生产执行系统在汽车行业中的应用VIP免费

在上次的讨论中从大体上去讨论了汽车行业的生产的大的架构。要真正了解和分析汽车行业的生产执行系统仍然需要汽车制造行业的工艺，其特点，对不同的厂商还有不同的需求。汽车总装厂通常有4大车间，或3大车间，即冲压车间，焊装车间，涂装车间和总装车间，另一个重要的车间是动力总成车间。其中焊装，涂装，总装及动力总成的工艺是最复杂的4个部分。1）冲压工艺的特点及制造执行系统的需求冲压或板料冲压是使金属板料在冲模中承受压力而被切离或成形的加工方法。日常生活用品，女口铝锅、饭盒、脸盆等就是采用冷冲压的加工方法制成。例如制造饭盒，首先需要切出长方形并带有4个圆角的坯料(行家称为“落料”)，然后用凸模将这块坯料压入凹模而成形(行家称为“拉深”)。在拉深工序，平面的板料变为盒状，其4边向上垂直弯曲，4个拐角的材料产生堆聚并可看到皱褶。采用冷冲压加工的汽车零件有：发动机油底壳，制动器底板，汽车车架以及大多数车身零件。这些零件一般都经过落料、冲孔、拉深、弯曲、翻边、修整等工序而成形。为了制造冷冲压零件，必须制备冲模。冲模通常分为2块，其中一块安装在压床上方并可上下滑动，另一块安装在压床下方并固定不动。生产时，坯料放在2块冲模之间，当上下模合拢时，冲压工序就完成了。冲压加工的生产率很高，并可制造形状复杂而且精度较高的零件。冲压车间通常都是由一些大的冲压机器组成，几个机器组成一个小的生产线，生产定型的冲压件。在自动化程度比较高的工厂，不同机器之间的传输及装卸料都是采用自动传输带来实现，但在国内一些厂中，仍然采用的是人工操作的模式。由于冲压车间的机器生产是依据模具来进行，相对工艺比较固定，简单，所以从生产执行系统的角度比较简单。一般可以从以下几个方面考虑：1．计划的执行2．生产过程中每个设备的生产过程质量的控制与分析3．设备有效作业率，即设备OEE的实时监视和分析4．设备开启/停止/运行的作业指导与安全指导，检查5．能源的控制2）白车身生产工艺的特点及制造执行系统的需求白车身制造的基本过程就是采用机器人(或者手动加机械手辅助)的手段，传输、抓取、夹持离散的钣金和冲压件并将其焊接成复杂的白车身结构。白车身焊装过程的操作工序繁多，工艺内容复杂，它是汽车制造企业最为关心的工艺领域之一，据统计，一个轿车车的白车身在焊装过程中要经历3000-5000个点焊步骤，用到100多个大型夹具，500~800个定位器，许多工艺信息都和零部件的三维几何特性密切相关，这给车身焊装工艺参数选择、工艺流程规划、车身焊装的质量控制甚至车身设计都带来很多挑战。如何管理好数以千计的焊点，保证无漏焊、重焊，是白车身工艺规划的难点。总体来说，白车身工艺的特点和发展趋势如下：（1）工艺越来越复杂和先进。为了实现汽车轻量化，更多类型的材料被应用到白车身制造中来，这无疑增加了焊接工艺的难度；减少焊点数量并广泛使用先进的激光焊接技术正成为车身焊接技术的发展方向。（2）制造过程属于高度资本密集类型，在夹具以及传输、夹持零件所需的自动化设备，进行焊接作业的机械手，验证质量所需的测量/测试设备等领域投资庞大。（3）大量使用机器人和自动化技术。为了保证焊装工艺的节拍和白车身的整体质量，国外已经实现白车身焊接工作量的90％以上由机器人完成，机器人的控制、自动化和编程过程相当复杂。（4）对产品设计和工艺规划的质量要求很高。为了保证高可靠性，要求超过95％的实际制造过程被模拟和仿真，并要求精确的设备设计、模拟和精确的生产节拍，从而缩短调试与试运行时间。（5）为了追求现有资本设备的价值最大化，白车身混线生产的要求日趋明显，对标准化和柔性的要求更高。这要求实现模块化和标准化的焊接工位、标准化驱动柔性制造、采用新的工具和手段增加制造柔性、机器人之间的分工协作和共享轿车平台。焊装车间生产执行系统的信息集成点从目前来说还是比较少，主要是焊装的操作基本上是由焊装机器人自动来实现的。目前的工艺水平，焊装机器人基本上是按照模具焊接固定的焊点。但从总的发展方向来说，焊装的工艺要支持混线生产，这对生产执行系统的要求将会越来越高。总体来说，...