文/贾亚莉·FM
在一汽-大众工作近八年,参与了佛山工厂的建设和佛山首款奥迪车型冲压模具的投产和量产工作,2018 年加入蔚来,目前担任蔚来制造工程(白车身系统)冲压工程负责人,主要负责新工厂冲压车间规划、冲压产线设备开发、智能制造规划和开发以及新车型冲压同步工程分析、工艺和模具开发、创新工艺与数字化规划等工作。
新能源汽车一问世,智慧汽车、轻量化汽车就成为了核心词汇。对于生产环节而言,解决轻量化的问题迫在眉睫。2018 年,蔚来量产交付的第一代ES8 其车身是国内首款独立研发量产的轻量化全铝车身,拥有100%知识产权,全球量产全铝车身中最高比列铝材应用量,达到96.4%,白车身重量335kg,轻量化系数2.02,整车扭转刚度44110Nm/deg,首次使用航空级7 系铝合金,获得2021 年“中国汽车工业科学技术奖”科技进步一等奖。五年多的时间过去了,本刊记者对话蔚来制造工程(白车身系统)冲压工程负责人石宽,请他带领我们的读者从整车四大工艺之首的冲压来了解一下蔚来的未来之路。
蔚来第二先进制造基地于2021 年4 月29 日动工,2022 年9 月26 日正式投产,位于NeoPark 合肥新桥智能电动汽车产业园区。该园区定位为世界级智能电动汽车产业集群,将形成完整与高度聚集的产业链。蔚来第二先进制造基地规划时,在智能制造领域投入大量资源,布局了前瞻和领先的数字化解决方案,深入融合了IT/OT,生产过程数据全量入湖,采用全球领先的“天工”智能制造管理系统,基于微服务开发前端消费应用,是一座全链路数字化智能工厂。
蔚来第二先进制造基地冲压车间包括冲压A 线和冲压B 线,配备国内领先的高速钢铝混合冲压线与七轴全柔性单臂机械手,ADC 自动换模仅需3 分钟,开创性联合开发冲压数字化生产运营管理系统、设备智能管理系统,使得车间生产组织100%透明化,达到世界领先水平。开创性开发导入钢、5 系铝、6 系铝全系分类回收和在线打包系统,预计每年可减少二氧化碳排放8.5 万吨,为国内领先的绿色环保车间。冲压线尾采用无叉车AGV 智能驳运,高度自动化的系统控制,实现充电自动化。目前已经量产ET5、ET5T、全新ES8、全新EC7 等多款蔚来车型,包括大型深冲钢铝侧围、钢铝四门内外板、铝前盖内外板、铝顶盖等核心外覆盖件。
石宽介绍道:“第二先进制造基地作为蔚来汽车智能制造的代表性工业实体,是一座全链路数字化智能工厂,秉持‘精益高效、智能先进、绿色环保、愉悦开放’的愿景,在全链智能化、工艺柔性化、装备先进性等方面达到全球领先水平,是‘蔚来技术全栈’在‘智能制造’领域的重要注脚。蔚来汽车第二先进制造基地采用全球领先的‘天工’智能制造管理系统、‘魔方’车辆存取平台、‘飞地’自动装配岛等多项前沿技术,突破传统大规模生产与个性化定制的矛盾局限,实现了高效柔性化生产,可满足3592320 种个性化配置组合,用户从下单到提车仅需14 天,是新一代汽车智造工厂的样板。
“‘天工’智能制造管理系统,包括LES、SAP、MOP(制造运营平台)、Q-Plant(质量管理)等系统。冲压车间,基于‘天工’智能制造管理系统实现了生产准备、模具设备管理、现场Andon 管理、变化点管理、PMC 监控及报表分析、返修管理及人员管理等业务数字化,同时通过开发APS 实现计划的自动排产,开发EMS 实现设备的智能预测和管理,基于各类AI 与视觉的解决方案去推进业务场景的智能化。在冲压领域,我们正在推进MED(制造工程开发)和OTD(订单到交付)全业务链的数字化,围绕信息集成化、流程数字化、场景智能化、运营透明四个远景,系统规划、统筹推进,实现多基地、多工厂与前端制造工程开发的数据相互连接和相互消费,持续自主迭代‘天工’智能制造管理系统、APS 自动排产、冲压运营指标透明塔台、冲压知识消费图书馆等数字化产品,并陆续推出冲压车间的数字孪生、冲压质量视觉识别与预防等数字化产品。
“作为国内首个获得‘工业绿色建筑三星’和‘LEED GOLD’双认证的电动汽车制造基地,蔚来第二先进制造基地通过建设分布式光伏,可节约25%工厂生产用电。该制造基地打破传统工厂设计布局,开设了全球最大的蔚来中心、员工中心、智能驾驶体验跑道、参观连廊等附属人文、生活方式配套设施,将工厂打造成为绿色人文、愉悦开放的目的地。”
目前,蔚来第一代产品和第二代产品,多款全铝车身产品量产交付。冲压自制件中,六款产品使用铝侧围、铝前盖内外板、铝四门内外板、铝翼子板、铝顶盖、铝后盖内外板等不同铝材零件。通过产品的创新、工艺的创新和供应链的创新,蔚来解决了全铝、超深、复杂和前瞻造型的核心外覆盖件开发和量产过程中的一系列复杂问题,解决了超深铝侧围、超深铝门内板等成形性、尺寸回弹、生产稳定性和生产效率等问题,并不断挑战更短的周期、更高的质量、更高的生产效率。在冲压模具开发的过程中,实现了高精度的回弹补偿,首件尺寸合格率达成80%的目标;通过压机扰度补偿等改善不同压机间差异导致的调试差异问题;通过开闭件总成的仿真,解决总成尺寸与单件尺寸不匹配的问题,减少单件的更改轮次;通过CAE 新模型的建立,解决钢铝车身侧围门槛烘烤变形、前盖总成撑杆等环境件引起的尺寸变形等复杂问题。这些疑难问题的解决,缩短了模具的开发量产周期,降低了模具开发成本。
基于丰富的产品开发与量产经验的积累、前端产品和工艺开发以及后端生产运营的问题和数据闭环消费,蔚来正向建立了冲压技术标准、工艺开发流程和项目交付体系;也建立了冲压问题库、LL&BP 库(经验教训与最佳实践)、标准库、解决方案库,结合冲压模具智能开发系统、冲压运营指标透明化塔台等数字化工具,提高了冲压技术开发过程的效率、质量,提高开发投资的效率与回报,将模具从工艺设计到量产的开发周期缩短至10 ~15 个月,以支撑公司产品的整体开发周期的缩短。蔚来重视与供应链合作伙伴共同的成长和发展,联合一起解决业务过程的复杂问题,比如与产线设备合作伙伴一起推动国产单臂机械手高速抖动问题的解决,钢铝开卷线核心堆垛设备集成国产化,超深一片式铝侧围模具的国产化开发等,为推动中国汽车产业工装、设备、模具的高质量发展贡献一份力量。
“蔚来,源自一个清朗天空的愿景。自成立以来,我们始终致力于构筑环境更加友好的未来。企业文化就如同企业灵魂,能够赋予每个与之相关的人一份期许和责任。”石宽这样介绍蔚来的企业文化,“我们一直倡导‘真诚、关爱、远见、行动’的企业文化,加入蔚来的员工会首先参加‘Landing’着陆培训,学习企业文化。冲压人员的培养和团队的文化建设在公司整体的文化和职业发展规划下推进工作的开展。目前冲压基于新员工开发了初级、中级、高级等一系列的技术课程,每门课程实现了视频在线,让员工在公司学习平台上快速便捷地学习;另外冲压团队搭建了知识消费图书馆,覆盖了全部的技术标准、业务流程、项目开发与交付物、工程手册、各类数据库、解决方案库、运营指标,并能自动推动最新的标准、知识更新和项目状态,让员工便捷地获取开展工作所需的信息和知识,以此来提高知识消费和信息获取的体验。冲压团队还特别重视新入职大学生的培养,有完善的轮岗、培训和带教体系,并通过新项目的独立实践快速地成长。整体冲压团队年轻有活力,青年员工占比超过三分之一,团队有行业专家,有经验丰富的工程师,也有刚入职大学生。”