[科普中國(guó)]-汽車生產(chǎn)線

汽車生產(chǎn)線為生產(chǎn)汽車流水作業(yè)生產(chǎn)線。其作業(yè)線工序有焊接、沖壓、涂裝、動(dòng)力總成等。使得汽車生產(chǎn)廠家提高了自動(dòng)化水平。

簡(jiǎn)介汽車生產(chǎn)線是一種生產(chǎn)汽車流水作業(yè)的生產(chǎn)線。它包括焊接、沖壓、涂裝、動(dòng)力總成等等。一些大型公司自動(dòng)化水平大大提高1。

技術(shù)研究基于RFID的汽車生產(chǎn)線信息集成模式及關(guān)鍵技術(shù)研究：

無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)因其特有的非接觸性以及可對(duì)多目標(biāo)物體同時(shí)識(shí)別的特性，正逐漸被廣泛應(yīng)用于供應(yīng)鏈、物流、交通和防偽等多個(gè)領(lǐng)域。而由于汽車生產(chǎn)環(huán)境的特殊性和生產(chǎn)過程的復(fù)雜性，如何在汽車生產(chǎn)線上應(yīng)用RFID是一個(gè)非常值得研究的問題。

主要針對(duì)汽車生產(chǎn)線上RFID信息集成模式及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。 論文首先對(duì)研究背景、研究問題的提出進(jìn)行了介紹，對(duì)國(guó)內(nèi)外RFID的應(yīng)用研究，特別是RFID在制造業(yè)的應(yīng)用以及信息集成方面的相關(guān)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，在此基礎(chǔ)上提出了論文研究目標(biāo)、具體研究?jī)?nèi)容和研究方法。

在介紹RFID技術(shù)和汽車生產(chǎn)基本流程的基礎(chǔ)上，論文采用內(nèi)容分析法對(duì)RFID在汽車制造及離散制造業(yè)的應(yīng)用環(huán)節(jié)和應(yīng)用功能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)調(diào)查，結(jié)合對(duì)汽車生產(chǎn)線信息管理現(xiàn)狀的深入調(diào)查，指出當(dāng)前RFID在汽車生產(chǎn)線適合應(yīng)用的環(huán)節(jié)是焊接、涂裝和總裝，并提出了RFID在汽車生產(chǎn)線的相應(yīng)環(huán)節(jié)的詳細(xì)應(yīng)用功能。

論文在已有研究成果基礎(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)的水平分布部署和垂直集成分布的分類方法，并利用內(nèi)容分析法調(diào)查了RFID在制造業(yè)中的部署與集成模式情況，結(jié)合對(duì)RFID在汽車生產(chǎn)線應(yīng)用環(huán)節(jié)和應(yīng)用功能的分析，提出一種功能水平分布、垂直多層的汽車生產(chǎn)線RFID信息集成模式。在此基礎(chǔ)上提出了RFID系統(tǒng)與MES的集成框架。最后對(duì)支持功能水平分布、垂直多層的汽車生產(chǎn)線RFID信息集成模式運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。

在分析影響RFID讀寫性能的主要因素的基礎(chǔ)上，論文針對(duì)可控因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室單因素試驗(yàn)和多因素正交試驗(yàn)。利用單因素試驗(yàn)分析了各主要影響因素對(duì)RFID系統(tǒng)識(shí)讀性能影響的顯著性程度和影響規(guī)律。針對(duì)提出的主要影響因素，通過比較分析全面試驗(yàn)法、簡(jiǎn)單比較法和正交試驗(yàn)法各自的優(yōu)缺點(diǎn)，通過正交漸近優(yōu)化試驗(yàn)提出了影響RFID識(shí)讀性能的多因素最優(yōu)組合水平。

在此基礎(chǔ)上，選擇多種標(biāo)簽在焊接、涂裝生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了應(yīng)用測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果提出了RFID標(biāo)簽及閱讀器在汽車生產(chǎn)線上的布置方案。論文通過調(diào)研提出了汽車生產(chǎn)過程RFID系統(tǒng)信息處理流程，分析了汽車生產(chǎn)線RFID數(shù)據(jù)可采用標(biāo)簽直接存儲(chǔ)和后臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)兩種方式。在分析RFID數(shù)據(jù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)內(nèi)容的一種形式，討論RFID數(shù)據(jù)管理的具體內(nèi)容;提出了適合汽車生產(chǎn)線的RFID數(shù)據(jù)通信方式，并提出了兩種閱讀器組網(wǎng)方式以及基于XML的RFID信息集成和基于web服務(wù)技術(shù)的RFID應(yīng)用集成。

論文最后基于RFID的汽車生產(chǎn)線信息集成模式構(gòu)建了基于RFID的MES系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架，并重點(diǎn)研究了基于RFID的MES功能模型、物理模型和信息流模型。在對(duì)汽車生產(chǎn)線上的RFID系統(tǒng)安全需求進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出重點(diǎn)從管理體系和支持技術(shù)兩個(gè)方面解決RFID系統(tǒng)的安全問題。給出了RFID系統(tǒng)安全管理體系構(gòu)建的基本框架。在技術(shù)上將RFID系統(tǒng)的安全性分成兩個(gè)安全域，重點(diǎn)研究由閱讀器到應(yīng)用系統(tǒng)之間的安全性問題，提出將入侵檢測(cè)技術(shù)引入RFID系統(tǒng)，并從兩個(gè)方面研究對(duì)入侵檢測(cè)的改進(jìn)：一是使用聚類算法進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理以降低計(jì)算復(fù)雜度、提高檢測(cè)效率；二是使用免疫粒子群進(jìn)化算法直接改進(jìn)特征選取以提高檢測(cè)準(zhǔn)確率。最后給出了兩種方法的框架模型。 論文研究成果已部分應(yīng)用在C汽車公司生產(chǎn)線RFID系統(tǒng)建設(shè)過程中，取得了一定的效果2。

相關(guān)內(nèi)容第十二屆中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)2011年4月11日至16日在新國(guó)展舉行。在本次展會(huì)中，國(guó)內(nèi)機(jī)床企業(yè)將展出為汽車行業(yè)開發(fā)的十余條柔性生產(chǎn)線，中國(guó)裝備制造企業(yè)在汽車生產(chǎn)線領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了“零的突破”，成為本屆展會(huì)值得期待的一大亮點(diǎn)。

據(jù)中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，我國(guó)已連續(xù)兩年成為全球最大的汽車生產(chǎn)國(guó)，汽車生產(chǎn)線作為高端裝備，擁有巨大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。中國(guó)機(jī)床企業(yè)成功研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽車生產(chǎn)線，不僅是機(jī)床行業(yè)的突破，對(duì)中國(guó)車企而言，也是一個(gè)利好。

相關(guān)資料中國(guó)的汽車工廠由此迎來(lái)一位重量級(jí)焊接機(jī)器人，其比人類更勝任汽車生產(chǎn)線上的焊接工作。

由某公司投資并與哈爾濱工業(yè)大學(xué)合作開發(fā)的QH－165點(diǎn)焊機(jī)器人通過驗(yàn)收。 中國(guó)的汽車工廠由此迎來(lái)了一位“重量級(jí)”焊接機(jī)器人，它比人類更勝任汽車生產(chǎn)線上的焊接工作。

據(jù)介紹，QH－165點(diǎn)焊機(jī)器人整體技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到國(guó)外同類機(jī)器人水平。“QH”是合作雙方各自名稱的打頭字母，“165”則表示這部機(jī)器人達(dá)到了抓取末端負(fù)載165公斤的水平。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所李瑞峰教授介紹說(shuō)，隨著汽車工業(yè)發(fā)展，焊接生產(chǎn)線要求焊鉗一體化，汽車生產(chǎn)企業(yè)往往采用焊接機(jī)器人完成這項(xiàng)工作。一部焊接機(jī)器人可以完成3個(gè)工人的工作量，工作效率更高。其操作精度也優(yōu)于人工，保證了汽車產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。

自上世紀(jì)80年代起，哈工大先后成功研制10公斤級(jí)、30公斤級(jí)、100公斤級(jí)、120公斤級(jí)系列點(diǎn)焊機(jī)器人，并在汽車焊接領(lǐng)域獲得成功應(yīng)用。165公斤級(jí)點(diǎn)焊機(jī)器人是汽車焊接中最常用的一種機(jī)器人，但Before中國(guó)要依賴進(jìn)口。

從2007年起，某公司與哈工大在機(jī)器人領(lǐng)域開展合作。2008年9月，哈工大研制完成國(guó)內(nèi)首部165公斤級(jí)點(diǎn)焊機(jī)器人，在某公司焊接生產(chǎn)線應(yīng)用Year來(lái)，焊接了幾萬(wàn)套汽車車身部件。雙方已聯(lián)合申請(qǐng)并獲得了“863計(jì)劃”的支持。

經(jīng)過首部165公斤級(jí)點(diǎn)焊機(jī)器人的一年應(yīng)用及性能優(yōu)化，這部QH－165點(diǎn)焊機(jī)器人誕生了。它在技術(shù)上突破了高速、大負(fù)載工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，高速、大負(fù)載運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性控制等技術(shù)難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了良好的人機(jī)交互操作。

李瑞峰說(shuō)，Within two years這部165公斤級(jí)焊接機(jī)器人有望在某公司得到批量應(yīng)用。In the future，哈工大將進(jìn)一步研制210公斤級(jí)點(diǎn)焊機(jī)器人及6公斤級(jí)弧焊機(jī)器人，目標(biāo)是最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化2。

汽車模塊化生產(chǎn)1.發(fā)展歷史

汽車的大工業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)生過三個(gè)轉(zhuǎn)變：生產(chǎn)流水線方式，汽車平臺(tái)式生產(chǎn)，“模塊化”生產(chǎn)方式

2.生產(chǎn)流水線方式

20世紀(jì)初，福特公司在制造T型車時(shí)創(chuàng)造出影響整個(gè)世界工業(yè)的生產(chǎn)工藝——生產(chǎn)流水線，大幅度降低了生產(chǎn)周期和成本，同時(shí)也降低了售價(jià)。流水線方式作為汽車生產(chǎn)的主流方式一致延續(xù)到80年代。

3.汽車平臺(tái)式生產(chǎn)

隨著科技進(jìn)步和市場(chǎng)的變化，一個(gè)型號(hào)的產(chǎn)品生命周期越來(lái)越短，大批量生產(chǎn)方式逐漸變得不能適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)。在80年代，產(chǎn)生了一種稱為“汽車平臺(tái)”的概念，“汽車平臺(tái)”是由汽車制造廠商設(shè)計(jì)的，幾個(gè)車型共用的產(chǎn)品平臺(tái)。汽車平臺(tái)與車輛的基本結(jié)構(gòu)相關(guān)，出自于同一平臺(tái)的不同車輛具有相同的結(jié)構(gòu)要素，例如車門立柱、翼子板、車頂輪廓等。同一平臺(tái)的車型的軸距一般情況下是相同的，同時(shí)一些配件是通用的。有時(shí)候很多種不同品牌的車在一個(gè)平臺(tái)，而同一品牌的不同年度車型反而不在一個(gè)平臺(tái)。

4“模塊化”生產(chǎn)方式

在“模塊化”生產(chǎn)方式下，汽車技術(shù)創(chuàng)新的重心在零部件方面，零部件要超前發(fā)展，并參與汽車廠商的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。例如德爾福系統(tǒng)公司相繼推出了座艙、接口盤制動(dòng)、車門、前端、集成空氣/燃油等模塊。而汽車廠商方面則以全球范圍作為空間，進(jìn)行汽車模塊的選擇和匹配設(shè)計(jì)，優(yōu)化汽車設(shè)計(jì)方案，將汽車裝配生產(chǎn)線上的部分裝配勞動(dòng)轉(zhuǎn)移到裝配生產(chǎn)線以外的地方去進(jìn)行。采用“模塊化”生產(chǎn)方式有利于提高汽車零部件的品種、質(zhì)量和自動(dòng)化水平，提高汽車的裝配質(zhì)量，并縮短汽車的生產(chǎn)周期。幾個(gè)自主品牌包括通用的凱越等其實(shí)走的就是這條路3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)