淺談輕型商用車和乘用車高柔性智能制造的產(chǎn)線開發(fā)

摘 要：從智能制造理論出發(fā)，沿著“基礎(chǔ)理論—關(guān)鍵技術(shù)—產(chǎn)品應(yīng)用”的路線，通過“自主開發(fā)輕型商用車柔性生產(chǎn)技術(shù)”課題的研究，實(shí)現(xiàn)了輕型商用車和乘用車的柔性高品質(zhì)生產(chǎn)，解決了輕型商用車和乘用車混線生產(chǎn)時(shí)智能制造過程自動化水平低、柔性不足、多車型混線排產(chǎn)等技術(shù)難題。

關(guān)鍵詞：商用車；乘用車；柔性制造；智能制造

商用車高柔性化的輕型商用車智能制造產(chǎn)線的研發(fā)，是當(dāng)前國內(nèi)外商用車企業(yè)的重大需求，這樣的產(chǎn)線建設(shè)周期長、運(yùn)行成本高，其行業(yè)發(fā)展趨勢為綠色、智能、高效、節(jié)能以及環(huán)保。產(chǎn)品線的高柔性，能滿足客戶定制化需求。對于產(chǎn)品較為豐富的車企，乘用車和商用車會建立不同的生產(chǎn)線，便于生產(chǎn)組織和管理， 降低運(yùn)營成本，但投資生產(chǎn)線成本非常高，且當(dāng)設(shè)備開動率較低時(shí)，運(yùn)營成本又會很高，直接影響車企的投資成本和運(yùn)行成本。這是各大車企亟待攻克的核心技術(shù)瓶頸。這使得現(xiàn)階段在開發(fā)輕型商用車和乘用車產(chǎn)線研發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)面臨重大挑戰(zhàn)：如何實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)，不同車型智能共線生產(chǎn)，車型智能切換控制，不同車型做到精準(zhǔn)智能防錯(cuò)。

總體規(guī)劃及思路

本項(xiàng)目從智能制造理論出發(fā)，沿著“基礎(chǔ)理論—關(guān)鍵技術(shù)—產(chǎn)品應(yīng)用”的路線，通過“自主開發(fā)輕型商用車柔性生產(chǎn)技術(shù)”課題的研究，實(shí)現(xiàn)了輕型商用車和乘用車的柔性高品質(zhì)生產(chǎn)，解決了輕型商用車和乘用車混線生產(chǎn)時(shí)智能制造過程自動化水平低、柔性不足、多車型混線排產(chǎn)等技術(shù)難題，同時(shí)，通過以上創(chuàng)新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了輕型商用車和乘用車智能制造產(chǎn)線投資最小化，效率最大化，解決了二百多種的車型共線生產(chǎn)的產(chǎn)線研發(fā)技術(shù)難題，領(lǐng)先國內(nèi)外產(chǎn)線制造水平，并將該技術(shù)應(yīng)用推廣在江鈴汽車輕型商用車三大車系19種基礎(chǔ)車型，二百余種變種車型以及乘用車六大車系的產(chǎn)線研發(fā)上。

高柔性涂裝專用輸送系統(tǒng)

全行業(yè)首創(chuàng)高柔性涂裝專用輸送系統(tǒng)，針對輕型貨車產(chǎn)品顏色多、車型多，組掛困難問題，通過自主設(shè)計(jì)輕型貨車多功能托盤（見圖1），生產(chǎn)輕型貨車時(shí)，輕型貨車放置該托盤上（見圖2），托盤支撐設(shè)計(jì)可拆卸形式，兼容28種車型，還可以繼續(xù)增加車型；同時(shí)，托盤可兼容立庫滑橇、涂裝底漆滑橇、面漆滑橇。

全自動可變節(jié)距自動切換滑橇

全行業(yè)首創(chuàng)一種柔性分合滑橇，包括一個(gè)或兩個(gè)以上的滑橇單元和分合機(jī)構(gòu)，所述分合機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述滑橇單元上，首尾連接兩個(gè)所述滑橇單元，用于根據(jù)不同的生產(chǎn)需求將兩個(gè)或兩個(gè)以上所述滑橇單元組合為整體，或者將兩個(gè)及兩個(gè)以上組合在一起的滑橇單元拆分成獨(dú)立的滑橇單元，所述分合機(jī)構(gòu)包括公頭、母頭以及插銷，所述公頭設(shè)置在滑橇單元的一端，母頭設(shè)置在滑橇單元的另一端，公頭與母頭位置相對應(yīng)，公頭與母頭之間設(shè)置有用于固定所述公頭與所述母頭的插銷，本柔性分合滑橇（見圖3）可以將每個(gè)滑橇作為獨(dú)立的單元，也可以根據(jù)生產(chǎn)車型的不同進(jìn)行獨(dú)立滑橇單元的組合，實(shí)現(xiàn)不同大小的多車型共線生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)成本。針對輕型貨車與SUV節(jié)距不一致問題，自主設(shè)計(jì)輸送滑橇，把SUV用5.4m的長滑橇改進(jìn)成兩個(gè)2.7m的短滑橇，如圖4所示，生產(chǎn)輕型貨車時(shí)使用短滑橇，生產(chǎn)SUV時(shí)，兩個(gè)短滑橇合并成一個(gè)長滑橇，且可智能編組，滿足SUV與輕型貨車所有車型所有顏色隨機(jī)生產(chǎn)，達(dá)成撬體共用目標(biāo)。

可自動分合橇機(jī)構(gòu)

針對面漆滑橇需要分合問題（見圖5），自主設(shè)計(jì)了可自動分合橇機(jī)構(gòu)（見圖6），生產(chǎn)長軸距SUV時(shí)，自動合橇，生產(chǎn)短軸距輕型貨車時(shí)，自動分橇；同時(shí)實(shí)現(xiàn)了同一掛輕型貨車在底漆和面漆過程節(jié)距自動可變，車型顏色排產(chǎn)完全自由。

機(jī)器人自動噴涂

針對短軸距車型和長軸距車型在同一噴漆室實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動噴涂問題，利用自動分合滑橇技術(shù)，實(shí)現(xiàn)長軸距SUV和短軸距輕型貨車能同時(shí)在一條機(jī)器人自動噴涂線，如圖7所示，并通過離線模擬自主設(shè)計(jì)機(jī)器人仿形軌跡，且首次實(shí)現(xiàn)輕型貨車內(nèi)表面首次采用機(jī)器人噴涂。

多車型共線烘干

針對多車型共線烘干問題：發(fā)明一種適應(yīng)柔性化生產(chǎn)的烘干室體，包括烘干室體本體，烘干室體本體的相對的兩個(gè)側(cè)部以及底部的外側(cè)設(shè)有送風(fēng)通道、頂部設(shè)有排風(fēng)口；送風(fēng)通道分隔成多個(gè)獨(dú)立的送風(fēng)通道，每個(gè)所述送風(fēng)通道連接獨(dú)立的送風(fēng)管路，每個(gè)所述送風(fēng)管路上設(shè)有控制閥，烘干室體本體相對的兩個(gè)側(cè)部以及底部上設(shè)有送風(fēng)噴嘴，每個(gè)送風(fēng)通道對應(yīng)至少一層所述送風(fēng)噴嘴，送風(fēng)管路連接至總送風(fēng)管。本發(fā)明在保證烘干效果的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)按需求供應(yīng)風(fēng)量，節(jié)能效果明顯；可應(yīng)對不同烘干需求，通過切換噴嘴送風(fēng)，避免不必要的多余能耗；對于低產(chǎn)量的生產(chǎn)線，可以實(shí)現(xiàn)一物多用，集電泳烘干、膠烘干、面漆烘干功能于一體，減少設(shè)備投資。

智能視覺識別

為了提高不同輕型貨車車型在交接位與中間托盤支腿匹配的準(zhǔn)確性，創(chuàng)新通過視覺系統(tǒng)與車體信息進(jìn)行自動識別檢測（見圖8），檢測原理為根據(jù)托盤支腿高度、外型及顏色的差別找出各自的特征點(diǎn)，并建立模型，在檢測比對中會設(shè)定一個(gè)數(shù)值，當(dāng)檢測結(jié)果在設(shè)定數(shù)值范圍內(nèi)則為安裝正確，正常放行；若結(jié)果超出設(shè)定范圍，則檢測失敗并報(bào)警提醒人工干預(yù)，提高了轉(zhuǎn)接的可靠性。通過視覺系統(tǒng)與車體信息進(jìn)行自動識別檢測，同時(shí)報(bào)警人工干預(yù)。為了提高28種輕型貨車車型在交接位與中間托盤8種支腿匹配（排列組合）的準(zhǔn)確性，創(chuàng)新使用視覺系統(tǒng)與車體信息進(jìn)行自動識別檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)預(yù)警處理，大大減少了誤差。提升了工作效率。

結(jié)語

1） 推動行業(yè)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步。近年來，汽車行業(yè)飛速發(fā)展，但是許多整車制造產(chǎn)線的開發(fā)所需的核心技術(shù)仍受制于國外，提升車企產(chǎn)品自主研發(fā)能力及掌握智能制造產(chǎn)線開發(fā)的核心技術(shù)對科技強(qiáng)國具有重要的意義。本項(xiàng)目突破高柔性化輕型商用車和乘用車混線生產(chǎn)智能制造產(chǎn)線開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，提升汽車智能制造自主正向開發(fā)能力，掌握了先進(jìn)高柔性化的汽車智能制造開發(fā)的核心技術(shù)，徹底突破了傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)、逆向設(shè)計(jì)和委外設(shè)計(jì)的被動局面，引領(lǐng)并顯著促進(jìn)了我國整車智能制造高柔性化正向開發(fā)設(shè)計(jì)的行業(yè)科技進(jìn)步。

2）縮短項(xiàng)目開發(fā)周期。利用高柔性化汽車智能制造開發(fā)技術(shù)，可自主控制整車產(chǎn)線開發(fā)周期，避免了委外設(shè)計(jì)周期長及商務(wù)流程多的影響。在先進(jìn)的智能制造技術(shù)的支持下，具備在輕型商用車產(chǎn)線開發(fā)早期優(yōu)選設(shè)計(jì)方案，保證產(chǎn)線設(shè)計(jì)穩(wěn)健性及可靠性的能力，減少后期產(chǎn)線驗(yàn)證周期。研發(fā)成果將輕型商用車產(chǎn)線開發(fā)周期縮短了10個(gè)月，助力輕型商用車產(chǎn)線開發(fā)周期縮短為7個(gè)月，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。

3）貢獻(xiàn)國家雙碳戰(zhàn)略。高柔性化智能制造產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)支撐整車工廠能耗和VOC排放均下降50%，節(jié)能減排效果顯著，助力國家“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。有利于持續(xù)增強(qiáng)我國汽車行業(yè)智能制造的國際競爭力，引導(dǎo)企業(yè)綠色低碳發(fā)展，節(jié)能減排，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的國內(nèi)/國際雙循環(huán)，助力我國制造業(yè)強(qiáng)國夢。同時(shí)項(xiàng)目研究將培養(yǎng)一批智能制造設(shè)計(jì)開發(fā)專業(yè)人才，為我國汽車行業(yè)智能制造發(fā)展提供人才支持。