切换城市:北京
更多应用 |
官方:微博/微信
| 车展 | 专题 | 车商通 | 商用车

凤凰网汽车

凤凰网汽车>全媒体>正文

工业互联网下的汽车制造

2019年12月06日 20:11:03
分享到:
来源:雅斯顿

雅斯顿原创文章 |默默

每一次工业革命都会推动社会发展,甚至企业、国家的排序也会发生逆转,而这样的工业革命已经发生了四次。 幸运的是,我们正身处第四次工业革命的浪潮之中,而以汽车为代表的制造业,始终扮演着工业革命的主角,这一次同样不例外。

第一次工业革命由18世纪的英国发起,蒸汽机带来了机械化,真正的工业生产开始诞生。(汽车开始诞生)

第二次工业革命则在20世纪初,由于电力应用带来了大批量生产时代。(福特流水线生产方式,通用创立的事业部加全面预算管理制度。)

第三次工业革命在20世纪后半叶,随着计算机技术的发展,工业生产进入自动化模式,丰田生产方式孕育而生。

第四次工业革命在2015年正式起航,由德国提出工业4.0,美国提出工业互联网和中国提出中国制造2025战略概念为契机,推动汽车进入模块化生产阶段。

只不过,这一次主角变成了德国和美国,日本似乎还没有完全走出经济低迷「失去的20年」,中国则是「大而不强」,世界两大巨头制造业之争产生了路线分歧。由于德国在信息技术尤其是创新方面不占优势,德国更希望依靠传统制造业优势,比如机械设备制造和嵌入式控制系统制造,因此德国国策衍生出工业4.0概念。

美国在航空、半导体领域依然拥有绝对优势,同时还有IBM、英特尔、惠普甚至谷歌、Facebook等高科技创新企业,美国希望在信息革命下由数据驱动制造工业的自动化,实现工业的互联网化,因此衍生出了工业互联网的概念。

P.S.

丰田制造方式依然是世界上典型的日本制造业顶级哲学,但随着制造业逐步趋向「个性、喜好、性能」三方面发展,丰田生产方式这种侧重「大批量生产」的制造业思维,在美国和德国强调「批量个性化定制」的制造业思维面前出现了滞后。

美国对于工业互联网的想象,如今已经逐步呈现在通用汽车在中国建造的几大工厂之中,其中让人印象最深的当属凯迪拉克金桥工厂以及作为CVT变速箱生产基地的上汽通用东岳工厂。

管中窥豹,可见一斑。

几年前,参观位于金桥的凯迪拉克工厂时,除去凯迪拉克工厂极其出色的环保能力和制造能力外,也同时了解到这是当前在中国投产最先进的工厂之一,是一座严格按照当下最先进工业互联网规范建设的工厂,它可以实现中美两国数据实时同步,具备大批量个性化定制生产的能力,即实现销售端下单、工厂直接生产,理想状态一周即可生产完毕。只不过,这种能力还没有被点亮。

上汽通用东岳工厂同样是一座自动化率极高的工厂,他们称之为「智能工厂」,而这次参观的重点是其在国内生产的CVT变速箱车间。在这样的工厂里参观,我更加关注先进的制造流程或者思路如何对待「人」的角色。

听起来是一个很矛盾的问题,上汽通用在解答为何要做智能工厂时,这样答道:

「这是大势所趋,技术得到了发展,智能设备效率不断提升,已经具备了超越人工的能力」。

智能工厂诞生的目的就是让越来越多的智能机器取代人工,换句话说,是不是人越少的工厂就越先进?我相信大多数人对工厂先进性的评价都有这么一条不成文的「评价标准」。

如果按照这个标准,东岳工厂CVT智能无级变速箱生产基地是一间优秀的工厂,基地装配线的制造自动化率达到68.3%,远高于行业普遍的40%,机加工车间的制造自动化率更是高达93%。

对于智能工厂,上汽通用东岳CVT变速箱基地将其分为了智能生产、智能物流、智能维修和智能质量四个方面,而智能生产和智能物流是「机械自动化」的核心组成部分。这些部分也是最能体现机械超越人工能力的部分。

制造CVT变速箱,阀体与阀芯直接决定了产品品质,阀芯与阀体空隙过小,变速箱会换挡不畅,过大则燃油消耗增加,所以阀芯与阀体通过14个高清工业级摄像头智能选配,将容错范围从0.013-0.041mm降低至0.013-0.027mm,大幅提升产品性能以及一致性。这种「精益求精」的部分,适合机械,非人力所及。

对于 一致化要求较高的阀体与电磁阀总成连接,人工先后拧紧螺栓会造成扭矩不均和零部件变形的问题,利用智能机械的全轴拧紧工艺,32根螺栓同时工作,则可保障阀体油路的密封性。 这种「严丝合缝」的部分,同样适合机械,非人力可及。

安装轴承,尤其对CVT变速箱这种内部要求紧密连接的机械体,人工操作会放大误差,对于齿轮与齿轮之间的衔接,传统机械臂没有柔性操作经验,有柔性操作经验的机械臂又无法提取重物,于是上汽通用东岳工厂的技术工程师对一款KUKA的七轴机械臂再创新,使之具备压力感知能力,完成CVT变速箱三四轴的装配。这种「胆大心细」的部分,同样适合机械,非人力可及。

如果只是机械的制造、装配采用自动化倒也无可厚非,因为这是趋势,智能物流的出现其实是为了消灭库存或者为个性化定制而生的,只是对CVT变速箱来说还没有个性化定制的需求。

智能物流可以接受来自网络的订单,自动将相应配置的配件按照顺序送到相应的位置,最终组装成客户需求的合适产品。

将物品以合适的时间送到合适的位置,这项出现在「丰田生产方式」里的设计「准时制」顶级哲学已经成为全球制造业的共识,而在此之上,各家有各家不同的改造。对东岳CVT制造基地来说,它们的改造就是将仓储和物流与生产线融合起来,1层与2层实现连通,形成了立体式的仓储系统。

这套系统一旦开动,担当运输任务的AGC小车就会往复不断的运输货物,而基于准确时间运输准确货物的理念,整条生产线必须要保持95%的开动率,为此哪一个环节都不能出错,这也是最考验目前制造工程智能生产的一环。

既然有如此智能化的生产和制造,人到底还能在智能工厂中扮演什么样的角色,人会不会变得「Useless」?

上汽通用紧接着提到了人在智能工厂中的角色,为了适应新的任务,以及越来越AI的智能设备,人依然是必须的,只不过要有更高的知识储备。东岳工厂直接给出了答案,「人」会是未来制造业中必不可少的一部分,而且会保持一定的体量,智能工厂还有许多工作不能取代人的作用。

这样的定论并非东岳工厂一厢情愿,这是行业共识。

日本最早明确了人的角色。20世纪80年代,以「准时制」和「看板方式」为代表的丰田生产方式成为世界标杆,而大野耐一在「丰田生产方式」中特别提到「自働化并非自动化」,强调带人字旁的自动化。

作为80年代的主要竞争对手,德国曾经试图抗衡日本,针锋相对推出了「CIM」计算机集成制造的思想,即尽可能的把「人」排除在外。后来的事实证明,「把人排除在外」在先进的制造思维里是错误的,因此当德国再次拿出工业4.0的方案时,他们对曾经的失败进行了反省,重新强调了「人」的重要性,提出「以有识之士为中心探讨工业4.0」。

美国人则始终没有抛弃过人,人要干预机械、要设计软件,要控制质量。于此,便是智能维修和智能质量的核心。为了让设备始终如一的稳定工作,人或许已经不需要在生产线上承担体力劳动,但是他们要确保设备足够「听话」。理想状态下,每个工人身上带着蓝牙芯片,走到每一台机器前面,都有机器识别身份以及呈现任务。

现在东岳CVT基地里的人做的主要就是维修这件事儿。

现在的维修已经不再是每个师傅都带着螺丝、扳手类的工具,以数据为驱动的智能工厂会让每一台机器都具备通讯能力,当工人带着工业级PAD扫描设备上的二维码后,这台设备的维护运转状况信息都会实时传递到云平台,而针对这些收集来的数据,专业的技术人员会在后台进行分析监测。

如果有可能,还会生产案例,成为大数据的一部分。

人也是CVT变速箱的质量中至关重要的保障。即便机器已经做到始终唯一和稳定运行,人也会始终站在机器的最后对各种成品进行抽检。阀体生产完成后,经过内窥镜下放大35倍的人工视觉检测。

哪怕是经过人工抽验完成,下线的零部件也会在6台高精度测量仪与1台全自动粗糙度测量仪的“注视”之下,进行最高精度0.0012mm的再次测量。

最后每一个零部件出厂时已经附着二维码,建立起了追溯机制,哪怕是流出市场后因故发现的质量问题,便可立马追溯至哪一日期甚至哪一批次。如此便构成了智能质量。

工厂的核心任务就是生产质量可靠、安全的产品,而在工业互联网技术革命下的智能制造加入越来越多的智能分析,将适合机械的归于机械,让适宜人的还于人,而经由大数据的分析、维修和质量,东岳工厂CVT基地让我们见识到了技术更新迭代驱动产品可靠稳定的改变正在发生。

智能工厂并非只是车企的利益,实际上更关乎消费者利益,智能工厂的根本意义就保持自身产品在成本和技术之间始终具备竞争力,在市场上投放足够安全稳定可靠的车型,呈现出更好的消费者使用体验。 最终的三重奥义可以总结为3P——Preference(喜好)、Perfermance(性能)、Personalization(个性化),车企更容易打造安全稳定的产品。

实际上,别克作为中国全力推动小排量化的先驱,已经率先在国内推动1.3T+CVT这套动力组合的普及,今年全新上市的昂科拉&昂科拉GX和威朗,就都搭载了由东岳工厂生产的CVT变速箱。 而CVT相比以往双离合变速箱在结构上拥有更简单成熟的方案,加之其平顺的驾乘体验和经济节油的特质,使别克大量的家用汽车呈现出越来越好的体验。 也正是凭借着先进的制造工艺才敢于在饱受市场质疑时推出「8年16万公里超长质保」的承诺。

新威朗在中期改款时由1.5T+DCT全面转换为1.3T+CVT,在动力保持不变、加速时间不受影响的情形下,其燃油经济性从5.8L降为5.5L,CVT以其先天优势呈现出杰出的平顺性和上市两年大量的已售车型的参照下,新威朗已然变得更平易近人了。

昂科拉GX也是一款让我对其CVT版本十分喜爱的车型,对于1.3T引擎240Nm的扭矩范围,CVT处理的很好,而在昂科拉GX的百公里加速成绩上,1.3T+CVT版本表现也足够快。

身处第四次革命的浪潮中,我们有幸见证历史的巨变,也见证着汽车在先进制造工艺的不断迭代中变得更加稳定、可靠。过去,当驾驶别克汽车的时候,我可能只知道它性能更强了,质量更好了,个性化选择更多,但我始终不能将身下座驾与当今的工业互联网联系在一起。现在,近距离的接触并了解东岳工厂CVT变速箱基地背后的制造工艺和哲学后才意识到,互联网工厂其实与每一个消费者息息相关。

  • 凤凰网汽车公众号

    搜索:autoifeng

  •  官方微博

    @ 凤凰网汽车

  •  报价小程序

    搜索:风车价

网友评论
0人点赞
|
评论0
加载中...

大家都在看

趣图推荐