北汽福田汽車股份有限公司 任起龍

我國(guó)汽車制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展

北汽福田汽車股份有限公司 任起龍

任起龍，獲北京科技大學(xué)、加拿大溫莎大學(xué)等5個(gè)研究生學(xué)位，具有福特汽車、萬國(guó)卡車、通用電器等北美三個(gè)世界五百?gòu)?qiáng)企業(yè)和國(guó)內(nèi)福田汽車及濰柴動(dòng)力兩個(gè)知名企業(yè)經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)為北汽福田汽車生產(chǎn)力研究專家、特級(jí)總師。有非常過硬的企業(yè)戰(zhàn)略與管理、產(chǎn)品規(guī)劃與管理、技術(shù)規(guī)劃與管理的能力與經(jīng)驗(yàn)，具有較強(qiáng)的汽車行業(yè)與客戶需求研究、企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理、汽車NVH、汽車材料應(yīng)用、整車性能匹配、全面預(yù)算管理、投資收益分析、成本規(guī)劃與管理等能力和經(jīng)驗(yàn)。

我國(guó)汽車行業(yè)經(jīng)過近二十年的快速發(fā)展，其制造和銷售規(guī)模迅速擴(kuò)大，現(xiàn)在我國(guó)已經(jīng)成為了全球汽車制造和消費(fèi)大國(guó)。隨著我國(guó)汽車客戶對(duì)整車質(zhì)量的要求越來越高，整車企業(yè)對(duì)制造效率提高和整車質(zhì)量提高的要求越來越強(qiáng)，企業(yè)人工成本壓力越來越大，這些不斷增長(zhǎng)的要求促使許多國(guó)內(nèi)汽車制造企業(yè)紛紛在其制造線上使用了機(jī)器人、監(jiān)控系統(tǒng)等先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備。同人力手工操作相比，汽車制造自動(dòng)化系統(tǒng)可以承受更高強(qiáng)度、更高難度的整車制造勞動(dòng)，能夠執(zhí)行更高精確度的工作。我國(guó)汽車制造業(yè)未來定將緊跟汽車強(qiáng)國(guó)步伐，不斷深化自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。此外，我國(guó)汽車制造企業(yè)為了擴(kuò)大品牌占有率和汽車銷售，不斷對(duì)原有廠房或生產(chǎn)線進(jìn)行擴(kuò)建改造，同時(shí)，由于汽車制造廠家的建設(shè)新廠、改造升級(jí)舊廠，帶動(dòng)了相關(guān)零部件廠商間的競(jìng)爭(zhēng)，促使零部件廠商為了擴(kuò)大制造而采取相應(yīng)措施，因此，需要越來越先進(jìn)的自動(dòng)化制造設(shè)備和系統(tǒng)來擴(kuò)大自己的制造規(guī)模、增進(jìn)效率、降低成本。

在整個(gè)汽車行業(yè)發(fā)展過程中，自動(dòng)化制造是循序漸進(jìn)的，汽車制造業(yè)在今后必將成為我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備的主力市場(chǎng)之一。

1 我國(guó)汽車制造自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力及其解決方案的要求

汽車行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用來源于以下四方面動(dòng)力：

（1）適應(yīng)提高勞動(dòng)制造率的要求：越來越高的勞動(dòng)制造率要求，減少的人工需要用自動(dòng)化設(shè)備替代；

（2）汽車本身性能提升的要求：汽車產(chǎn)品技術(shù)的日新月異，越來越朝智能化、舒適化發(fā)展，這就要求制造和測(cè)試汽車的設(shè)備也更加智能化和自動(dòng)化；

（3）客戶對(duì)汽車品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提升要求：汽車行業(yè)對(duì)汽車品質(zhì)的安全性、制造質(zhì)量、環(huán)境要求越來越高，也催生了設(shè)備自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)和制造技術(shù)的提升；

（4）降低制造成本的需求：由于汽車產(chǎn)能的快速發(fā)展，各廠紛紛擴(kuò)大產(chǎn)能，使現(xiàn)有產(chǎn)能出現(xiàn)過剩，人工成本壓力也隨之迅速提升。因此，汽車制造企業(yè)要提升競(jìng)爭(zhēng)力，必須盡量降低制造成本。而降低成本的重要途徑之一，就是提升制造效率，攤薄制造成本，這也同時(shí)拉動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展。

隨著汽車客戶需求越來越高及汽車行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，汽車制造自動(dòng)化技術(shù)也必須不斷的發(fā)展與完善。從節(jié)能、環(huán)保、信息化、物聯(lián)網(wǎng)及未來智能制造到制造保障、制造安全，乃至整個(gè)制造業(yè)升級(jí)，其需求本質(zhì)都是解決方案式的服務(wù)，這也成為當(dāng)前汽車制造自動(dòng)化市場(chǎng)發(fā)展的主要特征。汽車制造行業(yè)的客戶對(duì)解決方案式服務(wù)的需求代表著我國(guó)工業(yè)制造將進(jìn)入整體工廠階段，這個(gè)階段代表著目前設(shè)備技術(shù)的最高水平，該階段要求自動(dòng)化技術(shù)能力應(yīng)該滿足：

（1）柔性化制造線，縮短產(chǎn)品更新?lián)Q代改造的周期；

（2）工廠工藝總體設(shè)計(jì)，各工序全面兼顧，實(shí)現(xiàn)工序之間的內(nèi)在無縫銜接，大幅度提升制造質(zhì)量；

（3）精益制造，精益投資，實(shí)現(xiàn)制造組織、物流配送等以最經(jīng)濟(jì)的方式完成制造全過程；

（4）應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使車型混流制造做到井然有序；

（5）信息技術(shù)成為設(shè)備技術(shù)的基礎(chǔ)載體，實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)傳遞，通過中央控制室監(jiān)視、控制、追溯及管理。

"隨著汽車客戶需求越來越高及汽車行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，汽車制造自動(dòng)化技術(shù)也必須不斷的發(fā)展與完善。從節(jié)能、環(huán)保、信息化、物聯(lián)網(wǎng)及未來智能制造到制造保障、制造安全，乃至整個(gè)制造業(yè)升級(jí)，其需求本質(zhì)都是解決方案式的服務(wù)，這也成為當(dāng)前汽車制造自動(dòng)化市場(chǎng)發(fā)展的主要特征。"

2 自動(dòng)化技術(shù)在汽車制造車身焊裝工藝中的應(yīng)用

汽車車身的焊裝質(zhì)量不但直接影響整車外觀，還決定著后面車身裝配工序的質(zhì)量。整車的車內(nèi)漏風(fēng)、噪音大、漏雨和車門關(guān)閉障礙都與車身質(zhì)量有密切關(guān)系，因此，車身焊裝工藝非常關(guān)鍵。汽車制造的高效率、批量化和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量一致性越來越高的要求，使機(jī)器人制造方式在汽車焊接中獲得了廣泛應(yīng)用。目前車身焊接機(jī)器人是本體獨(dú)立、動(dòng)作自由度多、程序變更靈活、自動(dòng)化程度高和柔性程度極高的焊接設(shè)備。具有重復(fù)精度高、焊接質(zhì)量好、運(yùn)動(dòng)速度快和動(dòng)作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，車身焊接機(jī)器人是焊接設(shè)備柔性化的最佳選擇。

（1）焊接機(jī)器人自動(dòng)化柔性制造系統(tǒng)：從未來發(fā)展趨勢(shì)看，自動(dòng)化柔性制造系統(tǒng)是汽車焊接的發(fā)展趨勢(shì)，而工業(yè)機(jī)器人因其自動(dòng)化和靈活性在汽車制造中得到大規(guī)模使用。傳輸裝置則為采用無人駕駛的更具柔性化的感應(yīng)導(dǎo)向小車。

（2）計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)應(yīng)用深耕：隨著計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)在汽車制造中的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了傳統(tǒng)的焊裝向“精量化”的制造方式轉(zhuǎn)變。以計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)為平臺(tái)的焊裝制造過程信息系統(tǒng)對(duì)汽車焊裝制造過程的企業(yè)管理與決策、質(zhì)量分析與優(yōu)化有著非常重要的意義。

（3）輕便組合式智能自動(dòng)焊機(jī)：近年來，國(guó)內(nèi)的汽車制造廠都非常重視焊接的自動(dòng)化。如國(guó)內(nèi)合資企業(yè)車身焊裝車間制造線的自動(dòng)化率達(dá)80%以上，由計(jì)算機(jī)控制(可編程邏輯控制器PLC)，自動(dòng)完成工件的傳送和焊接，具有很高的焊接自動(dòng)化水平，既提高了產(chǎn)品質(zhì)量和制造率，降低材料消耗，又改善了工作條件。而自主品牌自動(dòng)化率則較低，這為自動(dòng)化設(shè)備未來發(fā)展提供很大潛力。

3 自動(dòng)化技術(shù)在汽車制造總裝工藝中的應(yīng)用

我國(guó)汽車總裝自動(dòng)化制造線，是將工件的各零部件自動(dòng)化組裝起來的制造線，是由各種自動(dòng)化輸送裝備系統(tǒng)及專用設(shè)備（如螺栓緊固設(shè)備、油液品加注設(shè)備、涂膠設(shè)備、打號(hào)及銘牌制作設(shè)備、各類裝配機(jī)械手、密封試驗(yàn)設(shè)備、出廠檢測(cè)設(shè)備等）按照最終客戶的需求組合而成的有機(jī)整體，主要應(yīng)用于汽車整車裝配工藝。汽車總裝自動(dòng)化制造線上的自動(dòng)化輸送裝備系統(tǒng)主要由鏈?zhǔn)捷斔拖到y(tǒng)、摩擦輸送系統(tǒng)、自行小車輸送系統(tǒng)三類自動(dòng)化設(shè)備組成。

隨著汽車市場(chǎng)的個(gè)性化和多樣化要求越來越高, 汽車裝配作業(yè)也從傳統(tǒng)的單一品種、大批量制造向多品種、中小批量轉(zhuǎn)化, 裝配制造的批量性特點(diǎn)趨于復(fù)雜, 安裝零件的品種、數(shù)量進(jìn)一步增多, 對(duì)零部件的接收、保管、供給、裝配作業(yè)指導(dǎo)等都提出了新的要求。市場(chǎng)的變化必將使裝配制造方式產(chǎn)生新的變革, 逐步向裝配模塊化、自動(dòng)化裝配技術(shù)與柔性裝配系統(tǒng)( FAS) 、汽車虛擬裝配系統(tǒng)( AVAS) 發(fā)展。

隨著汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈, 提高勞動(dòng)效率、降低成本、提高收益是汽車制造廠家非常關(guān)心的問題。據(jù)調(diào)查，我國(guó)自主品牌汽車整車制造企業(yè)中, 采用自動(dòng)裝配的零件只占20% , 而且人工裝配每小時(shí)僅有70%時(shí)間進(jìn)行實(shí)際裝配作業(yè), 裝配費(fèi)用占產(chǎn)品總成本比例很高（有的高達(dá)60%～70%）, 遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家。發(fā)達(dá)國(guó)家由于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配每小時(shí)平均可作業(yè)時(shí)間達(dá)95%, 所以采用汽車虛擬裝配系統(tǒng)( AVAS) 、自動(dòng)裝配技術(shù)與柔性裝配系統(tǒng)( FAS)， 能夠滿足未來市場(chǎng)多批次、小批量、快速多變和不確定性要求, 用最低的成本制造滿足客戶的汽車終端產(chǎn)品。