這支30余人的技術團隊為傳統(tǒng)生產(chǎn)線裝上“最強大腦”

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

作為2016年東風公司發(fā)布的“跨越2020”科技振興計劃項目之一，《東風乘用車智能制造關鍵技術研究與應用》項目是東風自主品牌乘用車生產(chǎn)制造水平提升的關鍵。東風公司技術中心一支30余人的技術團隊，扛起了這一研發(fā)重任。

過去三年，他們將傳統(tǒng)制造技術與現(xiàn)代信息技術深度融合，不僅為東風乘用車公司傳統(tǒng)生產(chǎn)線裝上了“最強大腦”，縮短了產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)周期，實現(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實基礎。

今年，這一研發(fā)項目榮獲2018年度中國汽車工業(yè)科學技術獎科技進步獎二等獎。

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。”項目團隊成員、公司技術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)應用研究較少，項目團隊不得不進行大量數(shù)據(jù)采集、分析整理工作，加之數(shù)據(jù)分散、多耦合等特征，技術難度非常之高。

要實現(xiàn)智能制造，這是一道必須跨越的坎。三年多時間里，項目團隊埋頭于基礎資源數(shù)據(jù)庫的構建，著力打造“數(shù)字化設計平臺”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)線從技術到管理全方位提升。

“以東風乘用車公司總裝車間為例，隨著數(shù)字化設計平臺的完善，總裝虛擬仿真系統(tǒng)工藝資源數(shù)據(jù)庫基本構建。”張寧紅說，傳統(tǒng)裝配工藝依靠工人經(jīng)驗，有了虛擬仿真系統(tǒng)后，可對裝配場景進行虛擬再現(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)驗量化成數(shù)據(jù)，原本深藏于高級技術工人和工程師腦中的技巧和規(guī)律，都變成了可應用的規(guī)則和標準。這一應用相當于給傳統(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、更高效。

（項目團隊成員監(jiān)測東風乘用車焊裝車間車身合裝焊接工位夾具切換機構運轉情況；周惠明/攝）

“我們的目的是實現(xiàn)低成本、高質(zhì)量以及未來定制化生產(chǎn)。”項目團隊成員、公司技術中心制造工程部總裝技術總師胡昌華介紹，隨著東風風神車型的不斷增加，以及消費者需求的變化，定制化生產(chǎn)一定是未來的趨勢，東風乘用車公司已全面實施訂單式生產(chǎn)，因此更要在智能制造上下功夫，才能向行業(yè)標桿水平邁進。

為此，項目團隊構建了“126”戰(zhàn)略體系：“1”指構建一個基于傳統(tǒng)生產(chǎn)線的智能制造技術體系；“2”指打造“數(shù)字化設計”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鍵技術。

目前，從沖壓工藝仿真，到焊裝數(shù)字化設計、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，東風乘用車公司各專業(yè)領域已實現(xiàn)數(shù)字化從無到有全覆蓋。未來2-3年，項目團隊還將通過東風二號平臺和CMP平臺，以及后續(xù)車型的導入，使數(shù)字化仿真、數(shù)據(jù)庫的構建以及系統(tǒng)應用實現(xiàn)從有到優(yōu)的飛躍。

打造柔性混流生產(chǎn)車間

事實上，項目團隊的成果遠不止這些，他們的金點子遍布東風乘用車公司的各個生產(chǎn)車間。其中堪稱“神操作”的當屬位于焊裝車間車身合裝焊接工位的夾具切換機構。

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，數(shù)十個夾具如同手一般靈活運轉，攜著各式工具進行合裝。短短幾分鐘時間，便完成了復雜繁瑣的工序。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的夾具，進行車身合裝。

項目團隊成員、公司技術中心制造工程部主管工程師張琪介紹，這套夾具切換機構可實現(xiàn)三個平臺、八款車型的柔性混流生產(chǎn)，技術水平全國領先，是東風擁有自主知識產(chǎn)權的核心生產(chǎn)技術之一。

張琪表示，這套夾具切換機構的最大設計難點在于生產(chǎn)線的場地限制。“從技術角度而言，打造一個可供六款車型混流生產(chǎn)的夾具切換機構，生產(chǎn)線寬度必須達到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)線達不到這樣的要求。”張琪說，“這就意味著，團隊必須打破國內(nèi)外技術瓶頸，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。“車身合裝工位是整條焊裝線設計最復雜、工藝最繁瑣的環(huán)節(jié)，也是整車企業(yè)焊裝的核心技術所在，如果不能實現(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、研究，推倒重來，團隊終于找到了解決辦法，即在夾具切換機構上同時集成空間交互式智能夾具存儲切換技術和三軸移載技術。

（東風乘用車公司焊裝車間車身合裝焊接工位上夾具切換機構靈活運轉；周惠明/攝）

“在我們的設計里，合裝工位采用框架式結構，不僅充分利用了上部空間，還能使夾具定位更準確，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)轉化，為滿足消費者多樣化的需求，適應汽車市場的激烈競爭，東風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，在項目團隊的不斷改造下，東風乘用車公司總裝線生產(chǎn)力已由設計之初的兩個平臺、四款車型擴展為四個平臺、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。”項目團隊成員、公司技術中心制造工程部總裝技術室主任錢軍說，“總裝混流生產(chǎn)線的改造實現(xiàn)了生產(chǎn)節(jié)拍最緊湊、生產(chǎn)效率最高，在保證經(jīng)濟性的條件下，可充分滿足客戶訂單需求。”

老中青三代技術骨干通力協(xié)作

“花最少的錢，實現(xiàn)最大的效益。”這是項目團隊始終堅守的原則?！稏|風乘用車智能制造關鍵技術研究與應用》項目啟動以來，團隊先后獲得國家發(fā)明專利5項、國家實用新型專利5項、東風公司專有技術4項。該項目在東風乘用車公司的成功應用，進一步穩(wěn)定了生產(chǎn)、保證了產(chǎn)品質(zhì)量，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

值得一提的是，這支30余人的隊伍里涵蓋了公司技術中心老、中、青三代技術骨干，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)驗豐富，知識結構完善，就像隊伍里的‘定海神針’，為我們把關、指導方向；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不足，也使得智能制造項目有了成功的可能。”項目團隊成員、90后工程師張杰說。

為了不影響日常生產(chǎn)，設備的改造往往集中在假期進行。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入關鍵時期，團隊必須趕在假日結束前完成改造。關鍵時刻，團隊里的黨員們堅守崗位，從大年三十忙到大年初三，加班加點，毫無怨言。此外，為了更好地發(fā)揮黨員的引領作用，錢軍所在的制造工程部還與東風乘用車公司工廠開展黨建共建，互幫互助，為共同的工程目標攜手前行。

“經(jīng)過這些急難險重工作的歷練，團隊得到了成長，現(xiàn)在回過頭來看看，再困難的事都不算什么，因為翻過一個篇章，所有經(jīng)歷都已轉化為成長經(jīng)驗。”錢軍說，團隊成員來自五湖四海，為了發(fā)展東風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，但大家始終為實現(xiàn)東風風神質(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乘用車建設中的胡昌華感受更為深刻，“我們參與了東風乘用車公司工廠的規(guī)劃、設計，看著它一步步發(fā)展壯大，衷心希望東風自主品牌乘用車能越賣越好。作為技術人員，為東風自主乘用車事業(yè)添磚加瓦，是我們義不容辭的責任。今后團隊還將繼續(xù)努力，向更先進、更智能、更高水平、更高效益的目標邁進。”