這支30余人的技術(shù)團(tuán)隊(duì)為傳統(tǒng)生產(chǎn)線裝上“最強(qiáng)大腦”

汽車業(yè)作為新一輪科技革命的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，正經(jīng)歷前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。市場需求日趨多樣化、個性化，要求汽車傳統(tǒng)生產(chǎn)線進(jìn)行基于智能制造的技術(shù)改造和升級。

作為2016年東風(fēng)公司發(fā)布的“跨越2020”科技振興計(jì)劃項(xiàng)目之一，《東風(fēng)乘用車智能制造關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用》項(xiàng)目是東風(fēng)自主品牌乘用車生產(chǎn)制造水平提升的關(guān)鍵。東風(fēng)公司技術(shù)中心一支30余人的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，扛起了這一研發(fā)重任。

過去三年，他們將傳統(tǒng)制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)深度融合，不僅為東風(fēng)乘用車公司傳統(tǒng)生產(chǎn)線裝上了“最強(qiáng)大腦”，縮短了產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)周期，實(shí)現(xiàn)了降本增效、質(zhì)量提升，還為生產(chǎn)柔性化、高效化，以及未來的定制化打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

今年，這一研發(fā)項(xiàng)目榮獲2018年度中國汽車工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎科技進(jìn)步獎二等獎。

讓傳統(tǒng)生產(chǎn)線更智能

“規(guī)劃、打造一座智能化工廠容易，但要將傳統(tǒng)生產(chǎn)線改造升級為智能化工廠，難度系數(shù)就要翻倍。”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員、公司技術(shù)中心制造工程部總工程師張寧紅說，由于傳統(tǒng)生產(chǎn)線數(shù)據(jù)應(yīng)用研究較少，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)不得不進(jìn)行大量數(shù)據(jù)采集、分析整理工作，加之?dāng)?shù)據(jù)分散、多耦合等特征，技術(shù)難度非常之高。

要實(shí)現(xiàn)智能制造，這是一道必須跨越的坎。三年多時間里，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)埋頭于基礎(chǔ)資源數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，著力打造“數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺”和“數(shù)據(jù)化制造平臺”兩大智能制造系統(tǒng)平臺，初步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品、工藝、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，使傳統(tǒng)生產(chǎn)線從技術(shù)到管理全方位提升。

“以東風(fēng)乘用車公司總裝車間為例，隨著數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺的完善，總裝虛擬仿真系統(tǒng)工藝資源數(shù)據(jù)庫基本構(gòu)建。”張寧紅說，傳統(tǒng)裝配工藝依靠工人經(jīng)驗(yàn)，有了虛擬仿真系統(tǒng)后，可對裝配場景進(jìn)行虛擬再現(xiàn)，工具選擇的正確率能提升至99%以上。不僅如此，還能大幅提升產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期。

將經(jīng)驗(yàn)量化成數(shù)據(jù)，原本深藏于高級技術(shù)工人和工程師腦中的技巧和規(guī)律，都變成了可應(yīng)用的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)。這一應(yīng)用相當(dāng)于給傳統(tǒng)生產(chǎn)線和普通工人配上了一個智慧大腦，讓生產(chǎn)變得更精準(zhǔn)、更高效。

（項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員監(jiān)測東風(fēng)乘用車焊裝車間車身合裝焊接工位夾具切換機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)情況；周惠明/攝）

“我們的目的是實(shí)現(xiàn)低成本、高質(zhì)量以及未來定制化生產(chǎn)。”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員、公司技術(shù)中心制造工程部總裝技術(shù)總師胡昌華介紹，隨著東風(fēng)風(fēng)神車型的不斷增加，以及消費(fèi)者需求的變化，定制化生產(chǎn)一定是未來的趨勢，東風(fēng)乘用車公司已全面實(shí)施訂單式生產(chǎn)，因此更要在智能制造上下功夫，才能向行業(yè)標(biāo)桿水平邁進(jìn)。

為此，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了“126”戰(zhàn)略體系：“1”指構(gòu)建一個基于傳統(tǒng)生產(chǎn)線的智能制造技術(shù)體系；“2”指打造“數(shù)字化設(shè)計(jì)”和“數(shù)據(jù)化制造”兩大平臺；“6”指研究工藝數(shù)字化、裝配自動化、生產(chǎn)柔性化、過程可視化、信息集成化和決策自主化六個維度的智能制造關(guān)鍵技術(shù)。

目前，從沖壓工藝仿真，到焊裝數(shù)字化設(shè)計(jì)、涂裝電泳仿真，再到整車裝配虛擬仿真，以及尺寸工程仿真等，東風(fēng)乘用車公司各專業(yè)領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)數(shù)字化從無到有全覆蓋。未來2-3年，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還將通過東風(fēng)二號平臺和CMP平臺，以及后續(xù)車型的導(dǎo)入，使數(shù)字化仿真、數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建以及系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)從有到優(yōu)的飛躍。

打造柔性混流生產(chǎn)車間

事實(shí)上，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的成果遠(yuǎn)不止這些，他們的金點(diǎn)子遍布東風(fēng)乘用車公司的各個生產(chǎn)車間。其中堪稱“神操作”的當(dāng)屬位于焊裝車間車身合裝焊接工位的夾具切換機(jī)構(gòu)。

在焊裝車間，一輛全新一代AX7的白車身隨生產(chǎn)線停在了車身合裝焊接工位上，工位兩側(cè)，數(shù)十個夾具如同手一般靈活運(yùn)轉(zhuǎn)，攜著各式工具進(jìn)行合裝。短短幾分鐘時間，便完成了復(fù)雜繁瑣的工序。緊隨其后的是一輛E70白車身，控制系統(tǒng)識別車身后，迅速切換成與之對應(yīng)的夾具，進(jìn)行車身合裝。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員、公司技術(shù)中心制造工程部主管工程師張琪介紹，這套夾具切換機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)三個平臺、八款車型的柔性混流生產(chǎn)，技術(shù)水平全國領(lǐng)先，是東風(fēng)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心生產(chǎn)技術(shù)之一。

張琪表示，這套夾具切換機(jī)構(gòu)的最大設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于生產(chǎn)線的場地限制。“從技術(shù)角度而言，打造一個可供六款車型混流生產(chǎn)的夾具切換機(jī)構(gòu)，生產(chǎn)線寬度必須達(dá)到20米，占地面積至少在400平方米以上，但我們的傳統(tǒng)生產(chǎn)線達(dá)不到這樣的要求。”張琪說，“這就意味著，團(tuán)隊(duì)必須打破國內(nèi)外技術(shù)瓶頸，完成極限條件下的生產(chǎn)線改造。”

在15米寬、18米長的范圍內(nèi)，將整個車身合裝焊接工位和夾具存儲庫布局下去，實(shí)現(xiàn)三平臺、八車型的混流生產(chǎn)，幾乎是不可能完成的任務(wù)。“車身合裝工位是整條焊裝線設(shè)計(jì)最復(fù)雜、工藝最繁瑣的環(huán)節(jié)，也是整車企業(yè)焊裝的核心技術(shù)所在，如果不能實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)，必然限制整條產(chǎn)線的車型切換容量。”

經(jīng)過多次試驗(yàn)、研究，推倒重來，團(tuán)隊(duì)終于找到了解決辦法，即在夾具切換機(jī)構(gòu)上同時集成空間交互式智能夾具存儲切換技術(shù)和三軸移載技術(shù)。

（東風(fēng)乘用車公司焊裝車間車身合裝焊接工位上夾具切換機(jī)構(gòu)靈活運(yùn)轉(zhuǎn)；周惠明/攝）

“在我們的設(shè)計(jì)里，合裝工位采用框架式結(jié)構(gòu)，不僅充分利用了上部空間，還能使夾具定位更準(zhǔn)確，焊接精度更高，后期車身尺寸調(diào)試工作也大幅減少；另外，夾具無需固定庫位，可任意存放，每套夾具之間的切換只需8秒，與車身輸送速度同步；更重要的是，未來還可依據(jù)生產(chǎn)規(guī)劃提升產(chǎn)能，充分滿足生產(chǎn)需求。”張琪說。

汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢是由大批量生產(chǎn)向多品種、小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化，為滿足消費(fèi)者多樣化的需求，適應(yīng)汽車市場的激烈競爭，東風(fēng)乘用車公司正不斷縮短車型變換周期，加快車型的更新，柔性混流生產(chǎn)是必然趨勢。除焊裝外，在項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的不斷改造下，東風(fēng)乘用車公司總裝線生產(chǎn)力已由設(shè)計(jì)之初的兩個平臺、四款車型擴(kuò)展為四個平臺、十款車型。

“在一條生產(chǎn)線集成這么多車型，這在國內(nèi)是不多見的。”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員、公司技術(shù)中心制造工程部總裝技術(shù)室主任錢軍說，“總裝混流生產(chǎn)線的改造實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)節(jié)拍最緊湊、生產(chǎn)效率最高，在保證經(jīng)濟(jì)性的條件下，可充分滿足客戶訂單需求。”

老中青三代技術(shù)骨干通力協(xié)作

“花最少的錢，實(shí)現(xiàn)最大的效益。”這是項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)守的原則。《東風(fēng)乘用車智能制造關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用》項(xiàng)目啟動以來，團(tuán)隊(duì)先后獲得國家發(fā)明專利5項(xiàng)、國家實(shí)用新型專利5項(xiàng)、東風(fēng)公司專有技術(shù)4項(xiàng)。該項(xiàng)目在東風(fēng)乘用車公司的成功應(yīng)用，進(jìn)一步穩(wěn)定了生產(chǎn)、保證了產(chǎn)品質(zhì)量，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

值得一提的是，這支30余人的隊(duì)伍里涵蓋了公司技術(shù)中心老、中、青三代技術(shù)骨干，上至60后、下至90后，年齡跨度約30歲，但這并不妨礙他們通力合作。

“總師們經(jīng)歷多、經(jīng)驗(yàn)豐富，知識結(jié)構(gòu)完善，就像隊(duì)伍里的‘定海神針’，為我們把關(guān)、指導(dǎo)方向；而年輕的一代思維比較活躍、新知識接受快，大家在一起相互彌補(bǔ)不足，也使得智能制造項(xiàng)目有了成功的可能。”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員、90后工程師張杰說。

為了不影響日常生產(chǎn)，設(shè)備的改造往往集中在假期進(jìn)行。錢軍清楚地記得2017年春節(jié)，輪胎輸送線和座椅輸送線的自動化改造進(jìn)入關(guān)鍵時期，團(tuán)隊(duì)必須趕在假日結(jié)束前完成改造。關(guān)鍵時刻，團(tuán)隊(duì)里的黨員們堅(jiān)守崗位，從大年三十忙到大年初三，加班加點(diǎn)，毫無怨言。此外，為了更好地發(fā)揮黨員的引領(lǐng)作用，錢軍所在的制造工程部還與東風(fēng)乘用車公司工廠開展黨建共建，互幫互助，為共同的工程目標(biāo)攜手前行。

“經(jīng)過這些急難險(xiǎn)重工作的歷練，團(tuán)隊(duì)得到了成長，現(xiàn)在回過頭來看看，再困難的事都不算什么，因?yàn)榉^一個篇章，所有經(jīng)歷都已轉(zhuǎn)化為成長經(jīng)驗(yàn)。”錢軍說，團(tuán)隊(duì)成員來自五湖四海，為了發(fā)展東風(fēng)自主品牌乘用車的信念聚集在一起，雖然有過暫時的低谷和波折，但大家始終為實(shí)現(xiàn)東風(fēng)風(fēng)神質(zhì)量最優(yōu)、生產(chǎn)最精益而不斷努力、辛苦付出。

2006年就開始參與到東風(fēng)乘用車建設(shè)中的胡昌華感受更為深刻，“我們參與了東風(fēng)乘用車公司工廠的規(guī)劃、設(shè)計(jì)，看著它一步步發(fā)展壯大，衷心希望東風(fēng)自主品牌乘用車能越賣越好。作為技術(shù)人員，為東風(fēng)自主乘用車事業(yè)添磚加瓦，是我們義不容辭的責(zé)任。今后團(tuán)隊(duì)還將繼續(xù)努力，向更先進(jìn)、更智能、更高水平、更高效益的目標(biāo)邁進(jìn)。”