互、加設控制算法深入探討，以期實現新能源汽車制造流程智能化、科學化。

關鍵詞：新能源汽車;整車制造;全流程;交互系統

中圖分類號：TB472?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）04-0047-01

Abstract：With the continuous development of domestic industrial technology， in recent years， relevant enterprises in the field of new energy vehicles also began to layout research， and has achieved preliminary development results. Under the guidance of national policies， promoting the research on the whole process of new energy vehicle manufacturing interaction system is an important path in line with the national development strategy of building a manufacturing power. Therefore， the whole process of vehicle manufacturing interaction system is studied， and a variety of industrial communication protocol connectivity， data and information interaction between multiple systems， and the addition of control algorithms are deeply discussed， in order to achieve intelligent and scientific manufacturing process of new energy vehicles.

Key words：new energy vehicle;Vehicle manufacturing;The whole process;Interactive systems

1 研究背景

2015年5月國務院正式簽批《中國制造2025》行動綱領，這是國家首次對制造強國戰略加持頂層設計，亦是國家制造產業革命發展重要里程碑。綱領對制造業十大領域作出發展指導，指示推動核心軟件研發、工業互聯網技術、智能制造關鍵技術等多方集成應用，繼而推動零件供應商、設備加工商、零售商一體化產業鏈，促進產業集群的同時，促動產業化發展。近年在新能源汽車廣泛普及背景下，其制造技術不斷提升，但是相對發達國家而言，國內新能源汽車在整車制造方面仍然面臨生產效率偏低、整車質量較差等問題?；诖?，文章對整車制造全流程交互系統進行研究，希冀深化制造技術與先進網絡技術融合，提升國內新能源汽車的生產效率及整車質量。

2 新能源汽車整車制造全流程交互系統設計

2.1整體交互系統研究。本研究中交互系統共分為5大基礎功能板塊，主要包括設備管控、車身跟蹤、質量考察、能源管理、可視化等。其中設備管控主要包括零件加工廠內傳送線以及組裝設備進行故障檢測并報警，對其他工藝設別實施運行分析及對應制造材料消耗監控。車身跟蹤即是對整車流水線進行監督，進一步使用PBS存儲線實施入道、出道順序調整。質量考察即是在整車制造過程當中對關鍵工藝進行數據采集，例如環境濕度、擰緊機力矩以及電檢參數、涂膠量等和車身VIN綁定，進而指導生產質量不斷提升。能源管理板塊是通過對變電站、空壓站實施監控，對生產車間每輛車生產能耗、每日生產能耗進行統計梳理，繼而在生產車間中高峰用電時期，調整光伏儲能系統釋放電力。而最后的可視化板塊則是對前四個基礎板塊進行可視化監督，保證監控過程的準確性。

2.2全流程交互系統技術實現。在互聯網技術支持下，全流程交互系統已經初步實現可視化監控，當前在全流程交互系統技術實現當中主要 應用技術如下：一是新型車身跟蹤系統。主要應會用新型互聯網技術采集對應信號，通過使用隊列算法計算處于流水線上生產車輛與實際工位互相對應。二是全流程在線分布監測。采用互聯網傳感器檢測，實時監測全流程生產線中的關鍵要素，包括生產能耗、激光自動焊接等工藝過程可視化監控。三是制造工藝參數關聯車身監控。通過工藝流程參數與車輛VIN信息采取技術關聯，用以實現參數追溯及支持制造過程質量控制。四是大數據技術記錄參數。使用ProfiNET網絡及電腦磁盤等主要設備，對車輛輪胎、大燈、淋雨、車輛加注等數據進行數據分析，進而實現在線監測記錄。

3 新能源汽車整車制造全流程交互系統研究

3.1多種工業通訊協議聯通。新能源汽車在制造過程中涉及到多種制造設備，而設備間的通信協議具有較多種類，主要包括OPC、S7、FINS、MODBUS等多種通訊協議。協議間的不通聯造成設備間數據通訊困難較大，繼而促使產業流水線間產生數據斷層。因此，依據加載多種通訊協議驅動，促使不同設備間的信息通訊更加順利。由此，將交互系統打造成為不同協議間的互聯互通交流平臺，促使工藝設備間的信息完成信息集成。

3.2多系統間的數據信息交互。整體新能源汽車整車制造全流程交互系統中采用多任務系統結構，具體包含設備管控系統、車身跟蹤系統、質量考察系統、能源管理系統、可視化系統等。并通過智能一體化平臺實現多系統信息共享。繼而實現多系統同時運作、同時執行任務。并且在數據傳輸、分析處理以及交換存儲等多個角度，有效提升數據交互頻率，充分發揮多個子系統的協作運算。

3.3加設底層復雜控制算法。傳統系能源汽車底層算法多數采用PLC控制算法，可以初步實現邏輯計算、PID核算以及生產順序控制等操作指令。然而PLC算法在新能源汽車整車制造全流程交互系統中并不完善，尚不能滿足實時CPK計算、質量預估、故障判斷以及系統可視化等復雜算法，在本系統服務器設置下，可以實現在采集數據的同時，進行復雜控制運算，并將結果傳輸至顯示器記錄存儲，極大程度上彌補底層控制運算能力較差的情況，增加新能源汽車生產控制的靈活性與多維性。

4 結語

通過對新能源汽車整車制造全流程交互系統設計實施，實現整車裝配、質量檢驗、物流運輸等多個方面在線實時監測，并運用可視化強化監測準確性。通過大數據、網絡技術的應用，對新能源汽車生產工藝流程以裝配流程進行優化，促使生產效率更快、質量更加強勁、運行更加平穩，亦是提質增速的有效策略。對于新能源汽車發展乃至整個生產制造業發展均具有重要現實意義，可以促進整個產業發展提升至另一個臺階。

參考文獻：

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[2]王宏起，汪英華，武建龍，等.新能源汽車創新生態系統演進機理基于比亞迪新能源汽車的案例研究[J].中國軟科學，2016（04）：81-94.

作者簡介：韓偉（1983.6-），男，山東省濟南市人，山東大學本科，山東電子職業技術學院講師，研究方向：汽車工程及汽車電子。