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人人都在说的工业4.0 如何被大众一步步变成现实?

2018-08-01 11:31来源:

原标题:人人都在说的工业4.0 如何被大众一步步变成现实?

工业4.0的概念很多人都不陌生,这一概念最早是于2013年4月被德国政府在汉诺威工业博览会上正式推出。这之后,工业4.0也迅速成为德国的又一个标签,并在全球范围内引发了新一轮的工业转型竞赛,被视为第四次工业革命的开始。

何为工业4.0?它能给汽车产业带来什么?

虽然概念很火,但究竟什么是工业4.0?估计少有人真正知道,所以有必要先科普一下。人类历史上共经历过三次工业革命,分别是以蒸汽机的出现为标志的第一次工业革命、以电力和电气化广泛普及为标志的第二次工业革命、以互联网和自动化为标志的第三次工业革命。工业4.0也就是第四次工业革命,是指利用物联信息系统将生产中的供应、制造、销售信息数据化、智慧化,最后达到快速、有效、个人化的产品供应。

对于汽车工业而言,工业4.0将要带来的不是颠覆,而是升级,具体体现在:通过先进的生产工艺达到行业领先的技术标准;通过机器互联、大数据处理,实施定制化、精准化智能生产;严苛的质量监测与管理体系。

目前和工业4.0有关的很多项目还只是停留在概念阶段,鲜有能真正落地或实操的。作为德国工业的代表,同时也是全球汽车行业的领军品牌之一,大众集团则通过不懈的探索和努力正在将工业4.0一步步变为现实。

大众如何将工业4.0落地:生产工艺的迭代

工业4.0并非要完全颠覆现有生产工艺或环节,而是通过工艺改进和优化,保证产品品质同时提高生产效率。在生产工艺层面,大众集团已经在包括中国在内的全球多个地区的多个工厂实现工业4.0的落地,国内最具代表性的要数上汽大众宁波工厂二期项目,我们通过一些例子来探究一二。

斯柯达柯珞克是宁波工厂投产的最新一款车型,这款车采用了飞箭式高腰线设计,从车头一路水平延展至尾部。这条腰线看似简单,实则对生产工艺的要求非常高,因为要确保各个车身面组装后的一致性。帮助柯珞克实现这一设计的是德国舒勒6工序9100吨高速冲压线。这条6工序9100t高速伺服压机线采用了裁切、冲孔、拉延、挤压、修边、成型6道工序,具有高冲次、高质量、大尺寸和低耗能的特点,使零件公差可控制在正负0.2毫米以内。

斯柯达的车型发动机盖中间都会有隆起的水滴型线条,这样的设计不仅仅使车身别具辨识度,增强了车身外形的力量感,更有其实际意义。当车辆发生正面碰撞时,这样的设计相比平面的发动机盖更不易产生弯折,也体现出斯柯达“实在不简单”的设计理念。对设计的持续优化以及通过先进生产工艺实现这些优化正是工业4.0赋予生产的要求。

车身强度是考量汽车安全性的重要指标,柯珞克高强度钢的比例达到29%,超高强度钢的比例达到21%,特高强度钢的比例达到3%,高强度及以上钢材使用的总比例高达78%,可以在碰撞发生时尽可能保证乘员舱的完整性,提高碰撞安全。除了高强度钢的大面积使用,宁波工厂广泛采用的激光焊接技术也是柯珞克高安全性的重要保证。柯珞克的整车激光焊长度为5726mm,将整个车身的钢性结构提高50%,极大提升整车外观品质与安全性。激光焊接技术及高强度钢材的大量采用使车身结合精度和车身刚度显著提高,让车辆在激烈驾驶或者非铺装路面行驶时不易变形,无论驾驶舒适性和安全性均有上佳表现。

为确保车身的防腐性能,宁波工厂油漆车间在预处理电泳环节采用先进的车身翻转(rodip)技术,使车身完全浸没在电泳槽内并翻转长达5分钟,使车身均匀覆盖电泳层,保证外表内腔电泳膜厚度符合康采恩标准。此外,通过空腔注蜡技术在车身空腔内部注入一定量的液态蜡,从而在车身构件表面形成均匀的保护膜,防止水分进入内腔侵蚀,可以保证12年防腐蚀性能,大大增加车辆的使用年限,提高保值率。

大众如何将工业4.0落地:先进技术的应用

近几年,以vr和ar为代表的虚拟现实、人工智能、大数据、区块链等等新兴技术方兴未艾。这些技术的发展和应用,也是工业4.0得以实现的重要条件。虽然很多技术和我们的日常生活还有距离,但大众工厂里已经开始将部分技术应用到实际生产中。

在大众宁波工厂里,vr技术已经作为生产力工具在多个方面开始大量使用,特别是在产品设计和规划方面。例如整个工厂使用dmu软件进行工厂设计,随后通过vr仿真技术,利用计算机对工厂环境进行仿真,从而合理地分配设备,安排物流和设备之间的大量输送。在此基础上再去定设备尺寸、决定设备数量,从而实现合理的设计和规划。同时在新员工的培训环节,vr技术的应用也取代了之前生产流程的模拟培训,不仅成本更低、占地更小,而且培训效率更高,效果更有保证。

另一项新技术是rfid芯片的应用。每辆柯珞克上都有一张rfid芯片,相当于车辆的身份证,里面记录着每辆车的颜色、配置等信息。当车辆通过安装在设备上的rfid读码器时,设备就能自动识别出车辆的信息,然后调用不同的程序来工作,确保了车辆在装配过程中的准确性。同时rfid的运用节省了工时,大大提高了工作效率。

不同于传统的人工监测,大众工厂还采用了分布于车身主线的在线测量技术。这套技术系统共有5个在线测量工位,采用激光、视觉传感器、图像处理以及计算机控制等技术实现物体空间尺寸的精密测量,具有非接触、速度快、100%检测监控等特点。通过17台测量机器人对车身802个点进行实时监控,该技术可实现对白车身重要尺寸的100%监控,及时发现每个尺寸缺陷并利用系统提供的相关工具快速诊断,向监控人员进行报警,及时消除潜在的质量风险。

写在最后

工业4.0是一个庞大而系统的工程,而且大众目前在实际生产中的应用和探索也不仅限于今天提到的这些。未来,会有越来越多的大众工厂实现工业4.0的落地,也会有越来越多工业4.0时代的大众汽车走进千家万户。

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