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技術(shù)

生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用

2025China.cn   2009年02月10日

  要了解汽車行業(yè)的生產(chǎn)的大的架構(gòu)就要真正了解和分析汽車行業(yè)的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)仍然需要汽車制造行業(yè)的工藝,其特點,對不同的廠商還有不同的需求。

  汽車總裝廠通常有4大車間,或3 大車間,即沖壓車間,焊裝車間,涂裝車間和總裝車間,另一個重要的車間是動力總成車間。其中焊裝,涂裝,總裝及動力總成的工藝是最復(fù)雜的4個部分。

  1)沖壓工藝的特點及制造執(zhí)行系統(tǒng)的需求

  沖壓或板料沖壓是使金屬板料在沖模中承受壓力而被切離或成形的加工方法。日常生活用品,女口鋁鍋、飯盒、臉盆等就是采用冷沖壓的加工方法制成。例如制造飯盒,首先需要切出長方形并帶有4個圓角的坯料(行家稱為“落料”),然后用凸模將這塊坯料壓入凹模而成形(行家稱為“拉深”)。在拉深工序,平面的板料變?yōu)楹袪睿?邊向上垂直彎曲,4個拐角的材料產(chǎn)生堆聚并可看到皺褶。采用冷沖壓加工的汽車零件有:發(fā)動機(jī)油底殼,制動器底板,汽車車架以及大多數(shù)車身零件。這些零件一般都經(jīng)過落料、沖孔、拉深、彎曲、翻邊、修整等工序而成形。為了制造冷沖壓零件,必須制備沖模。沖模通常分為2塊,其中一塊安裝在壓床上方并可上下滑動,另一塊安裝在壓床下方并固定不動。生產(chǎn)時,坯料放在2塊沖模之間,當(dāng)上下模合攏時,沖壓工序就完成了。沖壓加工的生產(chǎn)率很高,并可制造形狀復(fù)雜而且精度較高的零件。

  沖壓車間通常都是由一些大的沖壓機(jī)器組成,幾個機(jī)器組成一個小的生產(chǎn)線,生產(chǎn)定型的沖壓件。在自動化程度比較高的工廠,不同機(jī)器之間的傳輸及裝卸料都是采用自動傳輸帶來實現(xiàn),但在國內(nèi)一些廠中,仍然采用的是人工操作的模式。由于沖壓車間的機(jī)器生產(chǎn)是依據(jù)模具來進(jìn)行,相對工藝比較固定,簡單,所以從生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的角度比較簡單。一般可以從以下幾個方面考慮:

  1.計劃的執(zhí)行
  2.生產(chǎn)過程中每個設(shè)備的生產(chǎn)過程質(zhì)量的控制與分析
  3.設(shè)備有效作業(yè)率,即設(shè)備OEE 的實時監(jiān)視和分析
  4.設(shè)備開啟/停止/運行的作業(yè)指導(dǎo)與安全指導(dǎo),檢查
  5.能源的控制

  2)白車身生產(chǎn)工藝的特點及制造執(zhí)行系統(tǒng)的需求

  白車身制造的基本過程就是采用機(jī)器人(或者手動加機(jī)械手輔助)的手段,傳輸、抓取、夾持離散的鈑金和沖壓件并將其焊接成復(fù)雜的白車身結(jié)構(gòu)。白車身焊裝過程的操作工序繁多,工藝內(nèi)容復(fù)雜,它是汽車制造企業(yè)最為關(guān)心的工藝領(lǐng)域之一,據(jù)統(tǒng)計,一個轎車車的白車身在焊裝過程中要經(jīng)歷3000-5000 個點焊步驟,用到100 多個大型夾具,500~800 個定位器,許多工藝信息都和零部件的三維幾何特性密切相關(guān),這給車身焊裝工藝參數(shù)選擇、工藝流程規(guī)劃、車身焊裝的質(zhì)量控制甚至車身設(shè)計都帶來很多挑戰(zhàn)。如何管理好數(shù)以千計的焊點,保證無漏焊、重焊,是白車身工藝規(guī)劃的難點??傮w來說,白車身工藝的特點和發(fā)展趨勢如下:

 ?。?)工藝越來越復(fù)雜和先進(jìn)。為了實現(xiàn)汽車輕量化,更多類型的材料被應(yīng)用到白車身制造中來,這無疑增加了焊接工藝的難度;減少焊點數(shù)量并廣泛使用先進(jìn)的激光焊接技術(shù)正成為車身焊接技術(shù)的發(fā)展方向。

 ?。?)制造過程屬于高度資本密集類型,在夾具以及傳輸、夾持零件所需的自動化設(shè)備,進(jìn)行焊接作業(yè)的機(jī)械手,驗證質(zhì)量所需的測量/測試設(shè)備等領(lǐng)域投資龐大。

 ?。?)大量使用機(jī)器人和自動化技術(shù)。為了保證焊裝工藝的節(jié)拍和白車身的整體質(zhì)量,國外已經(jīng)實現(xiàn)白車身焊接工作量的90%以上由機(jī)器人完成,機(jī)器人的控制、自動化和編程過程相當(dāng)復(fù)雜。

 ?。?)對產(chǎn)品設(shè)計和工藝規(guī)劃的質(zhì)量要求很高。為了保證高可靠性,要求超過95%的實際制造過程被模擬和仿真,并要求精確的設(shè)備設(shè)計、模擬和精確的生產(chǎn)節(jié)拍,從而縮短調(diào)試與試運行時間。

 ?。?)為了追求現(xiàn)有資本設(shè)備的價值最大化,白車身混線生產(chǎn)的要求日趨明顯,對標(biāo)準(zhǔn)化和柔性的要求更高。這要求實現(xiàn)模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的焊接工位、標(biāo)準(zhǔn)化驅(qū)動柔性制造、采用新的工具和手段增加制造柔性、機(jī)器人之間的分工協(xié)作和共享轎車平臺。

  焊裝車間生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的信息集成點從目前來說還是比較少,主要是焊裝的操作基本上是由焊裝機(jī)器人自動來實現(xiàn)的。目前的工藝水平,焊裝機(jī)器人基本上是按照模具焊接固定的焊點。但從總的發(fā)展方向來說,焊裝的工藝要支持混線生產(chǎn),這對生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的要求將會越來越高??傮w來說,焊裝的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的執(zhí)行特點為:

  1.車身上線,分配車身號,作為車身在焊裝及涂裝,到總裝的跟蹤的唯一的代碼。車身號的分配不要求很長, 一般00000~99999循環(huán)使用即可,當(dāng)然這和整個工廠的生產(chǎn)能力有關(guān)。

  2.車身VIN碼的分配,通常車身VIN碼的分配及打?。ㄔ谲嚿砩洗蜾撚。┰诳傃b開始的部分,部分車廠考慮到在總裝打鋼印破壞了涂裝的漆層,容易生銹,所以把此工藝放在車身車間。VIN碼在不同的地點生成,生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的控制將有所不同。但可以從以下兩個角度去考慮:

  a. 在VIN碼生產(chǎn)或分配時,相關(guān)的特性不分配,因為從以前汽車制造系統(tǒng)來說,VIN一分配,車輛的所有特性,包括配置,發(fā)動機(jī)類型,變速箱類型,顏色等都確定了??梢詮男畔⑾到y(tǒng)的角度考慮先有VIN碼,在生產(chǎn)過程中根據(jù)生產(chǎn)計劃的要求分配特性,但這種模式對于相關(guān)的信息系統(tǒng)的修改可能比較大,不僅僅在生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)方面。

  b. 在車身車間就確定一輛車的特性,這種模式的缺點是對于后續(xù)的生產(chǎn)的序列的(排程)調(diào)整的空間比較小。因為在這種模式下,一輛車上線后其所有特性就得到確定。但這種模式適合按照4S店或客戶的訂單進(jìn)行的拉動生產(chǎn)模式。對于緊急訂單的處理的靈活性差點。但目前這是使用比較多的模式。

  3.焊接過程的機(jī)器人的控制,對于只能機(jī)器人,可以由生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)直接根據(jù)所生產(chǎn)車輛的特性的要求,發(fā)布生產(chǎn)控制指令給機(jī)器人,如焊點的位置,大小,模具的使用等。在這種模式下,將會達(dá)到焊裝的混線生產(chǎn)

  4.按照焊裝設(shè)備的特點和狀態(tài),負(fù)荷量,調(diào)整焊裝生產(chǎn)路線及路由。最大化焊裝設(shè)備的生產(chǎn)效率。

  5.車身車間安燈系統(tǒng)的集成。

  6.焊裝質(zhì)量的控制與分析,實時采集焊裝設(shè)備的參數(shù)及質(zhì)檢參數(shù),實時進(jìn)行質(zhì)量分析,如SPC分析及控制。

  7.焊裝人工補(bǔ)焊跟蹤及控制

  8.大件物料需求的拉動開始,向供應(yīng)商或ERP將向供應(yīng)商發(fā)布大件詳細(xì)物料的需求信息

  9.焊裝設(shè)備的有效作業(yè)率的分析,有助于最大化焊裝設(shè)備的生產(chǎn)效率和提高產(chǎn)品的質(zhì)量,更能靈活的控制生產(chǎn)計劃的執(zhí)行。

  10.白車身匯報及白車身存儲,白車身的存儲區(qū)(WBS)的管理對于靈活調(diào)整生產(chǎn)計劃有很大的幫助。但目前WBS的可調(diào)配能力沒有PBS強(qiáng)。

  3)涂裝生產(chǎn)工藝特點及制造執(zhí)行系統(tǒng)的需求

  應(yīng)該還說每個廠家都有自己的涂裝工藝,多少有一些區(qū)別,主要是由于采用不同的設(shè)備,材料等,其相應(yīng)的工藝也不相同。目前的涂裝工藝,不僅要考慮到技術(shù)水平及涂裝質(zhì)量,成本,還要考慮到節(jié)能,環(huán)保等多方面的因素。

  汽車涂裝車間,其設(shè)計特點是除了電泳涂漆工位外,一般均采用平行的地面輸送設(shè)備來運送車身。為保證轎車的油漆質(zhì)量, 油漆車間均采用恒壓設(shè)計,進(jìn)入車間空氣由空氣交換器加熱并經(jīng)過充分的過濾凈化。地面輸送設(shè)備皆是動力驅(qū)動的氯丁二烯橡膠滾輪輸送設(shè)備,以及雙軌摩擦接觸式的地面輸送設(shè)備。而且,在整個預(yù)處理和涂漆工位內(nèi),都應(yīng)由白車身焊接車間裝上導(dǎo)板,車身經(jīng)由高空通道進(jìn)入油漆車間后,直接下降至滾動輸送設(shè)備上,再送往多層倉庫。在車身堆積、貯放和提取上,也是由車間中央控制室來操縱,而整個車間操作進(jìn)而再由中央控制室全盤掌控,控制屏上的一系列燈光則可顯示出各操作工位的工作現(xiàn)狀。

  汽車涂裝大致有以下幾個過程:前處理工序(預(yù)清洗、脫脂、磷化和吹凈),之后轉(zhuǎn)到電泳涂裝工序(電泳、后沖洗、烘干),再在流水線上進(jìn)行連續(xù)的車身密封工序后,轉(zhuǎn)到底漆涂裝工序(下裙部噴漆、擦凈、噴漆、通廊、流平、烘干),再轉(zhuǎn)到面漆涂裝工序(打磨、預(yù)留段處理、擦凈、噴漆、通廊、流平、烘干),最后車身經(jīng)檢驗工序后,轉(zhuǎn)入涂裝車身存儲區(qū),再轉(zhuǎn)入總裝車間。

  原材料的配料控制——油漆配料間的內(nèi)墻四周一般在離地0.6m高度處裝設(shè)25mm寬的接地銅帶,所有油漆桶都與其連接,配料間所有電器(包括電話)均為防爆型,并必須在墻角設(shè)置噴淋裝置,一旦油漆管路爆裂便可立即沖洗;同時,配料間內(nèi)還要將一定容量的油漆桶貯放在成排架子上,用氣壓起重機(jī)貯放和提取油漆桶,通過升降機(jī)將油漆桶送往油漆混合室。

  車身前處理工序——車身前處理是轎車涂裝生產(chǎn)的關(guān)鍵工序,包括預(yù)清洗、脫脂、磷化和吹凈等內(nèi)容。

 ?、?按生產(chǎn)計劃提取各種車型的車身,并由雙軌地面輸送設(shè)備送到清洗工位,先在清洗平臺上人工刷洗,再通過積放式懸掛輸送機(jī)帶著滑撬送至涂裝車間;

 ?、?前處理為噴淋式,車身的殼體內(nèi)裝有特殊輔助裝置,使車門始終保持半開狀態(tài),方便溶液噴淋和水沖洗;進(jìn)入清洗處理的車身,先在20米左右長的生產(chǎn)線內(nèi)進(jìn)行化學(xué)清洗除銹,生產(chǎn)線上部一般均裝有排氣天篷罩,用于抽取清洗過程中產(chǎn)生的煙霧,車間管理人員應(yīng)定期更換天篷罩以保證車身涂裝清潔;

 ?、?車身在磷化處理時,行李箱和發(fā)動機(jī)罩處于打開狀態(tài),使磷化溶液能充分噴淋到金屬表面,磷化生產(chǎn)線一般均安裝在地面上,內(nèi)有均勻分布在特殊結(jié)構(gòu)坑道的加工槽。各槽應(yīng)與車間地面相平,車身經(jīng)過預(yù)沖洗、堿液清洗、第一次/第二次沖洗、磷酸處理、第三次沖洗和最后一次清洗后,可達(dá)到車身吹干的效果;

 ?、?磷化處理槽的底部呈錐形,以便沉淀和去除淤渣,將錐體中的淤渣移到沉淀池沉淀,澄清的磷酸鹽溶液流回處理槽供回收,磷化處理溶液使用前應(yīng)加熱到130℃左右,與磷化隧道平行的磷化干燥爐一般長度為80米左右,并安裝在地面上,以便車身在通過輸送線到干燥爐前有前后各15℃的傾斜,以便除去車身殼體凹坑中的殘留水分;

 ?、?在干燥爐頂部的空氣加熱器上需裝備空氣流量恒溫控制調(diào)節(jié)閥,車身應(yīng)在干燥爐120℃左右的溫度中干燥30分鐘,車身表面吹干便可防止磷酸鹽結(jié)晶,從而不致于令其影響車身的油漆質(zhì)量。

  車身電泳涂裝工序——車身電泳為轎車涂裝生產(chǎn)的關(guān)鍵工序,包括電泳、后沖洗、烘干等工序。

 ?、?電泳線一般都裝有厚膜陰極電泳,車身在電泳后采用噴淋方式?jīng)_洗,再在車間二層上進(jìn)行烘干,故電泳生產(chǎn)線的懸鏈一般由高9m左右升至15m左右,車身需爬高6m左右;

  ② 烘干后的車身由懸鏈下坡至一層,再由升降機(jī)將車身放入地面的滑撬輸送系統(tǒng),經(jīng)干燥爐出來到達(dá)冷卻工位,車身由輸送設(shè)備送到電泳工段,在干燥爐和電泳工段之間,一般設(shè)有兩條臨時貯放車身的輸送線;

 ?、?烘干的車身經(jīng)過冷卻以后亦可繞過這兩條輸送線直接到電泳池去,車身從地面軌道經(jīng)過升高的輸送機(jī),運送到架空軌道,由輸送架用吊鉤把車身吊起,接通輔助電極,經(jīng)架空軌道送往電泳池。

 ?、?電泳涂漆池一般用鋼板制成,池內(nèi)外應(yīng)裝有走道,四側(cè)有窗,便于車身電泳涂漆質(zhì)量的檢查,通常車身電泳涂漆在 200伏左右電壓,和500安培左右電流的情況下進(jìn)行操作,并采用分解式導(dǎo)電控制裝置使油漆不斷循環(huán);電泳涂漆的油漆溫度應(yīng)嚴(yán)格控制,當(dāng)溫度超過21℃時油漆將不能很好地粘附于金屬表面;因此,車間屋頂?shù)碾娪就科嵊推嵫h(huán)系統(tǒng)應(yīng)裝有管形冷卻器;這樣車身通過時,池內(nèi)的油漆溫度通過加熱器保持恒定,使油漆繼續(xù)循環(huán)不致產(chǎn)生沉淀;

 ?、?經(jīng)過電泳涂漆的車身先用自來水進(jìn)行噴淋沖洗后,再用脫除礦質(zhì)的水進(jìn)行噴淋沖洗,沖洗產(chǎn)生的污水通過斜槽流入車間地面下淤渣處理槽;在污水流經(jīng)淤渣處理斜槽時,通過加入添加劑使雜質(zhì)浮起,并用撇沫器撇除,這樣污水便能直接進(jìn)入下水道。

  車身清洗后再進(jìn)入到高空的烘干爐內(nèi),烘干的車身還需用人工操縱的空氣吹凈設(shè)備吹凈。此烘干爐采用空氣加熱器加熱,一般長約100米,是用10厘米厚兩層鍍鋅鋼板中間隔一層保溫材料的保溫板制成,車身通過此爐的時間為80分鐘,其中至少有15分鐘要處于175℃左右的溫度環(huán)境,從而達(dá)到車身電泳的良好效果。

  車身底部密封工序——車身底部密封是轎車涂裝生產(chǎn)的一般工序,該工序操作順序如下: 車身底部密封就是將從烘干爐出來的,進(jìn)入冷卻隧道用高速空氣進(jìn)行冷卻的車身,將在架空的輸送設(shè)備上翻轉(zhuǎn)后,送到地面輸送設(shè)備;此時,車身脫開輸送架的吊鉤,經(jīng)滾動輸送設(shè)備送到雙軌摩擦輸送設(shè)備上,裝上隔音板,并用粘結(jié)劑密封車身底部,防止灰塵和水進(jìn)入車身。

  為使車身在處理過程中不致于積聚各種液體,應(yīng)在車身的底部開若干孔,這些孔也用粘結(jié)劑加以封閉,然后車身橫向送到另一條平行的輸送設(shè)備上經(jīng)過加熱輻射烘爐,爐內(nèi)裝有長波紅外線組的加熱器,使塑料溶劑在加熱的車身中容易注入到各接頭中去進(jìn)行密封;

  由于中涂僅在車身外表面進(jìn)行,車身密封是對底板部分采用噴涂,其它部位用高壓擠壓槍密封,故涂密封膠后的車身不需要烘干。

  車身底涂工序——車身底涂質(zhì)量直接影響車身的面漆質(zhì)量,車身底涂也是轎車涂裝生產(chǎn)的關(guān)鍵工序,該工序包括下裙部噴漆、擦凈、噴漆、通廊、流平、烘干等工作內(nèi)容。

 ?、?為減少底涂生產(chǎn)線的總長度,一般將底涂烘干室布置成為雙道烘干房,這樣有利減少烘干室外壁的熱損失,達(dá)到節(jié)能效果;電泳烘干和底涂烘干后均有中間貯存線,噴漆室廢氣經(jīng)水處理后直接排放,烘干室廢氣用催化燃燒法處理;底漆噴漆室總長為80米左右,共包括酒精擦拭、干布擦拭、自動噴漆以及人工噴漆4個工位;底漆層是用熱噴射電裝置自動噴到車身的頂部和兩側(cè)的,用電子感傳器控制噴槍操作,以對不同型號的車身進(jìn)行自動噴漆;

 ?、?人工噴漆在另一個噴漆室中進(jìn)行,噴涂車身的前后端和后部,以及自動噴槍噴不到的地方;人工噴漆時,整個工位兩邊應(yīng)不斷用水噴淋,污水經(jīng)斜糟流入油漆倉庫下面的污水處理系統(tǒng),廢氣由屋頂經(jīng)過濾清器濾清;車身從底漆噴漆室出來,由輸送設(shè)備送往底漆烘干爐;

 ?、?底漆烘干爐房一般長70米、寬7米左右,內(nèi)有兩條雙軌輸送設(shè)備,可容納兩個車身平行通過;車身烘干一般需時45分鐘,有效時間則應(yīng)保證30分鐘, 溫度為180℃左右;同時,須保持與前工位同樣的30輛/小時的輸送速度前進(jìn)。


  車身面漆工序——車身面漆更是涂裝生產(chǎn)線的關(guān)鍵工序,該工序應(yīng)該包括打磨、預(yù)留段處理、擦凈、噴漆、通廊、流平、烘干等工作內(nèi)容。

 ?、?面漆噴漆室一般都裝有自動換色裝置,面漆可噴涂多種顏色,當(dāng)需要變換顏色時,工人按照附在車身上的顏色工作指令對自動顏色轉(zhuǎn)換器輸入數(shù)字指令,這時轉(zhuǎn)換器就可自動完成沖洗、吹凈、再沖洗、再吹凈,然后換色的全部工序,整個面漆涂裝程序一般在12-14s內(nèi)完成;面漆烘干一般分為三道烘干室,噴面漆品種有珠光漆,再包括底色漆及罩光漆;底涂及面漆均為集中供漆,都采用自動噴漆及人工補(bǔ)漆方法;

 ?、?由于油漆加工要高質(zhì)量、高效率、低費用;因此,車身面漆大多采用噴漆流水線,用泳法涂底漆,由輸送設(shè)備在工位間運送車身;同時采用自動噴漆機(jī)械裝置噴漆,噴漆機(jī)一般都采用程序控制,并安裝在噴漆室的頂部和兩旁,噴漆的循環(huán)速度一般約為110米/分,噴射率為 1400 厘米/分;

 ?、?自動噴槍噴不到的地方,由手工噴槍補(bǔ)噴;車身整理由輸送設(shè)備以每小時 30 輛的速度將車身輸送;車身的整理包括濕拭、吹干和異丙醇擦拭;其后進(jìn)入10米左右長的干燥隧道,隧道中高速空氣分配系統(tǒng)的熱量由電池組供給,每輛車身在隧道通過時間是3分鐘;

 ?、?涂面漆一般有兩條面漆流水線,每條線以15輛/小時速度進(jìn)行,總?cè)萘窟€是30 輛/小時;面漆工段的設(shè)計特點是:清洗、預(yù)處理、電涂漆和底漆層加工均位于這兩條面漆流水線和烘干工位之間;砂紙打磨包括打磨、檢查、自來水沖洗、脫除礦質(zhì)的水沖洗及吹干等工作內(nèi)容,全線長60米左右;用裝有碳化硅砂紙的機(jī)器打磨,打磨時不斷用水沖洗,架空行道能使操作人員到達(dá)車身的任何一部分。

 ?、?車身經(jīng)檢查、高壓自來水沖洗、脫礦質(zhì)水噴淋、吹干和烘干以后進(jìn)入冷卻隧道;噴漆前,對車身進(jìn)行酒精擦拭、干布擦拭、噴快干顯影密封材料和打磨;面漆油漆一般采用醇酸涂料,但在設(shè)計時也應(yīng)考慮使用丙烯噴涂;油漆由油漆混合室通過多種不同的循環(huán)來完成,每個循環(huán)是由油漆混合筒供應(yīng),用管道和閥門連結(jié)起來;進(jìn)入噴漆工段的空氣經(jīng)過預(yù)熱、水洗、再加熱和過濾等處理后使用;經(jīng)過噴面漆后的車身在長70米的干燥爐內(nèi)干燥,爐內(nèi)溫度為 140℃左右,車身在爐內(nèi)停留時間約為45 分鐘,有效時間為30分鐘;最后檢查車身烘干質(zhì)量,并將少數(shù)油漆不合格的車身轉(zhuǎn)送到整修工位進(jìn)行整修。

  車身檢驗工序——首先是外觀質(zhì)量檢驗,方法是整修清理好的車身放在輸送線上,由檢驗員進(jìn)行全數(shù)外觀檢驗和折光率檢驗,以確定車身油漆涂裝色差、表面質(zhì)量和折光率,對有缺陷的車身填上說明缺陷部位及種類的卡片,并做好缺陷記錄,然后送入返修工段,以便采取質(zhì)量改進(jìn)措施時使用;油漆車間一般都有返修工段,并有一條返修線,該線返修能力為17~ 20輛左右,返修率約為10~15%,返修后必須再檢。

  其次,必須進(jìn)行以下理化性能項目檢驗:漆膜厚度檢驗;車身劃格檢驗;車身彎曲檢驗;車身腐蝕檢驗。

  每批車身涂裝試片應(yīng)和轎車車身在共同生產(chǎn)工藝狀況下進(jìn)行生產(chǎn),并保持共同的生產(chǎn)批號。經(jīng)檢驗合格的車身在進(jìn)行防銹處理后應(yīng)整齊擺放,同時將車身的發(fā)放記錄按批號登記在冊以備追溯性檢查需要;凡轎車車身在各類檢驗中發(fā)現(xiàn)缺陷產(chǎn)品,必須按生產(chǎn)批號做好檢驗記錄和匯總分析,同時制訂糾正措施和進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)。

  轎車涂裝工藝是一個不斷更新發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域,隨著國內(nèi)外汽車企業(yè)對轎車涂裝工藝研究的不斷深入,并針對其產(chǎn)品質(zhì)量要求進(jìn)行原因分析和制定相應(yīng)的質(zhì)量改進(jìn)措施,將使轎車涂裝生產(chǎn)線的規(guī)劃水平不斷地提高。

  在幾個工藝過程中間,通常有一些緩沖區(qū),以用來存儲車輛的。

  從生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的角度考慮涂裝的生產(chǎn)過程通常會包括以下幾個方面:

  1.涂裝車輛的序列調(diào)整,即涂裝生產(chǎn)序列,通常涂裝的生產(chǎn)序列的調(diào)整是根據(jù)方面的一點或幾點來實現(xiàn)的:

  a. 白車身的存儲量是否滿足生產(chǎn)計劃,即WBS的白車身保有量。

  b. 交車計劃,通常PBS(顏色車身)的存儲和調(diào)配空間有限,通常按照交車計劃安排總裝下線車輛(成品車)計劃

  c. 車身顏色,雖然隨著涂裝機(jī)器人的技術(shù)水平越來越高,面漆更換顏色的速度越來越快,但是在考慮車身的序列時還是要考慮盡可能每天不要頻繁更換面漆顏色。

  2.WBS的管理——通過對WBS的管理,能很好的調(diào)配需要的白車身

  3.過程參數(shù)的監(jiān)控——通常監(jiān)控每個處理工藝的過程參數(shù),如PH值,壓力,溫度等,通??梢酝ㄟ^SCADA系統(tǒng)來實現(xiàn),這些參數(shù)通常是通過PLC來采集的。但是通??梢约缮a(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)對過程參數(shù)進(jìn)行分析,獲得最佳的設(shè)備運轉(zhuǎn)的參數(shù)。特別是在柔性化生產(chǎn)需求越來越重要的大環(huán)境下,可以通過生產(chǎn)車輛的要求特性,有生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)布控制參數(shù),再由SCADA和PLC系統(tǒng)具體執(zhí)行。

  4.機(jī)運系統(tǒng)的控制——涂裝車間的機(jī)運系統(tǒng)通常是控制車輛在不同工藝及暫存區(qū)之間的移動,機(jī)運設(shè)備的自動化控制部分通常是采用PLC來執(zhí)行的。生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)需要根據(jù)車輛的工藝需求和生產(chǎn)序列來控制車輛的路由,對機(jī)運系統(tǒng)發(fā)布控制命令。

  5.涂裝車輛的跟蹤——涂裝車間的車輛跟蹤對于了解車輛的位置及控制車輛的路由都十分重要,由于涂裝的工藝過程中有前處理,電泳,噴漆等,相對來說其跟蹤一般采用無線的非接觸的方式。 通常的涂裝車間跟蹤方式采用以下幾種:

  a. 采用RFID即射頻識別技術(shù),采用RFID通常是在一些固定檢測點或路由分叉點,重要控制點安裝RFID讀寫器,不同的控制點,可能只需要僅僅讀的RFID,需要向RFID內(nèi)紀(jì)錄信息的,則需要可寫的RFID。RFID的識別Tag(紀(jì)錄信息的)通常安裝在吊架上,在不同的輸送線之間需要安裝讀寫設(shè)備對吊架上的Tag重寫。總之,車輛所在的吊架內(nèi)Tag紀(jì)錄的信息是吊架所載車輛的信息。

  b. 采用條碼,即采用多層條碼,并且條碼表面有薄膜,防腐蝕。在不同的過程將最上面的一層撕毀即可。

  6.涂裝車身調(diào)配,在對各個暫存區(qū)的車輛進(jìn)行調(diào)配和管理

  7.涂裝質(zhì)量的監(jiān)控, 紀(jì)錄每輛車的重要的過程參數(shù)和質(zhì)量檢測參數(shù),按照涂裝批次對車輛進(jìn)行控制

  8.涂裝缺陷控制及缺陷路由控制 – 根據(jù)質(zhì)檢的結(jié)果,控制涂裝進(jìn)行修補(bǔ)的路由,進(jìn)入不同的返修工段,并紀(jì)錄返修的過程和結(jié)果

  9.大件物料的供應(yīng)需求確認(rèn)

  10.涂裝安燈系統(tǒng)的集成

  11.PBS的管理,對質(zhì)量檢查合格的車輛,控制進(jìn)入顏色車身的暫存位置,通常PBS采用的橫的和豎的移行機(jī)組成,對于進(jìn)入PBS的車輛必須能方便的進(jìn)行起序列的調(diào)配,同時根據(jù)總裝的序列,進(jìn)入不同的位置。


  4)總裝工藝的特點及制造執(zhí)行系統(tǒng)的需求

  汽車總裝的基本過程就是采用手動(或者手動加機(jī)械手輔助)的手段,按次序?qū)⒘悴考b配到移動的車身上,最終生成汽車的成品。在過去的十幾年中,隨著汽車產(chǎn)品型號的急劇增加,產(chǎn)品配置越來越復(fù)雜,總裝的混流生產(chǎn)變得非常普遍,總裝生產(chǎn)線成為汽車制造商在規(guī)劃設(shè)計過程中最費時間的部分??傮w來說,總裝工藝和制造的特點及發(fā)展趨勢如下:

 ?。?)制造過程屬于高度勞動力密集類型,存在若干優(yōu)化目標(biāo):a)優(yōu)化勞動力價值,充分利用在線作業(yè)時間;b)平衡整個生產(chǎn)線,使產(chǎn)出最大化;c)滿足人機(jī)工程和要求,實現(xiàn)安全生產(chǎn);d)滿足物流的需求,實現(xiàn)準(zhǔn)時制造。要實現(xiàn)制造過程中效率和質(zhì)量的最大化,就必須對各個工序進(jìn)行非常詳細(xì)的理解和定義,即進(jìn)行詳細(xì)的工藝規(guī)劃。

  (2)汽車產(chǎn)品復(fù)雜,裝配任務(wù)的數(shù)量巨大,多個品種混流生產(chǎn),在投產(chǎn)前驗證和優(yōu)化裝配工藝規(guī)劃以及在投產(chǎn)后對生產(chǎn)過程進(jìn)行高效的管理都變得至關(guān)重要。以上海大眾為例,它計劃在三年內(nèi)引進(jìn)7 到12 種新車型,并進(jìn)行柔性混線制造,產(chǎn)量提高到每天2500 輛,因此,規(guī)劃部門的壓力也越來越大,它們必須不斷提高規(guī)劃能力,提高規(guī)劃的質(zhì)量和效率。

 ?。?)總裝混流生產(chǎn)線由相對確定和靜態(tài)的特性向不確定和動態(tài)的特性轉(zhuǎn)變。在大規(guī)模定制環(huán)境下,生產(chǎn)的對象需要根據(jù)客戶需求的變化而在一定范圍內(nèi)變化,有時產(chǎn)品對象會超出生產(chǎn)線設(shè)計時預(yù)定的能力,因此生產(chǎn)線應(yīng)具備動態(tài)調(diào)整的能力,通過快速調(diào)整工位、物料傳輸系統(tǒng)、以及工裝夾具等來適應(yīng)新產(chǎn)品類型的插入。

 ?。?)提高工藝規(guī)劃的“共用性”,在全球范圍內(nèi)創(chuàng)建和重復(fù)使用最佳的工藝規(guī)劃實踐。體現(xiàn)為:a)各個車型間共享制造規(guī)劃信息,提高復(fù)用比例,減少重復(fù)工作;b)在分布于全球的各個工廠)這些工廠可能進(jìn)行相同的總裝工作)間共享制造規(guī)劃信息。

  汽車總裝車間是對生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)需求最明顯也是目前生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)在汽車廠中應(yīng)用最廣泛的一個車間??傃b車間通常包含以下工藝段:

  1.前段——從PBS到總裝車間,通常按照總裝的生產(chǎn)計劃從PBS調(diào)車,由于涂裝采用吊架,總裝開始的生產(chǎn)線有的采用吊架也有的采用平板傳輸鏈,所以在這個點通常有換架的過程和控制。
  2.內(nèi)飾——按照不同車輛的裝配工藝,進(jìn)行內(nèi)飾安裝,通常內(nèi)飾的開始是撤車門,內(nèi)飾的中間是安裝儀表盤
  3.底盤——安裝前/后懸架等
  4.后裝——安裝輪胎,座椅等
  5.檢查——車輛的各種檢查
  6.門線——車門的安裝,一般車門組裝分為左/右車門線
  7.儀表線——儀表盤的組裝,隨著車輛內(nèi)飾的配置多元化,儀表線的組裝也越來越復(fù)雜,通常儀表線采用AGV小車
  8.前/后懸——前/后懸架的集成,一般是采用AGV線
  9.交付——打印交車單,合格證等

  按照不同的廠家,各個線采用的輸送鏈也不同,主要從工人方便安裝的角度來考慮。比較成熟的是每條線采用獨立的控制系統(tǒng),車輛在兩條線之間可以下線手工維修等。而且各個線之間存在互動關(guān)系 。

  應(yīng)該來說總裝的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的需求也比較成熟,由于總裝車間是人力密集型,并且物料比較多,通常從這兩點的角度來部署生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的功能:

  1.PBS的管理,按照生產(chǎn)計劃從PBS調(diào)車,在這個功能中和在涂裝車間談到的PBS管理是側(cè)重點不同,從總裝的角度考慮更偏向于總裝的計劃。當(dāng)然在這個角度來說要考慮到PBS的能力。

  2.總裝的進(jìn)入的換架及裝車單的打印,根據(jù)車輛的特性及配置,打印配置單(主要部件,對于同一平臺下,不同的部件單)

  3.物料及部件線的拉動啟動,從出PBS就開始拉動車輛的物料及儀表線,發(fā)動機(jī)等的需求,同時啟動按序供應(yīng)物料的拉動信號。對于即時供應(yīng)物料,也發(fā)布給供應(yīng)商送貨信號。應(yīng)該來說,物料的管理是總裝車間一個很重要的功能。因為物料本省庫存對供應(yīng)商和OEM廠商的壓力,另一個問題是OEM廠商保管部件庫存的場地的能力。目前來說物料管理比較好的是線邊按照車輛上線的順序提供物料,車間物料暫存區(qū)只需要保存兩個小時之內(nèi)的物料。

  物料的管理能達(dá)到的水平不僅僅在目前能達(dá)到的水平,而是要考慮將來的發(fā)展,因為對于單一產(chǎn)品和復(fù)雜混線的生產(chǎn),其物料的拉動的算法及系統(tǒng)的復(fù)雜程度是按照數(shù)量級的方式增長的。目前國內(nèi)基本上是同一車型配置上區(qū)別海比較小,版本也較少,對于這種狀況下,物料的配料還是基本能達(dá)到國外廠商的水平。如果車型版本再復(fù)雜,國內(nèi)廠商基本上就會有物料供應(yīng)上的壓力,而且這種壓力不是OEM廠商本身,還涉及到供應(yīng)商的系統(tǒng)。

  4.車輛序列管理——總裝車間車輛序列管理包括按照計劃和PBS序列安排上線序
  列,生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)序列調(diào)整,交車計劃車輛序列,車輛運輸計劃等。進(jìn)入總裝的車輛序列化后都有一個生產(chǎn)序列號。

  5.操作安燈的集成——由于總裝車間是人力密集型,操作安燈也比較重要,通常來說安燈系統(tǒng)不僅是簡單的停線,而是及時通知相關(guān)人員,和生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的集成,更能為管理和調(diào)度人員提供分析結(jié)果,做出改善。

  6.物料配送,看板及物料安燈的集成——大體上來說這是和物料管理相關(guān)的部分,前面第三點說到物料的拉動,一般是指物料從供應(yīng)商到OEM廠商。這里談到的物料配送的管理是從物料暫存區(qū)到線邊。通常公用物料采用看板供料的方式,在集成生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)后,看板供料的模式也從以前的實物看板發(fā)展到電子看板,信息更及時準(zhǔn)確。

  暫存區(qū)物料的管理在以后的幾年中信息化的程度將會越來越高,現(xiàn)在基本上采用的是人工管理的模式,在未來的幾年,暫存區(qū)的物料管理將結(jié)合物料安燈,物料配送小車及物料使用(線邊庫存狀況)達(dá)到更準(zhǔn)確更實時的程度,這體現(xiàn)在:

  A:物料的實時使用信息的自動收集, 這一般通過對車輛的跟蹤和識別,從車輛的物料清單自動可以了解到,另外還結(jié)合現(xiàn)場的貨架上的傳感器,自動了解物料的取用情況

  B:物料存放的信息指示,小車自動按照指示進(jìn)入物料存放區(qū)按照每個位置上的指示將物料運送到相應(yīng)的工位。

  C:物料需求信息自動發(fā)布到運送小車及暫存區(qū)庫位,自動引導(dǎo)小車到相應(yīng)的貨位取貨在送到相應(yīng)的工位。

  D:不合格物料的信息的自動收集和發(fā)布,集成到質(zhì)量管理和控制。

  7.質(zhì)量安燈的集成——質(zhì)量安燈是在相關(guān)質(zhì)量問題出現(xiàn)時所發(fā)布的安燈信號,將集成到生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的質(zhì)量管理功能

  8.車輛識別和跟蹤——車輛的識別和跟蹤對于精確了解車輛的位置,指導(dǎo)物料供應(yīng),車輛序列管理,生產(chǎn)防錯等。總裝車輛識別一般采用條碼掃描的方式,跟蹤一般采用傳輸鏈的節(jié)拍信號。車輛的識別和跟蹤實際上是將車輛的生產(chǎn)順序信息化。

  9.車間綜合信息安燈的集成——車間綜合安燈是顯示車間的綜合情況,包括生產(chǎn)線的運行,產(chǎn)量,計劃等信息。

  10.防錯系統(tǒng) – 防錯功能將總裝車間用的越來越多的,通過車輛的識別和跟蹤信息的結(jié)合,自動根據(jù)車輛的特性控制相應(yīng)的設(shè)備,進(jìn)行自動的操作,同時采集設(shè)備操作過程中的過程參數(shù)信息,集成到車輛的質(zhì)量信息中,如剎車液添加設(shè)備等。

  11.關(guān)鍵物料條碼的記錄——主要是記錄關(guān)鍵部件的條碼,和車輛VIN碼關(guān)聯(lián),如發(fā)動機(jī),變速箱等。

  12.物料反沖——反沖車輛的物料消耗,一般在下線時觸發(fā)

  13.車輛質(zhì)檢信息的集成——集成車輛檢測設(shè)備,自動管理車輛質(zhì)量數(shù)據(jù)

  14.車輛合格證的打印——連接國家公安部的系統(tǒng),自動發(fā)布所需要的數(shù)據(jù),自動打印合格單

  15.車輛譜系的生成及管理——車輛譜系的生成是包括在整個車輛生產(chǎn)過程中,不僅僅是總裝車間,還包括從沖壓開始,以及所有部件生產(chǎn)的信息。車輛譜系不僅僅是包含車輛組成及包含哪些部件,還應(yīng)該包含操作人員,設(shè)備,質(zhì)量檢測,物料等多個方面。對于物料,應(yīng)該是按照不同的物料記錄不同的信息,如關(guān)鍵物料的序列號,其它物料至少應(yīng)該按照批次跟蹤。以便于將來的追溯。

 

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