国内汽车装试技术的发展及应用

作者：东风汽车有限公司工艺研究所 严春雨    来源：汽车制造业

欢迎访问e展厅 展厅 4 汽车与公路设备展厅 乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ... 近年来，国内主要汽车制造厂商在汽车及总成的装试领域都加大了技术投入和技术创新力度，在汽车装试的生产组织、信息管理和物流技术等方面取得了不小的进步。如今汽车制造技术的总趋势是：柔性化、灵捷化、智能化、信息化，围绕这一技术发展趋势，国内各主要汽车制造厂商在汽车装试技术中开发应用了多项新技术。 AGV技术 AGV是现代物流系统中的关键设备之一，以电池为动力，进行非接触式导引，并可根据实际需要配备不同的移载机构，以完成相应的操作任务。 如今，越来越多的汽车制造厂准备将AGV技术运用到他们的装配线和物流作业中。为此，国内出现了适合于汽车装配生产线及发动机装配生产线的埋线式电磁导引及磁带导引AGV系统，用于汽车总装和发动机、变速箱装配，从而取代传统的地链或输送机模式。AGV系统还能够满足装配线混流作业和今后汽车个性产品规模定制生产方式的需求。 AGV系统作为汽车、发动机装配生产线的子系统，上位控制计算机可配以相应的通信模块与生产线控制系统进行通信连接。一般AGV控制系统划分为上位控制和AGV单机控制两大部分，各控制层界面清晰、控制功能明确、结构清楚。 通常，AGV上位控制系统负责任务（装卸操作、充电等）生成、车辆调度、交通管理、通信管理及可视化监控等；AGV单机控制系统根据上位系统下发的任务完成AGV单机的导航／导引计算、车辆驱动及自动装卸货工作（在汽车装配线中通常是人工装卸）。 在汽车装配线中AGV的任务是顺序执行的，AGV的车辆调度和交通管理并没有任何优化过程，因此AGV单机的数量完全取决于制造商的生产能力和AGV自身运行的速度，与系统优化调度无关。 沈阳新松机器人自动化股份有限公司开发的AGV及其控制系统采用激光导航技术，保证了AGV快速运行、精确定位，实现了工作区域内全方位自由行走、自动安全避让等功能。从1992年 开始，此产品已经大规模应用于汽车装配柔性生产系统中，实现了发动机、后桥、油箱等部件的动态自动化装配，比如一汽小红旗总装生产线的发动机、后桥AGV装配系统和金杯客车制造公司的发动机、后桥、油箱AGV装配系统等。 大规模定制生产模式 大规模定制生产模式结合了大规模生产和定制生产这两种生产方式的优势，在满足客户个性化需求的同时，保证了较低的生产成本和较短的交货期。近年来，我国汽车工业飞速发展，为适应客户个性化的需求，各种新车型层出不穷，很多企业由过去生产单一车型发展到生产数个车型几十个分系列的产品，因此对汽车制造企业而言，如何适应在装配线上装配多种型号及系列的产品是实现大规模定制生产模式必须解决的一个重要问题。 在一定时间内、在一条装配线上装配多种不同型号和系列的产品，即所谓混流装配模式在国外汽车制造企业得到了较多的采用。近几年，国内的汽车制造企业随着生产车型数量的增加也逐渐开始采用混流装配模式，开始结合大规模定制生产模式研究混流装配线优化调度问题等技术。 装配线质量控制系统 国内新建的汽车装配线都有质量控制系统，由于每道工序都记录了工作质量的合格与否，所以可以在系统中如实地反映产品和配套零件的质量情况。当整车下线时，所有这些信息都被扫描存储在计算机数据库中。这样，质量管理信息的采集与处理、质保的定期跟踪都变得方便和容易，较好地实现了全面质量管理。 射频识别（RFID）技术 目前国内的主要汽车生产企业如上海大众、上海通用、一汽大众均在其涂装、总装、发动机等主要生产车间应用了RFID射频识别系统。 据了解，上汽集团在部分汽车关键零部件的制造过程中使用了RFID技术。在汽车关键零部件的生产中，会有大量的信息需要进行记录，这些信息不仅可以方便人们对该零部件进行标识，更可对其产品特性和加工参数进行记录分析，达到统计过程控制和产品追溯等目的。 目前，上汽集团下属的上海汽车制动系统有限公司在制动器生产流水线上已经采用了RFID技术。该公司在每一个制动器加工托盘上植入了电子标签，从制动器初次放置在托盘上开始，电子标签就与该制动器一一对应，工厂在流水线上的每个工位上均设置了读写装置，将每个加工信息记录在标签中，直到流水线的末端。该套系统中的RFID标签记录了制动器的各类参数后，在制动器加工装配完成从托盘上取下时，电子标签中的数据将转存到电脑系统中，并产生一个编码与之对应，此编码即为该制动器的身份识别码。这种相对初级的RFID技术使用，既满足了汽车召回制度对关键零部件进行标识和追溯的要求，也为生产过程控制提供了基础数据，有利于加快和提高生产效率和质量水平。 汽车混流装配线上物流配送 轿车在混流生产的情况下，由于不同车型共线生产，各种车型需要装配的零部件不同，物料的准确及时供应对于不同车型共线生产成为轿车生产企业重点要考虑的问题。总装线上物料配送把所需的物料及时准确地送到所需的装配工位上，包括供货方进货到位于总装厂附近的物流配送中心（LDC）储存，再配送到总装配线工位的整个物流的配送过程。一个好的物流系统应该能够“在正确的条件下，将正确的物料按正确的数量在正确的时刻运送到正确的地点”。 ANDON 系统是一套专门为汽车生产、装配线设计的信息管理和控制的多媒体自动化控制系统。物料ANDON系统是在ANDON 系统的基础上发展起来的，通过安装在工位旁边一定数量的按钮实现物料呼叫请求，并通过车间现场和物料存储区设置信息显示板来反馈生产线上的物料呼叫请求。ANDON软件系统会实时记录下每一次物料请求发生的时间、地点和对物料请求的响应情况，并对此进行分析。物料ANDON 系统允许操作者在其工作地点提出所需零部件的请求，指示拖车／叉车操作员将此物料送到所请求的操作者生产场地。通过在物料区内设置物料显示屏的信息显示板，实时显示物料配送信息和车间现场各工位的物料呼叫状态等信息，使物料区内的物料配送人员和叉车司机在无法目视到计算机屏幕的情况下，通过这种大显示屏系统实时地观察到当前车间内的生产和工位上物料的消耗状态，从而方便地了解自己和其他物料配送人员下一步的工作情况。 汽车虚拟装配技术研发及应用情况 虚拟装配是指在对整机进行有限元分析或动态分析之前，先对已完成造型设计的虚拟零件进行虚拟装配。虚拟装配是零件模型根据产品设计的形状特性及精度特性，真实地模拟产品的三维装配过程。虚拟装配直接影响后续的有限元分析和动态仿真的结果。 在江西江铃齿轮股份有限公司JC515T1型汽车变速箱开发中，该公司以Pro/Engineer作为虚拟装配体系的软件平台，以Pro／Toolkit作为二次开发工具，开展了较为系统、全面的虚拟装配技术的应用研究。 国内汽车模块化技术发展应用状况 1、神龙汽车有限公司 神龙公司的东风雪铁龙和东风标致品牌系列轿车在产品设计和工艺设计时已采用了模块化的设计思想。总装配技术的设计采用了模块化的方法，即：一个工序只进行汽车产品一个子系统或其中一部分的装配，此工序的工艺文件、零件、设备、工具等工艺要素即构成一个模块。同时，沿总装配线布置有几大总成模块的分装线：仪表总成模块（由仪表板及仪表系统、空调系统、通风系统、转向柱等组成）；动力总成模块（由发动机、变速器、传动器等组成）；底盘模块（包括车轴、转向节及悬架、消声排气系统等）；车门总成模块。还有一些模块在供应商处装配好后直接供货，包括座椅总成、车轮总成、车门护板总成等。 通过对总装装配线的车身转运转挂装置、发动机分装夹具、仪表板分装夹具、车身吊具及雪橇等进行柔性化改造，实现了共线生产2个品牌、不同系列车型，在大批量生产模式中，神龙汽车的共线车型品种在国内是最多的，在国外也是少见的。 在总装配工艺设计中，由于采用玻璃涂胶及安装机器人、伺服拧紧机及SQIP质量管理系统，以及强大的地面线检测功能（如转榖测试、侧滑试验、淋雨试验、前束调整、COLISE/CONTEV的检查）有效地保证了整车质量和性能的可靠性。由于采用生产跟踪系统SPPV，很好地解决了生产中追溯性的问题和防差错的问题，满足了质量跟踪、追溯的要求。 同时，焊装装配的多品种混流生产柔性化设计思想，使焊装装配更模块化，地板合装线、车身合装线及调整线等自动化线可满足公司各平台多种车型的生产需要；其他各装配模块，尽显其灵活性、多样性，如前端区、后端区、车门区、机罩区、侧围区及各分装区等，即可根据不同车型的需要，提供相应的装配总成，其各装配模块的各自演变又可提供多品种车型。 2、上海大众汽车公司 上海大众汽车公司Passat轿车是国内首先采用模块化设计和装配的产品之一。 上海大众汽车有限公司汽车一厂POLO总装车间建立了产品质量信息控制系统，通过移动终端条码采集数据和后台质量检测系统的集成，提高装配车间缺陷质量信息采集过程的实时性、规范性和具备较好的可追溯性；同时便于工艺部门能够利用数字化手段实现对汽车装配缺陷情况进行分析统计，对相关工艺进行及时改进，保证汽车装配质量。 模块化生产在产品的大批量、多品种生产的过程中优点明显：能有效缩短生产周期、增加产量、降低成本；能简化复杂的产品（系统）；可实现个性化服务；缩短设计周期。延锋伟世通已采用JIS方式向上海大众与上海通用提供座椅模块，同时很快将为上海通用与上海大众提供座舱模块装配业务，未来将实现五大核心业务的系统开发与模块供货。(end)

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