工 業(yè)4.0的概念很多人都不陌生,這一概念最早是于2013年4月被德國(guó)政府在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上正式推出。這之后,工業(yè)4.0也迅速成為德國(guó)的又一個(gè)標(biāo)簽,并在全球范圍內(nèi)引發(fā)了新一輪的工業(yè)轉(zhuǎn)型競(jìng)賽,被視為第四次工業(yè)革命的開始。
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何為工業(yè)4.0?它能給汽車產(chǎn)業(yè)帶來(lái)什么?
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雖然概念很火,但究竟什么是工業(yè)4.0?估計(jì)少有人真正知道,所以有必要先科普一下。人類歷史上共經(jīng)歷過(guò)三次工業(yè)革命,分別是以蒸汽機(jī)的出現(xiàn)為標(biāo)志的第一次工業(yè)革命、以電力和電氣化廣泛普及為標(biāo)志的第二次工業(yè)革命、以互聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化為標(biāo)志的第三次工業(yè)革命。工業(yè)4.0也就是第四次工業(yè)革命,是指利用物聯(lián)信息系統(tǒng)將生產(chǎn)中的供應(yīng)、制造、銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化,最后達(dá)到快速、有效、個(gè)人化的產(chǎn)品供應(yīng)。
對(duì)于汽車工業(yè)而言,工業(yè)4.0將要帶來(lái)的不是顛覆,而是升級(jí),具體體現(xiàn)在:通過(guò)先進(jìn)的生產(chǎn)工藝達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);通過(guò)機(jī)器互聯(lián)、大數(shù)據(jù)處理,實(shí)施定制化、精準(zhǔn)化智能生產(chǎn);嚴(yán)苛的質(zhì)量監(jiān)測(cè)與管理體系。
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目前和工業(yè)4.0有關(guān)的很多項(xiàng)目還只是停留在概念階段,鮮有能真正落地或?qū)嵅俚?。作為德?guó)工業(yè)的代表,同時(shí)也是全球汽車行業(yè)的領(lǐng)軍品牌之一,大眾集團(tuán)則通過(guò)不懈的探索和努力正在將工業(yè)4.0一步步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
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大眾如何將工業(yè)4.0落地:生產(chǎn)工藝的迭代
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工業(yè)4.0并非要完全顛覆現(xiàn)有生產(chǎn)工藝或環(huán)節(jié),而是通過(guò)工藝改進(jìn)和優(yōu)化,保證產(chǎn)品品質(zhì)同時(shí)提高生產(chǎn)效率。在生產(chǎn)工藝層面,大眾集團(tuán)已經(jīng)在包括中國(guó)在內(nèi)的全球多個(gè)地區(qū)的多個(gè)工廠實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的落地,國(guó)內(nèi)最具代表性的要數(shù)上汽大眾寧波工廠二期項(xiàng)目,我們通過(guò)一些例子來(lái)探究一二。
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斯柯達(dá)柯珞克是寧波工廠投產(chǎn)的最新一款車型,這款車采用了飛箭式高腰線設(shè)計(jì),從車頭一路水平延展至尾部。這條腰線看似簡(jiǎn)單,實(shí)則對(duì)生產(chǎn)工藝的要求非常高,因?yàn)橐_保各個(gè)車身面組裝后的一致性。幫助柯珞克實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)的是德國(guó)舒勒6工序9100噸高速?zèng)_壓線。這條6工序9100T高速伺服壓機(jī)線采用了裁切、沖孔、拉延、擠壓、修邊、成型6道工序,具有高沖次、高質(zhì)量、大尺寸和低耗能的特點(diǎn),使零件公差可控制在正負(fù)0.2毫米以內(nèi)。
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斯柯達(dá)的車型發(fā)動(dòng)機(jī)蓋中間都會(huì)有隆起的水滴型線條,這樣的設(shè)計(jì)不僅僅使車身別具辨識(shí)度,增強(qiáng)了車身外形的力量感,更有其實(shí)際意義。當(dāng)車輛發(fā)生正面碰撞時(shí),這樣的設(shè)計(jì)相比平面的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋更不易產(chǎn)生彎折,也體現(xiàn)出斯柯達(dá)“實(shí)在不簡(jiǎn)單”的設(shè)計(jì)理念。對(duì)設(shè)計(jì)的持續(xù)優(yōu)化以及通過(guò)先進(jìn)生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)化正是工業(yè)4.0賦予生產(chǎn)的要求。
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車身強(qiáng)度是考量汽車安全性的重要指標(biāo),柯珞克高強(qiáng)度鋼的比例達(dá)到29%,超高強(qiáng)度鋼的比例達(dá)到21%,特高強(qiáng)度鋼的比例達(dá)到3%,高強(qiáng)度及以上鋼材使用的總比例高達(dá)78%,可以在碰撞發(fā)生時(shí)盡可能保證乘員艙的完整性,提高碰撞安全。除了高強(qiáng)度鋼的大面積使用,寧波工廠廣泛采用的激光焊接技術(shù)也是柯珞克高安全性的重要保證??络罂说恼嚰す夂搁L(zhǎng)度為5726mm,將整個(gè)車身的鋼性結(jié)構(gòu)提高50%,極大提升整車外觀品質(zhì)與安全性。激光焊接技術(shù)及高強(qiáng)度鋼材的大量采用使車身結(jié)合精度和車身剛度顯著提高,讓車輛在激烈駕駛或者非鋪裝路面行駛時(shí)不易變形,無(wú)論駕駛舒適性和安全性均有上佳表現(xiàn)。
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為確保車身的防腐性能,寧波工廠油漆車間在預(yù)處理電泳環(huán)節(jié)采用先進(jìn)的車身翻轉(zhuǎn)(RODIP)技術(shù),使車身完全浸沒(méi)在電泳槽內(nèi)并翻轉(zhuǎn)長(zhǎng)達(dá)5分鐘,使車身均勻覆蓋電泳層,保證外表內(nèi)腔電泳膜厚度符合康采恩標(biāo)準(zhǔn)。此外,通過(guò)空腔注蠟技術(shù)在車身空腔內(nèi)部注入一定量的液態(tài)蠟,從而在車身構(gòu)件表面形成均勻的保護(hù)膜,防止水分進(jìn)入內(nèi)腔侵蝕,可以保證12年防腐蝕性能,大大增加車輛的使用年限,提高保值率。
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大眾如何將工業(yè)4.0落地:先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用
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近幾年,以VR和AR為代表的虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等等新興技術(shù)方興未艾。這些技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,也是工業(yè)4.0得以實(shí)現(xiàn)的重要條件。雖然很多技術(shù)和我們的日常生活還有距離,但大眾工廠里已經(jīng)開始將部分技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。
在大眾寧波工廠里,VR技術(shù)已經(jīng)作為生產(chǎn)力工具在多個(gè)方面開始大量使用,特別是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和規(guī)劃方面。例如整個(gè)工廠使用DMU軟件進(jìn)行工廠設(shè)計(jì),隨后通過(guò)VR仿真技術(shù),利用計(jì)算機(jī)對(duì)工廠環(huán)境進(jìn)行仿真,從而合理地分配設(shè)備,安排物流和設(shè)備之間的大量輸送。在此基礎(chǔ)上再去定設(shè)備尺寸、決定設(shè)備數(shù)量,從而實(shí)現(xiàn)合理的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。同時(shí)在新員工的培訓(xùn)環(huán)節(jié),VR技術(shù)的應(yīng)用也取代了之前生產(chǎn)流程的模擬培訓(xùn),不僅成本更低、占地更小,而且培訓(xùn)效率更高,效果更有保證。
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另一項(xiàng)新技術(shù)是RFID芯片的應(yīng)用。每輛柯珞克上都有一張RFID芯片,相當(dāng)于車輛的身份證,里面記錄著每輛車的顏色、配置等信息。當(dāng)車輛通過(guò)安裝在設(shè)備上的RFID讀碼器時(shí),設(shè)備就能自動(dòng)識(shí)別出車輛的信息,然后調(diào)用不同的程序來(lái)工作,確保了車輛在裝配過(guò)程中的準(zhǔn)確性。同時(shí)RFID的運(yùn)用節(jié)省了工時(shí),大大提高了工作效率。
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不同于傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè),大眾工廠還采用了分布于車身主線的在線測(cè)量技術(shù)。這套技術(shù)系統(tǒng)共有5個(gè)在線測(cè)量工位,采用激光、視覺(jué)傳感器、圖像處理以及計(jì)算機(jī)控制等技術(shù)實(shí)現(xiàn)物體空間尺寸的精密測(cè)量,具有非接觸、速度快、100%檢測(cè)監(jiān)控等特點(diǎn)。通過(guò)17臺(tái)測(cè)量機(jī)器人對(duì)車身802個(gè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)白車身重要尺寸的100%監(jiān)控,及時(shí)發(fā)現(xiàn)每個(gè)尺寸缺陷并利用系統(tǒng)提供的相關(guān)工具快速診斷,向監(jiān)控人員進(jìn)行報(bào)警,及時(shí)消除潛在的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。
寫在最后
工業(yè)4.0是一個(gè)龐大而系統(tǒng)的工程,而且大眾目前在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用和探索也不僅限于今天提到的這些。未來(lái),會(huì)有越來(lái)越多的大眾工廠實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的落地,也會(huì)有越來(lái)越多工業(yè)4.0時(shí)代的大眾汽車走進(jìn)千家萬(wàn)戶。
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