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中国制造2025,汽车数字化工厂知多少?

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中国制造2025,汽车数字化工厂知多少?

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【摘要】:

  “工业4.0”、“中国制造2025”、“智能制造”、“数字化工厂”这些充满高科技气息的名词听起来离我们的生活很遥远的样子...遥远吗?并不!他们出现在了我们日常生活中!

  从工业1.0时代开始,我们的交通工具从

  

 

  到现在工业4.0时代,路上跑的都是

  放错了放错了,是这种

  

 

  这些都得益于工业的不断进步,我们的生活质量也在不断进步。

  小编今天带大家了解一下,工业4.0时代数字化工厂又为我们的生活带来了什么进步!

  数字化工厂又是什么呢?

  数字化工厂以产品全生命周期的相关数据为基础,在计算机虚拟环境中,对整个生产过程进行仿真、评估和优化,并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。

  通俗易懂一点,就是将数字化建模、虚拟仿真、虚拟现实/加强现实(VR/AR)加入到工厂从建立到生产交付再到质量追踪的全过程。现实一个工厂,而在虚拟仿真的世界里也有一个工厂在运行,“验证即生产、实体即数据”。

  

 

  当数字化工厂应用到汽车制造领域,又会擦出什么样的火花呢!

  “汽车数字化工厂”解决方案覆盖了汽车生产的所有过程。

  一、车身解决方案

  这是一个可以在网络环境下运行的解决方案,实现车身生产线、装配单元和工艺过程的设计、规划、方案验证及详细的设计和仿真、优化,并保证信息及时更新、交流和共享。在虚拟的环境中进行多学科的物理参数仿真分析,比如说噪音、散热、受力等等情况。基于虚拟环境中的仿真及分析,我们可以对产品不断迭代、优化再去进行生产。

  该解决方案在制造过程的整个生命周期内支持汽车的生产线设计和厂房布局,以电子化工艺过程表的格式定义制造过程并把他们存储在统一的制造服务器,这就可以在整个制造链上方便地读写、交换和协同地交互式操作;提供了完整的车身制造工程的规划、设计、管理、项目跟踪的团队协同制造环境;该方案主要解决白车身焊接生产线的工艺规划、焊接管理、焊接仿真和装焊线的布局,同时应用物流模块对整个生产线进行物流分析和优化。

  

 

  二、总装解决方案

  总装解决方案主要解决总装生产线的工艺规划,多车型混线生产管理,复杂的物流仿真优化,根据定单的排产计划和总装线的布局等,支持用户完成从生产装配过程分析到具体装配站点的三维可视化设计;提供对于复杂操作的三维仿真分析;提供了完整的总装制造工程的规划、设计、管理及项目跟踪的团队协同制造环境;人机工程可以用于人工装配操作的仿真来对操作场地和装配循环时间进行优化等;还具有用于混产规划过程仿真、分析生产线的性能,包括产量、物流、生产线平衡、瓶颈和缓冲区大小等。

  总装解决方案在规划过程中考虑了多种方案的优选,减少了用于验证装配可行性的模型数量;对复杂装配干涉问题的仿真能早期预测和消除工程风险;可用于多车型同线混装的工艺方案设计和排产计划的制定。

  

 

  三、发动机解决方案

  该解决方案提供发动机机加工生产线和装配线的设计、优化以及质量管理的全面的制造过程解决方案。它提供了一套强大的应用程序,对发动机和传动系统加工生产线进行分析、规划和仿真。该解决方案可以自动识别零件的工艺特征、设计加工工序、自动选择最佳的加工参数和刀具和生成NC刀具路径乃至NC程序,并为生产线上的工位分配优化的工序。发动机解决方案流程如图5所示。

  该解决方案在设计阶段就可通过3D浏览进行更好的信息沟通;可进行早期的设计错误检查 (冲突分析);可方便地进行运动学优化;可同步地进行工艺设计;减少冲压生产线的建立与调整时间并优化工作循环时间。

  

 

  四、物流解决方案

  物流解决方案主要针对复杂制造体系进行建模仿真(如车身线,总装线,喷漆线、发动机线等),包括:对生产线的制造能力进行评估;分析和优化生产线的缓冲区尺寸;找出瓶颈点并进行优化;制定最佳的物流控制策略;定义精确的制造系统参数等。

  其中的生产线物流规划、方案验证包括:物流布局规划和仿真验证;生产线缓存区的位置设定和最佳储存量控制;物流路径的规划与仿真优化;输送链系统的布局,控制方案,运行策略;生产次序的优化;物流路径的流量和瓶颈分析。运输物流规划、方案验证包括:物流运输道路路径规划;道路负载瓶颈流量分析;运输车辆合理承载量计算;集货方式和物料运输器具规划设计;运输计划(时间,车次,道路,器具)。仓储物流规划、方案验证包括:存储区布局和尺寸设计;进货/出货结构指令设计;物流稳定性分析 ;优化物流控制策略;优化集货合货物分配模型;优化快速货流运转机制;运输设备系统方案规划、仿真优化。

  

 

  说了这么多,湖南工业4.0创新中心闪亮登场了!

  湖南工业4.0创新中心的中厅,有个数字化车间的沙盘,是为某客户的轻型商用车公司打造的某柔性化焊接项目,从前端设计到末端物流实现了全流程的数字化。

  在这个项目前期的设计规划过程中,我们采用了虚拟调试技术。以整个项目的产品全生命周期的相关数据为基础,实现了对整个生产线及生产过程的工艺规划,产品数据,制造仿真和生产线布局的评估,优化。

  传统焊装线大多都是专有化焊装线,也就是一条焊装生产线只能为一种车型提供焊装服务,如果需要开发新品种的车型时,则需要进行大规模改造或者重新开发投产新的焊装线,因此会对厂房设备及公用动力等基建设施重复投资,造成浪费。

  而我们的柔性焊装线,能完成21种!21种车型的焊接需求!

  创新中心主要依托单位之一中南智能的下属子公司长沙长泰机器人有限公司就是这个车间的实施者,作为唯一机器人成员单位参与了国家“节能与新能源汽车技术路线图”的规划。长泰机器人的产品线服务于国内各大汽车主机生产商,包括东风、北汽、长丰、吉利和通用等。在焊装和总装领域,长泰机器人具备整体工艺规划、设备合理布局及参数设置、模拟仿真、视觉应用等核心技术。也希望为更多汽车行业客户提供更专业的服务!

  

 

  而物流部分,我们充分利用Plant Simulation物流仿真工具,模拟现场生产的各种极限条件,对虚拟工厂进行仿真分析,实时模拟产线生产状态,显示出工厂的物流瓶颈、生产瓶颈、设备利用率、能源消耗等情况,通过不断优化参数得到一个最佳的排产方案,并对这个排产方案进行一个三维动态可视化呈现,最终使整个物流运输顺畅,各工位的生产能力达到协调,不会出现某个工位产能过剩、某台机器长时间处于一个闲置状态,设备利用率显著提高,并最终达到我们的目的:指导实际生产,提高生产效率。

  湖南工业4.0创新中心致力于提升推动智能制造技术创新和扩散,提升湖南装备制造创新能力和水平。

  湖南工业4.0创新中心

  

 

  创新中心设立行业解决方案研究中心,专注于整合资源服务制造企业转型,帮助中小企业二维转三维及数字化工厂规划等咨询服务。