我国汽车制造自动化技术的发展

北汽福田汽车股份有限公司 任起龙

我国汽车制造自动化技术的发展

北汽福田汽车股份有限公司 任起龙

任起龙，获北京科技大学、加拿大温莎大学等5个研究生学位，具有福特汽车、万国卡车、通用电器等北美三个世界五百强企业和国内福田汽车及潍柴动力两个知名企业经验，现为北汽福田汽车生产力研究专家、特级总师。有非常过硬的企业战略与管理、产品规划与管理、技术规划与管理的能力与经验，具有较强的汽车行业与客户需求研究、企业运营管理、汽车NVH、汽车材料应用、整车性能匹配、全面预算管理、投资收益分析、成本规划与管理等能力和经验。

我国汽车行业经过近二十年的快速发展，其制造和销售规模迅速扩大，现在我国已经成为了全球汽车制造和消费大国。随着我国汽车客户对整车质量的要求越来越高，整车企业对制造效率提高和整车质量提高的要求越来越强，企业人工成本压力越来越大，这些不断增长的要求促使许多国内汽车制造企业纷纷在其制造线上使用了机器人、监控系统等先进自动化技术和设备。同人力手工操作相比，汽车制造自动化系统可以承受更高强度、更高难度的整车制造劳动，能够执行更高精确度的工作。我国汽车制造业未来定将紧跟汽车强国步伐，不断深化自动化技术的发展和应用。此外，我国汽车制造企业为了扩大品牌占有率和汽车销售，不断对原有厂房或生产线进行扩建改造，同时，由于汽车制造厂家的建设新厂、改造升级旧厂，带动了相关零部件厂商间的竞争，促使零部件厂商为了扩大制造而采取相应措施，因此，需要越来越先进的自动化制造设备和系统来扩大自己的制造规模、增进效率、降低成本。

在整个汽车行业发展过程中，自动化制造是循序渐进的，汽车制造业在今后必将成为我国自动化技术和设备的主力市场之一。

1 我国汽车制造自动化技术发展的动力及其解决方案的要求

汽车行业自动化技术的快速发展和应用来源于以下四方面动力：

（1）适应提高劳动制造率的要求：越来越高的劳动制造率要求，减少的人工需要用自动化设备替代；

（2）汽车本身性能提升的要求：汽车产品技术的日新月异，越来越朝智能化、舒适化发展，这就要求制造和测试汽车的设备也更加智能化和自动化；

（3）客户对汽车品质标准提升要求：汽车行业对汽车品质的安全性、制造质量、环境要求越来越高，也催生了设备自动化检测技术和制造技术的提升；

（4）降低制造成本的需求：由于汽车产能的快速发展，各厂纷纷扩大产能，使现有产能出现过剩，人工成本压力也随之迅速提升。因此，汽车制造企业要提升竞争力，必须尽量降低制造成本。而降低成本的重要途径之一，就是提升制造效率，摊薄制造成本，这也同时拉动了自动化技术的快速发展。

随着汽车客户需求越来越高及汽车行业竞争越来越激烈，汽车制造自动化技术也必须不断的发展与完善。从节能、环保、信息化、物联网及未来智能制造到制造保障、制造安全，乃至整个制造业升级，其需求本质都是解决方案式的服务，这也成为当前汽车制造自动化市场发展的主要特征。汽车制造行业的客户对解决方案式服务的需求代表着我国工业制造将进入整体工厂阶段，这个阶段代表着目前设备技术的最高水平，该阶段要求自动化技术能力应该满足：

（1）柔性化制造线，缩短产品更新换代改造的周期；

（2）工厂工艺总体设计，各工序全面兼顾，实现工序之间的内在无缝衔接，大幅度提升制造质量；

（3）精益制造，精益投资，实现制造组织、物流配送等以最经济的方式完成制造全过程；

（4）应用物联网技术，使车型混流制造做到井然有序；

（5）信息技术成为设备技术的基础载体，实现信息实时传递，通过中央控制室监视、控制、追溯及管理。

"随着汽车客户需求越来越高及汽车行业竞争越来越激烈，汽车制造自动化技术也必须不断的发展与完善。从节能、环保、信息化、物联网及未来智能制造到制造保障、制造安全，乃至整个制造业升级，其需求本质都是解决方案式的服务，这也成为当前汽车制造自动化市场发展的主要特征。"

2 自动化技术在汽车制造车身焊装工艺中的应用

汽车车身的焊装质量不但直接影响整车外观，还决定着后面车身装配工序的质量。整车的车内漏风、噪音大、漏雨和车门关闭障碍都与车身质量有密切关系，因此，车身焊装工艺非常关键。汽车制造的高效率、批量化和对产品质量一致性越来越高的要求，使机器人制造方式在汽车焊接中获得了广泛应用。目前车身焊接机器人是本体独立、动作自由度多、程序变更灵活、自动化程度高和柔性程度极高的焊接设备。具有重复精度高、焊接质量好、运动速度快和动作稳定可靠等特点，车身焊接机器人是焊接设备柔性化的最佳选择。

（1）焊接机器人自动化柔性制造系统：从未来发展趋势看，自动化柔性制造系统是汽车焊接的发展趋势，而工业机器人因其自动化和灵活性在汽车制造中得到大规模使用。传输装置则为采用无人驾驶的更具柔性化的感应导向小车。

（2）计算机与信息技术应用深耕：随着计算机与信息技术在汽车制造中的广泛应用，促进了传统的焊装向“精量化”的制造方式转变。以计算机和信息技术为平台的焊装制造过程信息系统对汽车焊装制造过程的企业管理与决策、质量分析与优化有着非常重要的意义。

（3）轻便组合式智能自动焊机：近年来，国内的汽车制造厂都非常重视焊接的自动化。如国内合资企业车身焊装车间制造线的自动化率达80%以上，由计算机控制(可编程逻辑控制器PLC)，自动完成工件的传送和焊接，具有很高的焊接自动化水平，既提高了产品质量和制造率，降低材料消耗，又改善了工作条件。而自主品牌自动化率则较低，这为自动化设备未来发展提供很大潜力。

3 自动化技术在汽车制造总装工艺中的应用

我国汽车总装自动化制造线，是将工件的各零部件自动化组装起来的制造线，是由各种自动化输送装备系统及专用设备（如螺栓紧固设备、油液品加注设备、涂胶设备、打号及铭牌制作设备、各类装配机械手、密封试验设备、出厂检测设备等）按照最终客户的需求组合而成的有机整体，主要应用于汽车整车装配工艺。汽车总装自动化制造线上的自动化输送装备系统主要由链式输送系统、摩擦输送系统、自行小车输送系统三类自动化设备组成。

随着汽车市场的个性化和多样化要求越来越高, 汽车装配作业也从传统的单一品种、大批量制造向多品种、中小批量转化, 装配制造的批量性特点趋于复杂, 安装零件的品种、数量进一步增多, 对零部件的接收、保管、供给、装配作业指导等都提出了新的要求。市场的变化必将使装配制造方式产生新的变革, 逐步向装配模块化、自动化装配技术与柔性装配系统( FAS) 、汽车虚拟装配系统( AVAS) 发展。

随着汽车市场竞争日趋激烈, 提高劳动效率、降低成本、提高收益是汽车制造厂家非常关心的问题。据调查，我国自主品牌汽车整车制造企业中, 采用自动装配的零件只占20% , 而且人工装配每小时仅有70%时间进行实际装配作业, 装配费用占产品总成本比例很高（有的高达60%～70%）, 远高于发达国家。发达国家由于实现自动装配每小时平均可作业时间达95%, 所以采用汽车虚拟装配系统( AVAS) 、自动装配技术与柔性装配系统( FAS)， 能够满足未来市场多批次、小批量、快速多变和不确定性要求, 用最低的成本制造满足客户的汽车终端产品。