數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線的建設(shè)方法與實踐

吳 昉，李 楨，張禮立

(1.華域智能裝備科技有限公司，上海 201109；2.上海市海外經(jīng)濟(jì)技術(shù)促進(jìn)會，上海 200080)

0 引言

面向未來制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，中國提出《中國制造2025》，為制造行業(yè)升級發(fā)展提供了新機(jī)遇。黨的十九大報告中指出加快建設(shè)制造強(qiáng)國，加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)。《中國制造 2025》的提出確定了中國建設(shè)制造強(qiáng)國的總體戰(zhàn)略，明確了要以加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合為主線，以推進(jìn)智能制造為主攻方向，實現(xiàn)制造業(yè)由大變強(qiáng)的歷史跨越[1]。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是智能制造的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和落地抓手[2]，是基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特點，面向制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化需求,支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的工業(yè)云平臺[3]。Jasmin Guth等聚焦物聯(lián)網(wǎng)平臺，構(gòu)建包括傳感器和執(zhí)行器、工業(yè)設(shè)備、網(wǎng)關(guān)、物聯(lián)網(wǎng)集成中間件及應(yīng)用等通用架構(gòu)[4]。我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系架構(gòu)[5]。目前，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的應(yīng)用與發(fā)達(dá)國家相比仍然存在總體發(fā)展水平較低、行業(yè)間和企業(yè)間基礎(chǔ)差異較大、大規(guī)模推廣難度大、缺乏工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)用水平評估體系和實施指南等一系列問題[6]。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的應(yīng)用以大型企業(yè)為主，特別是在化工、石油、冶金等流程型行業(yè)應(yīng)用廣泛。中小企業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)較弱，自動化、智能化改造成本高，付費意愿不強(qiáng)， 融合應(yīng)用普及率相對較低[7]。

汽車企業(yè)因車型不同，生產(chǎn)組織方式、工藝技術(shù)路線、管理流程等存在較大差異，難以用一種通用性的方案解決所有企業(yè)的問題。因此，汽車行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型沒有統(tǒng)一的實施路徑，在智能制造重點領(lǐng)域和路徑選擇方面呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展趨勢[8]。

汽車零部件裝配生產(chǎn)線的數(shù)字化賦能往往伴隨著柔性化設(shè)計和生產(chǎn)線建設(shè)同步展開。架構(gòu)統(tǒng)一的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件平臺成為生產(chǎn)線升級的關(guān)鍵。因此，本文結(jié)合“面向2035的智能制造技術(shù)清單”[9]中列示的關(guān)鍵技術(shù)，即數(shù)據(jù)采集、處理和分析技術(shù)，以及分布式智能控制技術(shù)，分析轎車底盤數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線的建設(shè)方法，探討建設(shè)中的關(guān)鍵點。該研究為汽車零部件企業(yè)實施智能制造升級提供參考。

1 數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線建設(shè)方法

1.1 一般建設(shè)流程

基于多年汽車零部件數(shù)字化裝配生產(chǎn)線領(lǐng)域的實踐，本文總結(jié)的數(shù)字化柔性裝配產(chǎn)線的一般建設(shè)流程如下所示。

(1)需求研究。

在需求研究階段，必須與需求方充分溝通，通過資料分析、專業(yè)訪談、實地考察、專題研討等方法，捕捉并明確客戶需求，關(guān)注對應(yīng)的功能特征、工藝要點、質(zhì)量控制要求、專業(yè)設(shè)備特征、物料補(bǔ)給、數(shù)字系統(tǒng)擴(kuò)展等要求。

(2)規(guī)劃方案。

在規(guī)劃方案階段，根據(jù)需求研究的結(jié)論形成生產(chǎn)線的初步方案。在此方案的基礎(chǔ)上，與需求方的產(chǎn)品、工藝、質(zhì)量、設(shè)備、物流、信息等條線作進(jìn)一步溝通，以確認(rèn)方案細(xì)節(jié)，從而明確需求的實現(xiàn)路徑和方法。這一階段要注意，對創(chuàng)新型應(yīng)用應(yīng)當(dāng)進(jìn)行仿真模擬，并設(shè)計試驗和驗證過程(試驗和驗證方法應(yīng)得到需求方認(rèn)可)，對需求方已有的生產(chǎn)線設(shè)備和信息系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行測試和確認(rèn)。

(3)詳細(xì)設(shè)計。

詳細(xì)設(shè)計分為機(jī)械、電氣和數(shù)字化架構(gòu)三個部分。

①機(jī)械設(shè)計。

機(jī)械設(shè)計包括三維建模、標(biāo)準(zhǔn)件選型、專機(jī)選型、機(jī)器人選型、仿真模擬等，輸出機(jī)械零件圖、標(biāo)準(zhǔn)件清單和集成裝配圖。

②電氣設(shè)計。

電氣設(shè)計包括電氣架構(gòu)和線路布局、傳感器選型、邏輯框架程序、與周邊設(shè)備的接口等，輸出電氣原理圖、接線圖和控制程序。

③數(shù)字化架構(gòu)設(shè)計。

數(shù)字化架構(gòu)設(shè)計是在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件平臺下配置功能和接口協(xié)議，針對需求方的個性化要求定制功能模塊，輸出軟件包、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D和硬件清單。

(4)制造和試驗驗證。

在制造和試驗驗證階段，應(yīng)根據(jù)設(shè)計階段的輸出，采購所需的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，制造非標(biāo)設(shè)備。對于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，應(yīng)做好質(zhì)量檢測和存儲管理。對于非標(biāo)設(shè)備，必須驗證新結(jié)構(gòu)、新材料、新方法、新技術(shù)的有效性和可靠性。通過與需求方共同設(shè)計的試驗，把握技術(shù)偏差，通過對相關(guān)參數(shù)的調(diào)整設(shè)定，不斷優(yōu)化直至達(dá)到技術(shù)要求。

(5)裝配調(diào)試。

裝調(diào)團(tuán)隊對標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、非標(biāo)設(shè)備、生產(chǎn)線零部件進(jìn)行組裝，構(gòu)成完整的生產(chǎn)線主體。電氣團(tuán)隊完成電氣程序的配置、編寫和調(diào)試，使用產(chǎn)品工程樣件逐一驗證各工作臺是否能達(dá)到技術(shù)規(guī)格表的要求，使工藝貫通并達(dá)到一定的作業(yè)節(jié)拍。

(6)數(shù)字化布署。

數(shù)字化布署包括硬件布署和功能布署。

①硬件布署。

硬件布署根據(jù)詳細(xì)設(shè)計進(jìn)行。硬件布署范圍包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、電源、顯示終端等在內(nèi)的硬件設(shè)備。硬件布署一般與電氣安裝調(diào)試同步進(jìn)行。

②軟件布署。

軟件布署根據(jù)詳細(xì)設(shè)計，打通設(shè)備與數(shù)字化軟件平臺的通道，進(jìn)行數(shù)據(jù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)上傳到上級系統(tǒng)等布署。

(7)生產(chǎn)驗證。

通過多個小批量生產(chǎn)作業(yè)，可以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線中的問題，并加以分析和消除。期間，可能會涉及小級別的工程更改。在小批量驗證達(dá)到要求后，提升生產(chǎn)線作業(yè)節(jié)拍，直至達(dá)到設(shè)計節(jié)拍和性能的狀態(tài)。

(8)經(jīng)驗總結(jié)。

在經(jīng)驗總結(jié)階段，首先對以上七個步驟的實際開展情況進(jìn)行總結(jié)；然后與原計劃對比，梳理問題和解決方案，開展研討和總結(jié)。這將為后續(xù)項目提供經(jīng)驗輸入。

1.2 數(shù)字化布署

在數(shù)字化柔性裝配產(chǎn)線一般建設(shè)流程中，數(shù)字化布署是裝配產(chǎn)線數(shù)字化的關(guān)鍵。數(shù)字化布署實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)，通過采集、分析制造過程中的物理量，就可以更深刻地認(rèn)識其不確定性，并有可能發(fā)現(xiàn)看似無關(guān)的某些物理量之間存在的某種關(guān)聯(lián)[10]。數(shù)字化布署的核心是構(gòu)建統(tǒng)一的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件平臺。國外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺成本高，而國內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在行業(yè)和企業(yè)間差異較大。因此，本文立足汽車零部件制造裝配領(lǐng)域，自主研發(fā)了適合汽車零部件裝配產(chǎn)線的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件華域數(shù)字化解決方案(Huayu digital solution,HDS)數(shù)字化系統(tǒng)。HDS基于架構(gòu)統(tǒng)一理念，使用C#語言在 .net core平臺下進(jìn)行開發(fā)，實現(xiàn)信息建模、數(shù)據(jù)采集、過程控制、數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用這四方面的功能。

①信息建模。

信息建模是將生產(chǎn)線涉及的信息源，如車間、產(chǎn)線、工站、工位、工步、終端設(shè)備、物料、工藝流程、人員等信息進(jìn)行抽象，將所建立信息模型的排列與優(yōu)化描述出生產(chǎn)線模型，再結(jié)合實時采集的數(shù)據(jù)構(gòu)成完整的數(shù)字化產(chǎn)線。

②數(shù)據(jù)采集。

數(shù)據(jù)采集是通過數(shù)模轉(zhuǎn)換、總線讀取、圖像采集等方法獲取物理世界的信息。例如通過可編程邏輯控制器(programmable logic controller，PLC)的S7協(xié)議、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、控制器局域網(wǎng)(controller area network，CAN)總線、串口通信、傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(transmission control protocol/Internet protocol，TCP/IP)等，將多元異構(gòu)數(shù)據(jù)融合到預(yù)定的數(shù)據(jù)模型內(nèi)。

③過程控制。

過程控制是對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，并借助電氣自動化的方式實現(xiàn)作業(yè)的全流程管控，如讀取進(jìn)站零件的加工狀態(tài)、控制將要執(zhí)行的工步順序以及判斷加工完成的工藝質(zhì)量等。

④數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用。

數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用包含關(guān)鍵設(shè)備數(shù)據(jù)整理和分析、生產(chǎn)作業(yè)情況呈現(xiàn)、專屬應(yīng)用報表。具體包括作業(yè)動態(tài)完成情況、設(shè)備綜合效率 (overall equipment effectiveness，OEE)、質(zhì)量控制點、在線庫存狀態(tài)等。生產(chǎn)線上產(chǎn)生的數(shù)據(jù)大部分在生產(chǎn)線層面被應(yīng)用和消化，如故障處理、追溯數(shù)據(jù)存檔、精益效率提升等。對工廠級及以上級別的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，一般上傳到上級系統(tǒng)中進(jìn)行分析，以更大的算力與生產(chǎn)線以外的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)同分析，挖掘更高的數(shù)據(jù)價值。

HDS數(shù)字化系統(tǒng)的創(chuàng)新性在于針對生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)異構(gòu)的特點，開發(fā)出異構(gòu)生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)采集技術(shù)，實現(xiàn)對采集的數(shù)據(jù)點集中統(tǒng)一規(guī)劃管理和信息集中配置下發(fā)。各數(shù)據(jù)點的配置信息獨立可配。該平臺通過權(quán)限設(shè)置，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)分級管理。此外，該平臺采用數(shù)字孿生技術(shù)，通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時驅(qū)動，完成了基于增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的汽車零部件車間可視化，實現(xiàn)了對車間生產(chǎn)的可視化管理。

2 轎車底盤裝配生產(chǎn)線項目實踐

轎車底盤裝配生產(chǎn)線一般分為前懸生產(chǎn)線、副車架生產(chǎn)線和后橋生產(chǎn)線。本文以某高端品牌全球后驅(qū)運動轎車后橋數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線建設(shè)為實例，說明柔性化數(shù)字生產(chǎn)線建設(shè)中需要關(guān)注的關(guān)鍵點。

為滿足多品種共線生產(chǎn)以實現(xiàn)柔性制造，以及數(shù)字化布署提升運營效率的要求，通過先期柔性化規(guī)劃和數(shù)字化植入，在設(shè)計階段就兼顧生產(chǎn)線可靠性與經(jīng)濟(jì)性，以平衡有限的資源配置。

2.1 數(shù)據(jù)采集、處理和分析技術(shù)

轎車底盤裝配生產(chǎn)線項目中應(yīng)用了自主研發(fā)的HDS。其具有三層架構(gòu)，分別為硬件執(zhí)行層、數(shù)據(jù)采控層、軟件應(yīng)用層。

①硬件執(zhí)行層。

硬件執(zhí)行層是生產(chǎn)線的執(zhí)行部分，包括機(jī)器人、傳感器、視覺、擰緊槍等工藝和生產(chǎn)要求，通過PLC或單片機(jī)控制實現(xiàn)功能。通過Profibus、ProfiNet或EtherNet/IP等基于工業(yè)總線的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議和底層設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，與上層數(shù)據(jù)服務(wù)層進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

②數(shù)據(jù)采控層。

數(shù)據(jù)采集及控制是整個程序架構(gòu)中承上啟下的環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)采控層應(yīng)支持不同硬件的通信協(xié)議，同時接收應(yīng)用層下達(dá)的使用意圖，并將其轉(zhuǎn)換為執(zhí)行指令，最終實現(xiàn)完整的控制流程。

③軟件應(yīng)用層。

軟件應(yīng)用層將數(shù)據(jù)通過生產(chǎn)管理算法、質(zhì)量管理算法、物料管理算法等專業(yè)算法，實現(xiàn)產(chǎn)線生產(chǎn)狀態(tài)實時監(jiān)控、產(chǎn)品質(zhì)量實時控制、物料信息實時更新、設(shè)備狀態(tài)實時監(jiān)控等功能，從而挖掘數(shù)據(jù)價值，完成生產(chǎn)過程中設(shè)備、產(chǎn)品、工藝、物料等方面的實時動態(tài)監(jiān)控管理。功能模塊包括生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、物流管理、設(shè)備管理等。在數(shù)據(jù)定義上，對工廠、車間、產(chǎn)線、工位、工步、工人、物料等進(jìn)行了數(shù)據(jù)抽象，形成模塊化程序，方便布署和優(yōu)化迭代。

2.2 柔性生產(chǎn)線與分布式智能控制技術(shù)

2.2.1 隨行夾具

隨行夾具是實現(xiàn)生產(chǎn)線柔性的關(guān)鍵。底盤裝配柔性隨行夾具的設(shè)計方法有：共用定位點、支撐點；定位點、支撐點快速切換；雙面夾具，夾具板可翻轉(zhuǎn)，每個面可為一種或兼容多種產(chǎn)品。

隨行夾具實施方式如下。

①單板多產(chǎn)品：單套隨行夾具兼容多種產(chǎn)品。

②多板+夾具庫：單套隨行夾具無法兼容多種產(chǎn)品時，采用建立夾具庫的解決方法。

轎車底盤裝配生產(chǎn)線項目中，隨行夾具設(shè)計采用了共用定位點、支撐點和定位點、支撐點快速切換相結(jié)合的方法，實現(xiàn)了單板多產(chǎn)品，兼容A2平臺、E2平臺上十多個后橋總成產(chǎn)品。夾具上安裝射頻識別(radio frequency identification，RFID)電子標(biāo)簽，由各工作站讀取器自動讀取以識別產(chǎn)品型號，執(zhí)行對應(yīng)的裝配程序，并將結(jié)果反饋至電子標(biāo)簽，在產(chǎn)品下線時錄入數(shù)字系統(tǒng)。

2.2.2 工作站

①擰緊工作站。

擰緊工作站的功能是擰緊螺栓螺母，包括輸送、裝夾、預(yù)緊固和緊固過程。設(shè)備包含氣缸、伺服電機(jī)、工裝夾具、螺栓螺母輸送設(shè)備、伺服擰緊設(shè)備以及機(jī)械手臂，通過工裝和設(shè)備精度來保證定位，必要時也會輔以視覺系統(tǒng)。擰緊工作站的柔性生產(chǎn)通過識別不同的產(chǎn)品，切換相應(yīng)的工裝和程序。機(jī)器人按指令取用不同的伺服擰緊設(shè)備，以實現(xiàn)自動擰緊。轎車底盤裝配生產(chǎn)線項目設(shè)計有：差速器擰緊站；轉(zhuǎn)向節(jié)輪轂、制動鉗螺栓擰緊站；差速器、傳動軸與后橋擰緊站；緊穩(wěn)定桿擰緊站；上控制臂、調(diào)節(jié)連桿、下拖拽臂擰緊站。

②壓裝工作站。

壓裝工作站的功能是將襯套、軸承等零件外部按要求施加一定壓力壓入另一個零件中。該工作站通過液壓缸、氣缸、伺服電缸產(chǎn)生壓力壓裝零件，包括壓機(jī)、自動送料系統(tǒng)、壓裝工裝及電氣控制系統(tǒng)等。柔性生產(chǎn)通過壓裝工裝兼容、襯套自動上料、多臺壓機(jī)組合、多工位分布技術(shù)實現(xiàn)。轎車底盤裝配生產(chǎn)線項目設(shè)計了后橋襯套壓裝工作站、連桿襯套壓裝工作站、上控制臂襯套壓裝工作站和下拖拽臂襯套壓機(jī)。

③翻轉(zhuǎn)和搬運工作站。

翻轉(zhuǎn)和搬運工作站的功能是翻轉(zhuǎn)、搬運產(chǎn)品，包括機(jī)器人、視覺系統(tǒng)、末端工裝及電氣控制系統(tǒng)等。柔性生產(chǎn)通過末端工裝兼容或快速切換、視覺定位或軌跡設(shè)定等技術(shù)實現(xiàn)。轎車底盤裝配生產(chǎn)線項目中，后橋總成自動下料工作站，通過機(jī)器人末端工裝兼容、視覺定位和軌跡設(shè)定技術(shù)實現(xiàn)總成自動下線、裝箱。

④測試工作站。

測試工作站的功能是在線測試裝配零件或裝配總成參數(shù)是否合格。通過傳感器將機(jī)械運動過程轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，檢測電信號的數(shù)值、波動幅度和頻率等參數(shù)，從而判斷參數(shù)是否合格。測試工作站主要包括跳動檢測、制動防抱死系統(tǒng)(antrilock break system,ABS)檢測、四輪調(diào)整檢測。柔性生產(chǎn)通過工裝兼容、多工位分布技術(shù)實現(xiàn)。自動站電氣和軟件程序隨產(chǎn)品切換，通過讀取隨行夾具上電子標(biāo)簽、條碼方式實現(xiàn)。轎車底盤裝配生產(chǎn)線項目通過設(shè)計產(chǎn)品工裝兼容、多工位分布、讀取隨行夾具上電子標(biāo)簽、條碼方式，實現(xiàn)了產(chǎn)線柔性ABS檢測和柔性四輪調(diào)整檢測。轎車底盤裝配生產(chǎn)線項目中使用的專業(yè)檢測設(shè)備為德國AUE公司的四輪調(diào)整設(shè)備。通過與廠商的合作，開發(fā)了基于ProfiNet總線通信協(xié)議的接口協(xié)議，實現(xiàn)了設(shè)備相關(guān)參數(shù)的交互、采集，打通了數(shù)字化布署的環(huán)節(jié)。

⑤分布式智能控制。

轎車底盤裝配生產(chǎn)線項目采用分布式智能控制。主線配置了主線PLC用于控制整線運行。各柔性工作站配置獨立PLC，與主線PLC為主站和從站關(guān)系。各工作站根據(jù)工藝要求獨立設(shè)置工藝運行參數(shù)，接收并反饋相關(guān)信號給主線PLC。HDS數(shù)字化系統(tǒng)通過工業(yè)總線協(xié)議對擰緊、壓裝、測試的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析、存儲和上傳上級系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程工藝管控、質(zhì)量追溯、設(shè)備監(jiān)控、后臺分析等功能。與此同時，HDS數(shù)字化系統(tǒng)按照需求定制要求，對夾具進(jìn)出站、擰緊狀態(tài)、機(jī)器人運動等進(jìn)行關(guān)聯(lián)監(jiān)控和分析，并為功能擴(kuò)展預(yù)留了開口。

2.2.3 數(shù)字化生產(chǎn)線實現(xiàn)的功能

近年來，已有百余條轎車底盤裝配生產(chǎn)線和專機(jī)上布署了HDS數(shù)字化系統(tǒng)，實現(xiàn)了柔性生產(chǎn)。所生產(chǎn)的產(chǎn)品供貨大眾、奧迪、別克、雪佛蘭、凱迪拉克、寶馬、榮威、名爵等十余個品牌的百余款車型。HDS數(shù)字化系統(tǒng)實現(xiàn)了以下功能。

①裝配工藝數(shù)字化。

裝配工藝數(shù)字化是把生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化，由HDS數(shù)字化系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)直接下發(fā)到各個制造執(zhí)行單元、部件，各單元部件的數(shù)據(jù)也通過網(wǎng)絡(luò)上傳到HDS數(shù)字化系統(tǒng)，實現(xiàn)工藝的數(shù)字化。

②生產(chǎn)過程智能化。

生產(chǎn)過程智能化是采集生產(chǎn)過程中的資源數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)過濾清洗提煉出精確數(shù)據(jù)，并結(jié)合庫存狀態(tài)、環(huán)境變化和作業(yè)人員狀態(tài)數(shù)據(jù)對生產(chǎn)線進(jìn)行分析，支持對關(guān)鍵質(zhì)量控制點的質(zhì)量控制閾值的在線優(yōu)化；同時，利用生產(chǎn)過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，分類傳入上層系統(tǒng)，結(jié)合異源數(shù)據(jù)分析整個裝配流程，支持改進(jìn)裝配工藝和設(shè)備性能，以實現(xiàn)生產(chǎn)智能化。

③人機(jī)協(xié)作生產(chǎn)。

人機(jī)協(xié)作生產(chǎn)是采用自動系統(tǒng)將工件從料框搬運到夾具，隨線體運輸至工站。人工實現(xiàn)異型件的擺放和自動化實現(xiàn)成本較高的作業(yè)。機(jī)器人完成重復(fù)性高、節(jié)奏快、勞動強(qiáng)度大的擰緊作業(yè)，通過實時反饋的角度及擰緊扭矩值判斷裝配質(zhì)量，降低工人的勞動強(qiáng)度，提高產(chǎn)量和效率。

④自適應(yīng)的柔性化生產(chǎn)。

生產(chǎn)線可根據(jù)預(yù)設(shè)指令或者動態(tài)標(biāo)簽觸發(fā)相關(guān)動作，匹配工藝和生產(chǎn)計劃，并自動換型，以兼容多種產(chǎn)品，實現(xiàn)高度柔性和自適應(yīng)的裝配。

3 結(jié)論

本文在中國制造業(yè)智能轉(zhuǎn)型升級的背景下，研究了數(shù)字化柔性裝配線建設(shè)的一般過程及核心問題，總結(jié)數(shù)字化柔性裝配線建設(shè)的方法，設(shè)計開發(fā)了HDS數(shù)字化系統(tǒng)。HDS數(shù)字化系統(tǒng)應(yīng)用于轎車底盤裝配生產(chǎn)線中，實現(xiàn)了柔性化生產(chǎn)線的升級。該研究為汽車零部件企業(yè)實施智能制造升級提供參考。

通過實踐，有三個問題值得繼續(xù)探索，分別是面向需求的全過程創(chuàng)新、資源整合中的管理與技術(shù)貫通，以及技術(shù)創(chuàng)新與風(fēng)險承受的平衡。

首先是面向需求的全過程創(chuàng)新。大部分的項目在項目初期，當(dāng)疊加項目進(jìn)度、交流成本等因素時，將減緩項目過程中的創(chuàng)新實踐。實際上，大量的創(chuàng)新伴隨著實踐展開，如遇到“卡脖子”器件的替代方案等。

其次是資源整合中的管理與技術(shù)貫通。項目涉及多個單位協(xié)作，管理貫通需要考慮不同協(xié)作方的協(xié)作文化和工作習(xí)慣，技術(shù)貫通則需要對不同專業(yè)技術(shù)語言進(jìn)行理解。同時，商務(wù)中的博弈使得管理與技術(shù)的貫通更為復(fù)雜。健全的供應(yīng)鏈體系能夠解決一部分問題，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

最后是技術(shù)創(chuàng)新與風(fēng)險承受的平衡。技術(shù)創(chuàng)新得到的新生事物，往往因為缺少時間檢驗而受到質(zhì)疑。創(chuàng)新使得供需雙方獲得的收益難以衡量，而風(fēng)險則是由需求方承擔(dān)。如：使用了新器件、新設(shè)備的生產(chǎn)線遇到了先前未知的問題。此外，技術(shù)創(chuàng)新與風(fēng)險承受的平衡問題還涉及需求方成本、產(chǎn)品創(chuàng)新競爭力等諸多方面。