论智能化汽车生产线设计和实现

张继辉

摘 要：在智能技术和经济水平支撑下，智能生产带来了人们的预计效益期望，成为工作生产角逐的重要手段。汽车作为日常生活必备品，是人们出行关键选择之一。而作为汽车制造行业，如何在当前环境下，转变生产方式，释放劳动力，赋能产业智能效益，智能化生产模式必不可少。据此，本文特在智能生产汽车意义基础上，以三个方面为角度，探究智能化汽车生产线设计和实现，望对相关人员的学习和工作有所启发。

关键词：汽车 生产 设计 智能 实现

On the Design and Realization of Intelligent Automobile Production Line

Zhang Jihui

Abstract：With the support of smart technology and economic level， smart production has brought peoples expected benefits and has become an important means of competition for work and production. As a daily necessities， cars are one of the key choices for people to travel. As for the automobile manufacturing industry， to transform production methods， release labor， and empower the industry with intelligent benefits under the current environment， an intelligent production model is essential. Based on this， this article explores the design and implementation of intelligent automobile production lines from three perspectives on the basis of the meaning of intelligent production of automobiles， hoping to inspire the learning and work of relevant personnel.

Key words：automobile， production， design， intelligence， realization

在工业4.0背景下，智能化生产成为制造业主题，成为新环境背景下新的竞争手段[1]。同时，在我国作为重要支柱之一的汽车行业，应当认清社会环境和市场环境，定位自身发展方向，转变发展模式，开拓智能生产市场，角逐新发展方向，以为我国经济和汽车发展奠定良好基础。

1 智能生产于汽车生产意义

首先，在能源方面。智能技术的应用，一方面可较好识别生产资料，提升资源利用效率，从而降低能源的消耗[2]。另一方面可智能识别可回收资源，以在提升资源输入效率的同时，带来一定经济效益;其二，发展手段上。尽管智能化发展在某些方面可能会在短时间影响人力资源的输入，但在智能系统和设备支撑下，可衍生更多“生态”岗位，满足日益增长的职位需求。其三，市场手段上。目前，全球各国都将智能作为国家战略布局，以提升国家整体行业竞争力，以在国际上获取更多话语权和经济效益，因此，在汽车行业生产过程中，应以智能为基点，为汽车生产注入智能属性，这样既能滿足汽车市场行业客观发展规律，又能适应当前社会发展环境，具有多重效益。

2 智能化汽车生产线的设计和实现

智能化生产主要依托于当前的信息技术和现代化设备，据此，特以信息构架、传输及智能检测为方向，进行相应分析，具体情况如下：

2.1 搭建智能信息网络构架

需构建现代化网络系统，形成一体化运行系统，将生产线、物料输入和输出、各个车间以及仓库等结合为一体，并以系统的逻辑分析，来控制生产质量和目标的实现。

2.1.1 物料供应和产量配置

首先，在信息传递系统上，以决策点为基点，构建匹配读写设备，数据库收录其中产生的数据，并对其进行相应跟踪，如物料顺序或数量。对于此处的物料，应用不同识别方式进行，如车顶，以相关机器人进行识别。同时此处利用数据库的共享工具，可方便操作人员对系统生产状态、报表及操作等的掌握。此外，此处的数据库共享的设计范围，主要为设备PMC系统、质量Andon系统以及车型识别系统;其次，依托于大数据相关技术，将PLC和以太网和数据库结合在一起，以此汇总生产过此中的质量问题、故障问题、材料问题，同时还可以统计各个环境的生产时间;其三，其生产资料传送上，运用Automated Guided Cart智能设备，由于其拥有光学或电磁等导航技术，可在沿规定线路运输材料。整体系统如下图所示：

2.1.2 运行过程中车辆信息的传递和读取

首先，在车辆信息识别上，可采用RFID系统，其主要是由于该系统具有良好的射频识别技术，可较好识别指定目标数据信息[3]，且目标对象和识别系统之间，不需要光学或或机械接触;其次，在信息读取上，需建立相应跟踪系统，跟踪车辆预先制订的颜色、配置及车型等，并通过共享系统将跟踪情况，传送至下一个环节，如焊枪、机器人等，以促使其预先调整参数，进而提升作业效率。

2.2 传送系统智能构建

传送系统对于汽车生产而言至关重要，尤其是智能传送的设计，不仅能优化传输时间，稳定车身尺寸，还能降低运输冲击力等。

2.2.1 系统方案分析

首先，在傳输方式上，主要以高速滚床和GED Pallet为主，并设计三类滚床，即，滚床不带升降可用于Pallet启停等，其适用Pallet返回线、工位检查等。滚床不升降可定位Pallet，其适用补焊工位等。滚床带升降功能可精准定位Pallet，其适用vision工位等;其次，在系统编程上。一方面在硬件构成上，主要有传感器、SEW比电机、位置编码器板卡、动态制动电阻及PF755变频器等。另一方面在接线和程序编写上，对于前者而言，变频器和电机编码器相接，由变频器控制信号的启停，且此处电机抱闸的关闭或开启由逻辑运行信号进行。对于后者而言，在设计编码时，需注意：①应在规定的范围内进行系统编码，如Count UP应为0-5100，而Count Down则正好相反。②为保护滚床动作，需保证前后编码数据互不影响。③注意进出车逻辑，以联动为例，依托尺数变化200后，本工位进车，且出车同理。④需设定变频器驱动模式，如操作人员依据参数，控制滚床速度和

运行。

2.2.2 快速切换工装

主要以双PLC为基点，以Y向为Fix stabilizer Block、Y向横移轨道长、X向轨道内是坦克链、X向电机是编码器控制等为机械构成[4]。同时此方式设计，可较好控制扫描时间。如GATE可在短时间内获取生产信息，并在来车前在相应工位等待，在车辆就位后，便开始快速作业。

2.2.3 拓展机器人用途

首先，以工位为基点，设计更高密度的机器人。具体而言可利用空间层次的不同，进行空间工位的布局，如顶层、二层及底层等，以提升作业密度;其次，离线编程，利用发那科机电有限公司相关技术，嵌入编程软件，以实现离线编程。若在实际生产时，出现生产质量差的问题，这时可在系统对相应质量差点，进行相应修改，并将其传输至对应环节的机器人，以促使其修改生产模式，进而避免停运生产线进行相应修改;其三，强化机器人功能和范围，由于汽车生产包含多个工艺环节，如涂胶、弧焊、电焊及搬运等，且会涉及大量新设备如激光焊、辊边及冲铆等，因此需拓展机器人功能和范围。

2.3 智能检测设计

2.3.1 检测车辆尺寸

检测方式主要以VISION系统为主，其相较于人工检测，其可100%检测车间质量，且具有较好智能性。其原理主要为：利用激光测量车身数据，然后将测量数据进行汇总并对比分析，以保证车身具有良好的尺寸质量。此外，若在检测过程中，发现某点位置数据超过设计尺寸，不仅可以为相关人员提供实时数据，还能精准定位故障点。

2.3.2 检测车身表面缺陷

主要利用直观视觉信息识别方式，识别其中的缺陷。其系统构成为：KVM切换器、显示器、工控机、光源、相机及光电传感器等组成。其原理主要为：利用工位摄像头，对处于生产的车辆进行动态拍摄，且以标准照片为对照模板，以检测生产质量问题，判断各个生产环节是否存在缺陷和合格等。

2.3.3 追溯车辆信息

在普通的商品上加一个RFID电子标签，标签本身相当于一个商品的身份证，伴随商品生产、流通、使用各个环节，在各个环节记录商品各项信息。标签具有唯一性;每个标签具有唯一的标识信息，在生产过程中将标签与商品信息绑定，在后续流通、使用过程中标签都唯一代表了所对应的那一件商品。且该方式具有以下优势：首先，具有较好的安全性;其次，无论任何销售环节，其都具有良好的易验证性;其三，其具有很长的保存周期。具体如图2所示：

3 结语

综上，汽车智能化生产于汽车整体行业而言，具有非常重要的意义和作用。因此，相关企业应对其予以相应重视，要及时填补自身技能不足，挖掘本企业潜能，以促使自身和汽车行业得到更好的发展。据此，本文提出三个方面建议，具有一定参考价值。

参考文献：

[1]王柏村，薛塬，延建林，杨晓迎，周源.以人为本的智能制造：理念、技术与应用[J/OL].中国工程科学，2020（04）：1-8[2020-09-05].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.4421.G3.20200827.0943.030.html.

[2]王毅.智能立体小料存储系统在汽车油封生产行业的应用[J].山西电子技术，2019（06）：28-30.

[3]吴文俊，孙洋，魏武，夏蕾，陈晓斌，陈小建，方锋.一种汽车零配件生产线系统集成方案概述[J].科技与创新，2019（16）：22-23.

[4]林毅，刘云霞，李天博.智能制造环境下汽车生产企业审核关键技术研究[J].质量与认证，2019（07）：78-80.