德国哲学家海德格尔在1940年代的一封信中提出“世界科技欧洲化”的观点,此观点虽然夸张,但从目前的技术发展迹象来看,依然颇有道理——工业4.0就是如此。
什么是工业4.0?从1.0到3.0,工业革命基本完成了机械化到自动化的进步,而工业4.0是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、个性化的产品供应。
这种智能化、数据化的趋势,虽然不是完全源自欧洲,但从具体产品制造而言,哲人海德格尔的国度——德国确实在工业4.0方面先行一步。例如,最具代表性的是大众汽车,大众汽车率先在4.0方面给产品赋能。近日autoip受邀参观位于宁波杭州湾新区的上汽大众宁波工厂二期车间,对工业4.0这个抽象的概念有了非常具体的理解。
宁波工厂二期于2017年12月建成投产,在工厂建设中首次将大众汽车集团标准化工厂的平面布局镜像复制,并在一期与二期之间建设空中廊桥进行车身输送,保障柔性化生产。
同时,工厂二期配套的供应商园区与整车项目也实现同步规划、同步建设、同步投入使用,保持全球领先的供应链布局。
目前,上汽大众宁波工厂规划年产能60万辆,建有冲压、车身、油漆、总装四大车间,以及技术中心、培训中心、能源中心等。其中宁波工厂一期生产大众品牌途昂、凌渡、凌渡gts,斯柯达品牌新明锐家族(全新明锐、明锐旅行车)等车型。二期主要生产大众品牌途昂以及斯柯达品牌柯珞克。
让我们跟随宁波工厂二期最新投产的斯柯达品牌全新suv柯珞克的脉动,走进上汽大众宁波工厂,一起看看工业4.0生产为这款德系多功能suv带来了什么特别之处?进入工厂前,最想知道的是柯珞克飞箭式高腰线造型设计是如何一次成型的?在冲压车间,我们找到了答案。
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高腰线设计是如何炼成的?
柯珞克的飞箭式高腰线设计,也是该车型从车头一路水平延展至尾部的特征线,从设计到成型,看似简单,实则工艺复杂。这一切都得益于德国舒勒6工序9100吨高速冲压线。针对柯珞克的车身特点,上汽大众冲压车间采用了目前国内汽车制造业中最先进、自动化程度最高的机械冲压生产线。
它是大众汽车集团在国内的唯一一条6工序9100t高速伺服压机线,具有高冲次、高质量、大尺寸和低耗能的特点,它采用先进的料片拆垛方式,整线连续运行,每分钟可以冲压18个零件。6工序可以实现复杂造型的生产,保证车身部件、零件的高精度,零件公差可控制在正负0.2毫米以内。同时,伺服压机行程的曲线任意可调,可有效提高零件表面的质量及形状冻结性。
同时,6工序可以实现复杂造型的生产,飞箭式高腰线也正源自于此。目前主流工厂的冲压工艺包括裁切、冲孔、拉延、成型4道工序,高标准的工厂会加上挤压;而在宁波工厂采用了裁切、冲孔、拉延、挤压、修边、成型6道工序。冲压作为生产制造的第一步,是品质的首道关口。正是这样精确甚至是苛刻的精度要求,才让柯珞克车身品质天成,经久耐用。
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聪明的837台机器人,精确打造安全车身
除了精度,柯珞克在强度表现上也是不凡。车身的强度对于车辆的安全性、操控性都至关重要。柯珞克的高强度安全车身于工厂车身车间中成型,上汽大众宁波工厂二期车身车间两条生产线共拥有837台机器人,是上汽大众机器人数量最多的车身车间,每51秒就有一台车身下线。
强度的一方面,来自于高端材料的使用。柯珞克采用了高强度车身结构,17块热成型钢板遍布车身的关键部位,并在a柱、b柱等车身关键部位100%使用热成型钢材,占整车钢材比例高达25%。
热成型工艺主要用于加工在常温下不容易成形的超高强度材料,它将钢板经过950°c的高温加热后一次成形,又迅速冷却,从而全面提升钢板强度,目前大量应用于航空航天领域。热成型高强度钢板的抗拉强度较普通钢板强化了近3-5倍,屈服强度超过1,500兆帕,每平方厘米能承受10吨以上的压力,这相当于一枚硬币上可以承受两头成年大象的重量,热成型高强度钢的使用能够令白车身实现轻量化的同时获得更高刚度。
此外,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。
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骨子里的融合——
超强焊接使不同钢板浑然一体
高强度的另一方面,源于更先进的拼接技术——激光焊接技术。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。不同于传统的点焊,激光焊接技术可使不同钢板之间的连接处达到分子结合的状态,大大提高车辆结合的精度,可明显改善震动及噪声,并确保连接工艺焊缝的美观度和光洁度。
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。
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总装车间:高精度可追溯
宁波工厂的总装车间是目前大众汽车集团自动化率最高的总装车间之一。在这里,上汽大众通过机器互联、大数据处理,实施定制化、精准化智能生产。其中,高精度电动枪螺栓拧紧工艺可实现数据存储、识别,并具有可追溯性,所有安全件的螺栓装配都是通过它来完成,极大地提高了精准度。
上汽大众宁波工厂的总装车间使用162把高精度枪,对打紧的螺栓扭矩值进行实时监控和预警,确保螺栓的扭矩值稳定可靠。每一颗螺栓的拧紧扭矩数据,被实时保存至服务器,保证了重要信息15年可追溯,随之后的需求可随时调出数据使用。在这里,离合器和发动机被组装到一起,构成柯珞克的动力总成,并被安装在底盘前桥上,它们将与底盘后桥一起在总装车间和车身组装在一起。
在车身车间里,被称为机器人之眼的isra视觉定位系统,可对车辆侧围内和外板的下料工位进行实时的视觉定位:通过摄像头对定位孔拍照,计算出零件在空间的实际位置,并指示机器人按照零件的实际位置取件,零件的装配精度控制在±0.05mm以内,有效确保车身焊接的精度。定位系统还具有完善的报警、诊断、监控、数据收集、用户报告等功能,拒绝有问题的零部件进入下一步工序,便于实时监控装配数据和维修维护。
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。
上汽大众采用大众汽车集团全球统一的audit检验体系进行对标,对产品实施全面的质量管理。为了保证产品过程质量始终受控,上汽大众在冲压、车身、油漆、总装四大工艺模块的每一个工段都设有关键控制点,全程共有超过30个的质量关键控制点,只有在每一个工艺模块经历了100%的在线检测以及关键点的质量控制之后,产品才被允许进入报交程序,报交合格后方能进入下一个工艺模块。整体下线检测包括前束/转鼓功能检测、路试异响检测、雨淋密封性检测等。
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抽样检测:出厂商品车的最后一道手续
在报交合格的下线车中,上汽大众还会对其进行抽检,对抽检车辆进行外饰、内饰、电器功能、机舱、底盘、路试、密封性等全方位的检测,包括舒适性检测、振动试验、电器检测、整车噪声检测、车内气味测试等,保证上汽大众生产的每一辆车都拥有稳定可靠的产品品质。
从卓越制造到工业4.0,上汽大众宁波工厂二期的现场让我们相信,领先的工业标准、个性化的智能生产、严苛的质量监测、检测系统让柯珞克超越同级别的品质并不是偶然,而是智能时代工业4.0制造的必然。