车辆工程技术
25车辆技术
三厢车高善民
（上汽通用（沈阳）北盛汽车有限公司, 沈阳 110000）
摘 要：本文从车间环境、生产线柔性、设备自动化、设备和产品质量过程监控等方面对车身智慧制造进行了探索。基于目前工艺现状，提出车身智慧制造需要从工艺、操作、质量和物流等方面系统分析，利用4-Less策略，建立简单柔性的工装系统，节能干净的车间环境，自动化NoTouch的制造工艺，智能化的输送和过程监控系统，从而提升车身制造的智能化水平，最终满足客户的个性化需求，并提高客户对品牌的热忱。关键词：车身智慧制造；方向探索；柔性生产技术；实现手段；4-less策略
0 引言
基于时代形式，国家战略和公司发展规划，车身车间必须在现有条件的基础上探索车身智慧制造的方向和突破口，提升车身制造的智能化水平，以充分满足快速多变的市场需求。
1 车身车间线体柔性
通过条码扫描、传感器识别等对车型进行自动识别和防错，通过工装夹具的人工或自动切换实现不同车型的柔性生产。车型识别已经有很成熟的技术，专用的工装夹具设备切换则相对复杂，形式多样，主要包含：（1）夹具内夹紧单元切换方案。夹具内夹紧单元通过翻转、水平滑动、升降和旋转等方式来实现多车型切换是最常见的一种解决方案，适用于夹具内多数夹紧单元或夹具主体机构，仅需要个别单元切换即可实现多车型共用的情况。该方案技术难度低，适用范围广，从小分总成夹具、一级分总夹具成到总拼夹具均可使用。对于车型之间尺寸变化较小的零部件定位，多数可以通过夹紧单元的滑动来实现车型切换。上汽通用车身车间，滑动切换机构在后围区域常使用，例如科鲁兹两厢和三厢车在后围部分结构相似，仅在纵梁和备胎板长度上有区别，则在后纵梁的定位上采用了滑动式切换机构，当生产车型变化活动范围内，理论上可以实现对任意车型的定位。（2）模块化切换方案。将夹具系统拆分并模块化，通过切换系统实现定位模块的切换是目前夹具柔性化技术中系统构成最复杂、技术含量最高且柔性化程度最高的一种解决方案，一般适用于自动化程度较高的生产线及总拼工位。使用这种解决方案的夹具系统一般被分解为4个模块：夹紧模块---定位车身的夹紧单元构成的模块；docking模块---定位夹紧模块的模块；切换系统模块---将夹紧模块送入或送出docking模块的搬运系统；夹紧模块库---夹紧模块的储存库。（1）模块化切换方案在分总成上的应用（3）.转台/滚筒式切换方案。该方案是将夹具固定于转台或滚筒上，通过转台或滚筒的旋转实现多车型的切换，既可用于小
分总成，也可用于车身总成工位，技术难度较小，由于其焊接接近性较差，因此多用于机器人焊接工位。焊装生产线实现柔性的方案多种多样，其中以模块化的切换方案柔性最好，形式最多样化，应用范围也最广。各汽车生产企业应在复杂的切换技术中选择适合企业实际情况的柔性化方案，并形成标准化，这对降低生产成本、提高企业竞争力有重大意义。
2 车身车间自动化设备的使用
智慧制造的关键是物联网和大数据分析使用，物联网的基础是设备的自动化和智能化。自动化程度越高，越容易提高智慧制造水平[3]。例如，工业机器人在汽车行业被大量应用，实现了全自动焊接、自动涂胶和监控、自动打紧扭矩、自动折边、自动零件安装等。在物料配料和运输系统上，可通过系统通信，实现物料的自动备料，通过AGC，Minomi，EMS系统进行自动运输上料。产品质量实现在线自动检测，并通过信息系统，将测量结果进行上传网络，供工程师分析，也同时与在线报警系统进行关联，若测量超出预设公差范围，则通过设备报警进行提示人员进行关注处理。目前SGM车身车间在自动焊接，自动涂胶，自动扭矩，自动折边和自动上料系统上都有了大量使用，并有很高的可靠性。但在产品质量自动检测上，焊接质量自动检测缺少自动化技术，目前仍以人工检查为主，后续需要建立焊接质量自动检测系统，并通过通讯系统进行联网，将焊接质量状态实时体现，供生产和工程师参考分析，并通过报警系统提醒员工进行检查返修。3 车身车间过程监控系统
对于整车制造基地来说，产量和质量是两大基本业务。稳定的设备状态和工艺参数是保证产量和质量的基础。通过对设备和产品质量进行过程监控，提升工厂产量和质量的稳定性，并通过监控数据分析寻改进机会，实现产量和质量的不断提升。实现智慧制造的一大特点便是产品制造过程自动监控，设备自我诊断，建立设备联网后，还要有强大的数据处理系统，专家系统来自动分析，以实现产品质量和制造过程的稳定，最终实现产量和质量的高度可控。
从车身6-pillor工艺出发，实现车身主要制造工艺的自动监控，需要有以下几种技术。焊接质量自适应控制技术的应用，扭矩自动打紧和监控校准技术，尺寸vision监控和报警系统，表面质量自动扫描和打磨技术，自动涂胶和实时监控技术，车型全自动匹配和防错技术。目前除表面质量无自动检测技术外，其他几方面均已经实施，需要不断完善。
从设备自我诊断方面，需要各种设备的寿命自动监控技术，在线设备状态+备件自动管理技术，PM自动提示报警系统，工装偏差自动检测和报警系统。目前设备状态自动诊断和监控技术使用较少，现场仍是以人工监控和维护为主。将来需要挖掘开发新的监控技术，协助员工进行设备管理，有效做到计划性维护，提升设备开动率，有效保障车间产量。
4 结论
车身智慧制造是历史必然趋势，车身车间需要根据目前现状，充分利用现代技术，提升车间智能化制
造水平，确保车间运行在一个无忧制造环境[2]下，实现较高的产品质量。通过系统分析，车身要从工艺、操作、质量、物料方向作为突破点，建立简单柔性的工装系统，节能干净飞溅少的车间环境，自动化notouch的制造工艺，智能化的物料系统和可靠的过程监控系统，并提出通过4-Less策略提升车间的整体智能化水平。
参考文献：
[1]刘增昌.白车身柔性焊装生产线关键技术[J].汽车制造业,2015.
[2]李杰，倪军，王安正.从大数据到智能制造[M].上海：上海交大出版社,2016
[3]李世杭.智能制造在汽车行业的应用与展望[J].汽车工艺师,2015.
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