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探秘百年汽车生产线——从“制造”到“智造”!

日期: 2013-12-11
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从1913亨利?福特发明的汽车流水生产线,到如今的汽车全自动生产线已经百年有余,汽车生产线从“制造”逐渐升级为“智造”,同时也见证着人类工业史从工业1.0到工业4.0的转变。一百多年来,汽车产业的“核心”——汽车生产线,究竟是如何进化演变的?今天我们来一探究竟!

一、萌芽:福特汽车的汽车流水线生产

1913年,福特汽车公司最先建立流水线汽车装配系统,并因此引发了世界汽车制造业的一次惊天动地的革命,促进了汽车生产的规模化。福特的装配线的每项任务有一个工位,这意味着贯穿工厂的成百辆车可以同时生产。

在福特独创性的工厂里,福特T车型自始至终93分钟装配完毕。实际是每隔三分钟,一辆完整的小车滚装下线。这就是汽车生产线的开端和萌芽阶段,同时,这一阶段让汽车不再是富人的专属,成千上万的普通人也可以开得起属于自己的汽车。

二、创新:日本的“准时生产制”JIT 生产方式

1953年,日本丰田公司的副总裁大野耐一综合了单件生产(one-piece-flow)和批量生产的特点和优点,创造了一种在多品种小批量混合生产条件下高质量、低消耗的生产方式即准时生产(Just In Time,简称JIT)。

准时制生产方式(Just In Time简称JIT),又称作无库存生产方式(stockless production),准时制指的是,将必要的零件以必要的数量在必要的时间送到生产线,并且只将所需要的零件、只以所需要的数量、只在正好需要的时间送到生产。所以准时生产制的出发点就是不断消除浪费,减少库存,进行持续的循环式的改进。

JIT生产方式的基本思想是“只在需要的时候,按需要的量,生产所需的产品”,也就是追求一种无库存,或库存达到最小的生产系统。JIT的基本思想是生产的计划和控制及库存的管理。所以,JIT生产模式又被称为“精益生产”。

三、发展:自动化的车间和工厂

50 年代以后,开始出现自动化半、自动化的流水线,即被称之为刚性自动线。特别是电子计算机和自控技术的发展,极大地促进了生产过程的自动化。60 年代, 工业生产开始采用电子计算机对大型设备, 如大型蒸馏塔、大型轧钢机等, 进行最优控制, 实现了直接数字控制(DDC)及设定值控制(SPC)。

70—90年代, 自动化仪表与硬件的开发, 微计算机的问世, 使生产过程自动化进入了新的高水平阶段。对整个工厂或整个工艺流程的集中控制, 应用计算机系统进行多参数综合控制, 或者用多台计算机对生产过程进行分级综合控制和参与经营管理, 是这一阶段的主要特征。

进入21世纪以来,“以人为本”、“节能环保”的观念深入人心,工厂自动化正向工厂综合自动化 (又称全盘自动化)发展。据美国科学院的调查分析显示,汽车工厂采用全厂一体化控制,产品质量提高2— 5倍 、生产效率提高40— 70% 、设备利用率高2—3倍 、生产周期缩30一 60% 、工程师的工作能力提高3— 35倍。

四、蜕变:工业4.0时代的智能制造

如今,人类迎来了工业4.0时代,物联网和制造业服务化迎来了以智能制造为主导的“工业4.0”,其旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统——信息物理系统相结合的手段,将制造业向智能化转型。

而汽车行业作为制造业中智能化程度较高的代表,德国奔驰汽车公司、宝马集团、大众汽车集团、博世公司都已率先试水工业4.0。在国内,从事汽车制造的企业也开始思考4.0时代的转变,而譬如东风日产工厂成为“工业4.0”时代的先驱者。2017年东风日产全面实行“i3计划“,其“智造品质”是通过制造技术的智能化升级,进行工厂自动化改造,构建先进工程技术中心,以数字化开发平台、智能化精工制造和信息化品质管理,以”智”造品质。如:

1.全面提升工厂自动化,保证高品质产品输出

2016年东风日产四地五厂全面导入全新柔性及集约化自动生产线,可实现全车系的订单式生产,并减少占地面积30%~50%,减少整车、零部件在库20%,未来三年内自动化率将再持续提升。譬如冲压技术、焊接车间、涂装车间、树脂车间等正在全面应用先进的自动化技术。

总装方面,仪表板自动化装配、发动机&变速箱自动化合装、新式机器人应用等新技术项目也已经完成前期开发,其中新导入的轮辋自动贴膜、油箱自动排序上线等自动化改善项目,使自动化率提升至12.5%(行业内平均自动化率在7~8%),处于行业内的领先水平。

2.运用前瞻智能技术,将科技纳入产品核心

在前瞻智能技术方面,东风日产于2016年投入使用了国内首创“整建制”先进工程技术中心(AEP)。新落成的AEP将承担起创建新型智能绿色工厂、产品同期开发、体系建设和专家化人才培育三大职能,提供数字开发平台、智能化精工智造工具,及大数据品质管理三大智能手段,其亮点技术包括VR虚拟评价技术、3D打印快速成型、绿色友好机器人、激光在线测量、机器感知与物联、蓝光扫描、超声波焊点检测,持续提升智造品质。

3.全程智能监控体系,实现生产线自动预警

在品控方面,东风日产发动机工厂运用智能制造的理念,整个系统对每个产品都赋予了身份证,对各工程的数据进行自动收集,通过赋予的唯一身份对相关信息进行串联,最终形成全轨迹的数据;数据的准确收集,为数据的应用拓展了无限的可能,产品、设备、生产线、机型等各个维度均能精准追踪,并实现生产线的自动预警,防止不良品流出。

总结:

从1913年的汽车流水线,到如今的汽车工厂智能制造,百年来,在科技的飞速发展之下,工业生产变得越来越智能,并在全球成功引发了一场工业革命和产业升级的巨变。如今国外汽车厂家已在逐步步入工业4.0,国内譬如东风日产等汽车厂家与时俱进,将 “i3计划“中的智造品质融入到生产体系,增强核心竞争力,充当汽车工业先锋和领军者,勾勒和实践国内汽车工业未来发展的美好蓝图。未来,汽车工业将如何演变?我们拭目以待!


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