中國汽車產業的智能制造技術
時間:2017-5-25 17:13:26 發布者:管理員
在汽車智能制造技術方面,世界工業發達國家占據主導地位。美國在汽車產業智能制造供應商體系方面,是世界上最強的,在工廠自動化(PLC)、ERP系統、三維虛擬仿真軟件和PLM產品等方面可以說是一枝獨秀;與美國相比,德國在制造系統上,還要強一些,但在互聯網領域,德國仍然落后于美國。法國在智能制造方面有良好的基礎,在工廠自動化(PLC)、三維仿真軟件(PLM)技術、ERP系統上均有世界先進的企業,體系齊全。從整體上看,法國智能制造整體水平比德國稍微差一些,但相去不遠。目前看,在汽車智能制造方面,日本在硬件,尤其機器人技術上,有較強的優勢。從智能制造整個體系看,中國雖然在各個環節都有企業從事相關技術開發和產品制造,但還有待加強,尤其工廠自動化硬件產品,尚不能為汽車制造企業提供完整的支撐。本文對汽車智能制造中的關鍵技術進行論述和分析,并對中國汽車智能制造發展提出建議。
1.基于三維模型的數字化協同研制
在中國汽車產品的設計階段,三維仿真系統的應用已相當普及,尤其在多地協同研發的應用中,三維仿真圖形可以給工程技術人員更直觀的感受,將自己設計的部分與其他設計對接、與系統對接更加容易。
三維軟件系統是全球數字化協同研發平臺的基礎,已應用到了設計、仿真、驗證、工藝等整個產品開發過程,基于同一平臺的協同研發保證了基于全球協同的數據源實時、唯一、準確,實現了無序的協同環境向高度集成的協同環境的轉變。
2.仿真數字化工廠
通過數字化制造系統,制造工程師可以在一個虛擬的環境中創建某個制造流程的完整定義,包括:加工、裝配線、加工中心、設施布局、人機工程學、資源分析利用。在制造產品之前,出于重用現有知識和優化流程的考慮,可以對產品的生產流程進行仿真。同時,數字化制造還可將實際生產作業反饋回來的資料融入產品設計流程中,使企業在整個策劃階段都能利用車間相關狀況的實際資料。
三維仿真軟件在產品生產工藝階段有兩個方向的作用,一是新工廠建設規劃,二是已有生產線的改造。在新工廠的規劃中,又分為三維工廠布局規劃、生產工藝優化、物流規劃三方面內容。
通過三維虛擬仿真,在舊生產改造項目上,可以大大降低工藝缺陷,以及通過離線編程將程序下載到現場機器人,減少現場調試時間和樣車的使用數量,此部分在國內多家汽車廠獲得了驗證。
3.制造虛擬現實交互
虛擬工廠是把“現實制造”和“虛擬呈現”融合在一起,通過遍布全廠的海量傳感器采集現實生產制造過程中的所有實時數據,這些數據數量非常巨大,可實時、快速地反映生產中的任何細節。基于這些生產數據,在計算機虛擬環境中,應用數字化模型、大數據分析、3D虛擬仿真等方法,可對整個生產過程進行仿真、評估和優化,使虛擬世界中的生產仿真與現實世界中的生產無縫融合,利用虛擬工廠的靈活可變優勢,來促進現實生產。
企業步入“工業4.0”時代的基礎。但虛擬與現實的集成要通過通信技術和虛擬網絡以及實體物理網絡系統的結合來實現,此三方面構成完整信息物理系統。圖2是GE公司給出的智慧工廠設想圖,帶箭頭的藍色網帶是連續不斷的數據流,在虛擬與現實之間形成閉環回路。
在虛擬與現實之間,需要實現數據傳輸,企業要完成信息化平臺集成工作,打通各個信息鏈,消滅信息孤島是關鍵。因此,智能制造要在數字化工廠的基礎上實現全流程端對端互聯,對整個制造環節進行水平整合和垂直整合,打造一個互聯連。