基于新能源汽车整车制造全流程交互系统研究

韩伟 郭隆健 刘金国

摘要：伴随国内工业技术持续发展，近年相关企业在新能源汽车领域亦着手布局研究，并已经取得初步发展效果。在国家政策引领下，推动新能源整车制造全流程交互系统研究，是契合国家打造制造强国发展战略的重要路径。由此，对整车制造全流程交互系统进行研究，并对多种工业通讯协议联通、多系统间的数据信息交互、加设控制算法深入探讨，以期实现新能源汽车制造流程智能化、科学化。

关键词：新能源汽车;整车制造;全流程;交互系统

中图分类号：TB472   文献标识码：A   文章编号：1672-9129（2020）04-0047-01

Abstract：With the continuous development of domestic industrial technology， in recent years， relevant enterprises in the field of new energy vehicles also began to layout research， and has achieved preliminary development results. Under the guidance of national policies， promoting the research on the whole process of new energy vehicle manufacturing interaction system is an important path in line with the national development strategy of building a manufacturing power. Therefore， the whole process of vehicle manufacturing interaction system is studied， and a variety of industrial communication protocol connectivity， data and information interaction between multiple systems， and the addition of control algorithms are deeply discussed， in order to achieve intelligent and scientific manufacturing process of new energy vehicles.

Key words：new energy vehicle;Vehicle manufacturing;The whole process;Interactive systems

1 研究背景

2015年5月国务院正式签批《中国制造2025》行动纲领，这是国家首次对制造强国战略加持顶层设计，亦是国家制造产业革命发展重要里程碑。纲领对制造业十大领域作出发展指导，指示推动核心软件研发、工业互联网技术、智能制造关键技术等多方集成应用，继而推动零件供应商、设备加工商、零售商一体化产业链，促进产业集群的同时，促动产业化发展。近年在新能源汽车广泛普及背景下，其制造技术不断提升，但是相对发达国家而言，国内新能源汽车在整车制造方面仍然面临生产效率偏低、整车质量较差等问题。基于此，文章对整车制造全流程交互系统进行研究，希冀深化制造技术与先进网络技术融合，提升国内新能源汽车的生产效率及整车质量。

2 新能源汽车整车制造全流程交互系统设计

2.1整体交互系统研究。本研究中交互系统共分为5大基础功能板块，主要包括设备管控、车身跟踪、质量考察、能源管理、可视化等。其中设备管控主要包括零件加工厂内传送线以及组装设备进行故障检测并报警，对其他工艺设别实施运行分析及对应制造材料消耗监控。车身跟踪即是对整车流水线进行监督，进一步使用PBS存储线实施入道、出道顺序调整。质量考察即是在整车制造过程当中对关键工艺进行数据采集，例如环境湿度、拧紧机力矩以及电检参数、涂胶量等和车身VIN绑定，进而指导生产质量不断提升。能源管理板块是通过对变电站、空压站实施监控，对生产车间每辆车生产能耗、每日生产能耗进行统计梳理，继而在生产车间中高峰用电时期，调整光伏储能系统释放电力。而最后的可视化板块则是对前四个基础板块进行可视化监督，保证监控过程的准确性。

2.2全流程交互系统技术实现。在互联网技术支持下，全流程交互系统已经初步实现可视化监控，当前在全流程交互系统技术实现当中主要 应用技术如下：一是新型车身跟踪系统。主要应会用新型互联网技术采集对应信号，通过使用队列算法计算处于流水线上生产车辆与实际工位互相对应。二是全流程在线分布监测。采用互联网传感器检测，实时监测全流程生产线中的关键要素，包括生产能耗、激光自动焊接等工艺过程可视化监控。三是制造工艺参数关联车身监控。通过工艺流程参数与车辆VIN信息采取技术关联，用以实现参数追溯及支持制造过程质量控制。四是大数据技术记录参数。使用ProfiNET网络及电脑磁盘等主要设备，对车辆轮胎、大灯、淋雨、车辆加注等数据进行数据分析，进而实现在线监测记录。

3 新能源汽车整车制造全流程交互系统研究

3.1多种工业通讯协议联通。新能源汽车在制造过程中涉及到多种制造设备，而设备间的通信协议具有较多种类，主要包括OPC、S7、FINS、MODBUS等多种通讯协议。协议间的不通联造成设备间数据通讯困难较大，继而促使产业流水线间产生数据断层。因此，依据加载多种通讯协议驱动，促使不同设备间的信息通讯更加顺利。由此，将交互系统打造成为不同协议间的互联互通交流平台，促使工艺设备间的信息完成信息集成。

3.2多系统间的数据信息交互。整体新能源汽车整车制造全流程交互系统中采用多任务系统结构，具体包含设备管控系统、车身跟踪系统、质量考察系统、能源管理系统、可视化系统等。并通过智能一体化平台实现多系统信息共享。继而实现多系统同时运作、同时执行任务。并且在数据传输、分析处理以及交换存储等多个角度，有效提升数据交互频率，充分发挥多个子系统的协作运算。

3.3加设底层复杂控制算法。传统系能源汽车底层算法多数采用PLC控制算法，可以初步实现逻辑计算、PID核算以及生产顺序控制等操作指令。然而PLC算法在新能源汽车整车制造全流程交互系统中并不完善，尚不能满足实时CPK计算、质量预估、故障判断以及系统可视化等复杂算法，在本系统服务器设置下，可以实现在采集数据的同时，进行复杂控制运算，并将结果传输至显示器记录存储，极大程度上弥补底层控制运算能力较差的情况，增加新能源汽车生产控制的灵活性与多维性。

4 结语

通过对新能源汽車整车制造全流程交互系统设计实施，实现整车装配、质量检验、物流运输等多个方面在线实时监测，并运用可视化强化监测准确性。通过大数据、网络技术的应用，对新能源汽车生产工艺流程以装配流程进行优化，促使生产效率更快、质量更加强劲、运行更加平稳，亦是提质增速的有效策略。对于新能源汽车发展乃至整个生产制造业发展均具有重要现实意义，可以促进整个产业发展提升至另一个台阶。

参考文献：

[1]秦柳，肖勇，丁玉梅，等.新能源汽车全塑车身先进制造技术[J].中国塑料，2014（12）：99-103.

[2]王宏起，汪英华，武建龙，等.新能源汽车创新生态系统演进机理基于比亚迪新能源汽车的案例研究[J].中国软科学，2016（04）：81-94.

作者简介：韩伟（1983.6-），男，山东省济南市人，山东大学本科，山东电子职业技术学院讲师，研究方向：汽车工程及汽车电子。