自動(dòng)化技術(shù)在汽車制造行業(yè)中的應(yīng)用探討

王磊

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的顯著改善，汽車早已成為人們?nèi)粘Ｉ畛鲂胁豢商娲囊环N交通工具。為了滿足人們對(duì)汽車數(shù)量的需求，再加上現(xiàn)代科技的進(jìn)步加快了信息技術(shù)的發(fā)展步伐，自動(dòng)化技術(shù)逐漸在汽車制造領(lǐng)域中得到了廣泛地應(yīng)用，幫助汽車制造企業(yè)改善了汽車生產(chǎn)和加工過(guò)程，提高了汽車制造的流程效率，進(jìn)而幫助汽車制造企業(yè)獲得了高額的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。本文將從低成本自動(dòng)化的理念發(fā)展和最新應(yīng)用推廣方面入手，為讀者介紹。希望可以對(duì)大家今后在生產(chǎn)線邊問(wèn)題解決和效率提升方面有新的啟迪和幫助。

關(guān)鍵詞：低成本自動(dòng)化，生產(chǎn)線改造，成本控制，

前言

當(dāng)今世界，新能源汽車的優(yōu)勢(shì)前景日漸明朗，其市場(chǎng)也是日漸擴(kuò)大，對(duì)傳統(tǒng)燃油車市場(chǎng)的擠壓日甚一日。全球各大汽車巨頭在積極轉(zhuǎn)型發(fā)展新能源汽車的同時(shí)，對(duì)傳統(tǒng)燃油車制造成本的控制也更加強(qiáng)烈。絕大部分廠家不會(huì)再為燃油車的新車型傾盡全力建新生產(chǎn)線，而是更加注重對(duì)老舊生產(chǎn)線的改造，提升生產(chǎn)線的兼容性。保證近些年燃油車銷售盈利的前提下，積蓄力量發(fā)展推進(jìn)新能源汽車的研發(fā)和制造。

低成本自動(dòng)化的設(shè)計(jì)理念是利用簡(jiǎn)單常見(jiàn)的機(jī)械原理甚至是樸素的物理原理，去針對(duì)性的解決生產(chǎn)線邊的常見(jiàn)問(wèn)題。它的優(yōu)點(diǎn)是一次性成本投入少，簡(jiǎn)單實(shí)用，維護(hù)成本低。使用周期過(guò)后改造空間大，難度低。即使完全舍棄不用，也不會(huì)造成巨大浪費(fèi)。

一、低成本自動(dòng)化的理念發(fā)展

低成本自動(dòng)化（LCA）起源于第一次工業(yè)革命，最初稱之為“簡(jiǎn)易自動(dòng)化”。第二次世界大戰(zhàn)以后，由于恢復(fù)工業(yè)的需要，開(kāi)始大量采用由繼電器組成的簡(jiǎn)易自動(dòng)控制裝置。20世紀(jì)五六十年代，出現(xiàn)了采用無(wú)觸點(diǎn)邏輯控制器、反饋控制器或是兩者結(jié)合的低成本自動(dòng)化系統(tǒng);在20世紀(jì)70年代曾對(duì)低成本自動(dòng)化定義為：應(yīng)用機(jī)械、氣動(dòng)、液動(dòng)、電氣、電子和光電子等技術(shù)手段，造出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用方便、質(zhì)量好、見(jiàn)效快的自動(dòng)裝置或系統(tǒng)，以適應(yīng)眾多中小型工業(yè)企業(yè)的需要。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，由于微型機(jī)的普及推廣，出現(xiàn)以單板機(jī)、單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)等為核心的新型低成本自動(dòng)化系統(tǒng)。此時(shí)，通常的自動(dòng)化系統(tǒng)，是由順序控制器、反饋控制器、可編程序控制器（PLC）、DCS或微型機(jī)、局域網(wǎng)、服務(wù)器、工作站等配以檢測(cè)開(kāi)關(guān)、傳感器或執(zhí)行器等組成各種高性能價(jià)格比的LCA系統(tǒng)。LCA系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于冶金、化工、機(jī)械制造、紡織、出版印刷、采礦、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、建筑、商業(yè)和運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)，取得了明顯效益。

二、自動(dòng)化技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1修無(wú)需人工操作復(fù)與調(diào)整控制系統(tǒng)

自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的不同需求來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)試，最終生產(chǎn)處需要的產(chǎn)品。利用自動(dòng)化技術(shù)也能實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的修復(fù)與調(diào)整，修復(fù)調(diào)整的過(guò)程不需要拆除設(shè)備。自動(dòng)化設(shè)備一般都具有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的功能，操作人員只需要定期維護(hù)設(shè)備就可以解決設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中存在的問(wèn)題，這在很大程度上節(jié)約了人力物力。另外，自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的生產(chǎn)設(shè)備早已提前設(shè)定，在生產(chǎn)制造過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)和運(yùn)轉(zhuǎn)，并且隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷研究和更新，一部分制造設(shè)備已經(jīng)能夠自動(dòng)調(diào)整數(shù)據(jù)，從而進(jìn)一步提升了汽車制造的自動(dòng)化水平。

2.2自動(dòng)加工與控制制造設(shè)備

在汽車制造領(lǐng)域中，已經(jīng)通過(guò)制造設(shè)備實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品的自動(dòng)加工與控制。同傳統(tǒng)制 造模式中使用的制造設(shè)備相比較，自動(dòng)化制造設(shè)備具有更多顯著的優(yōu)勢(shì)，在生產(chǎn)制造過(guò)程中不僅提高了產(chǎn)品加工的精度，而且改善了制造設(shè)備的控制能力。自動(dòng)化制造設(shè)備可以在生產(chǎn)者意愿的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定程度的擴(kuò)展，有利于提升產(chǎn)品的性能，同時(shí)也降低了制造過(guò)程中由于操作人員失誤而引發(fā)問(wèn)題的可能性。除此之外，應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)保障了汽車制造過(guò)程中安全性能，例如，一旦制造設(shè)備發(fā)生故障，自動(dòng)化技術(shù)就會(huì)立即切斷電路并發(fā)出警報(bào)，有效避免了工人的生命安全受到威脅，并且也避免了生產(chǎn)制造設(shè)備出現(xiàn)更大的損壞。

2.3 自動(dòng)加工與控制制造設(shè)備

與過(guò)去生產(chǎn)汽車的機(jī)床儀器相比，可以明顯發(fā)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的零部件擁有更好的質(zhì)量保證，既可以提升產(chǎn)品的精密程度，還可以更加完美的控制機(jī)床儀器生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程。一個(gè)安裝了自動(dòng)化技術(shù)的生產(chǎn)設(shè)備可以根據(jù)“自己想法“在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行產(chǎn)品的調(diào)控，大大保障了制造出的產(chǎn)品質(zhì)量，也從另一個(gè)角度減少了工作人員的操作錯(cuò)誤空間。而且自動(dòng)化技術(shù)在一定程度上也提高了生產(chǎn)環(huán)境的安全性，操作人員的受傷機(jī)會(huì)也被控制到很低，儀器運(yùn)行故障也會(huì)被排除解決。

2.3 提升生產(chǎn)效率，減少勞動(dòng)力的投入

自動(dòng)化技術(shù)融入于汽車制造業(yè)，可以解釋為是把之前汽車制造中需要人工親自操作的工作被智能的儀器設(shè)備所代替，自動(dòng)化模式已經(jīng)被很多生產(chǎn)制造企業(yè)所接受。可以有效的提高生產(chǎn)效率，減少勞動(dòng)力投入，降低了生產(chǎn)過(guò)程中人為因素帶來(lái)的影響，而且勞動(dòng)力的減少也降低了人力資源管理的成本，同時(shí)提高了經(jīng)濟(jì)收益。

三、生產(chǎn)線改造

3.1淋雨線汽車鑰匙遠(yuǎn)距離傳輸方案

國(guó)內(nèi)某汽車主機(jī)廠總裝車間淋雨線旁邊的汽車鑰匙傳輸系統(tǒng)就是自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的低成本自動(dòng)化的典型范例。同時(shí)也是典型的Karakuri概念應(yīng)用，全部裝置沒(méi)有用到任何電氣，完全利用物體自身重力和斜面進(jìn)行傳輸，結(jié)構(gòu)一目了然，功能穩(wěn)定可靠，故障率幾乎可以忽略不計(jì)。

汽車淋雨線用于車輛的漏雨檢測(cè)，在車輛進(jìn)入線體時(shí)必須將車鑰匙取出放到淋雨線線首，車輛經(jīng)過(guò)淋雨線淋雨完成后，操作工人需要返回線首取車鑰匙啟動(dòng)車輛進(jìn)行下一道工序的檢測(cè)。淋雨線的每個(gè)工位6米，單班11個(gè)小時(shí)，生產(chǎn)節(jié)拍46輛每小時(shí)，完成每輛車每個(gè)操作工需要移動(dòng)單程至少約20米，照此計(jì)算每個(gè)工人每天勞動(dòng)時(shí)間內(nèi)至少需要多移動(dòng)20240米，每天重復(fù)往返拿取鑰匙造成了極大的走動(dòng)浪費(fèi)。

為降低淋雨線的非增值時(shí)間，消除走動(dòng)浪費(fèi)，利用Karakuri的物體自身重力和斜面?zhèn)鬏數(shù)母拍睿诹苡昃€線首至線尾搭設(shè)料架，往返共計(jì)2條圓形滾球輸送通道。當(dāng)車輛到達(dá)線首時(shí)，操作工人將車鑰匙放置圓球內(nèi)，圓球在斜面的軌道上自動(dòng)滾向線尾，待車輛淋雨檢測(cè)結(jié)束后操作工人快捷方便的從已經(jīng)到位的圓球拿取車鑰匙繼續(xù)下一道工序檢測(cè)。避免了操作工人往返取鑰匙的走動(dòng)浪費(fèi)，消除了非增值時(shí)間，正式這套低成本自動(dòng)化的簡(jiǎn)易裝置利用非增值時(shí)間創(chuàng)造出“增值”的直接效益。

3.2內(nèi)飾線裝配隨動(dòng)踏板方案

國(guó)內(nèi)某汽車主機(jī)廠前驅(qū)車車間內(nèi)飾二線線首裝配車輛裝飾亮條及其他外飾件，由于車身高度問(wèn)題，操作工人需要在固定踏臺(tái)上完成安裝作業(yè)。但是由于踏臺(tái)是固定不動(dòng)的，操作工人需要往復(fù)取件5次才能安裝完本工位的工作量。反復(fù)走動(dòng)造成了極大的走動(dòng)浪費(fèi)，且需要2人同時(shí)作業(yè)才能完成此工序. 經(jīng)過(guò)現(xiàn)地現(xiàn)物的實(shí)地考察，分析現(xiàn)場(chǎng)車輛運(yùn)行狀態(tài)及操作工人工工作量，結(jié)合低成本自動(dòng)化理念，設(shè)計(jì)出與生產(chǎn)線滑板隨行的隨動(dòng)踏板自動(dòng)安裝裝置。此項(xiàng)裝置當(dāng)操作工人拿完件后站到隨動(dòng)踏板上，隨動(dòng)踏板會(huì)自動(dòng)和生產(chǎn)線體隨行，減少了操作工人頻繁拿取件，并且可以優(yōu)化1名操作人員。操作工人操作完畢后，隨動(dòng)踏板自動(dòng)回到起始位準(zhǔn)備下一次循環(huán)開(kāi)始。

四、結(jié)束語(yǔ)

科技發(fā)展的速度越來(lái)越快，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，很大程度上減少了工作人員的日常工作量，同時(shí)也增強(qiáng)了汽車的使用性能，減少了汽車制造過(guò)程中所耗費(fèi)的資金。因此，汽車行業(yè)要想在未來(lái)得到更好的發(fā)展，需要在電氣自動(dòng)化技術(shù)上進(jìn)行提升，提升技術(shù)研發(fā)能力，從而推動(dòng)汽車制造業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

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