探讨智能制造在载货汽车车架零部件生产中的应用

探讨智能制造在载货汽车车架零部件生产中的应用

黄文武，郑振杰，郭小卫，南勇哲

浙江长江汽车电子有限公司，浙江温州，325025

摘要：汽车零部件生产企业面对当前行业中存在的成本逐渐上涨、市场波动剧烈、产品定制化与质量要求日益提高的发展现状，应有效挖掘智能制造在把控生产质量、缩减生产成本、减少生产能耗，提升生产效率等方面的价值。本文首先对载货汽车车架所用零部件生产环节中暴露出的主要问题进行总结，而后探讨了将智能制造应用于车架零部件加工生产中的方案。车架零部件生产企业通过构建自动化冲切生产线、优化工艺流程，运行生产计划执行系统能够打造符合产品提质、生产提效需求的智能制造生产模式。

关键词：智能制造；载货汽车；车架零部件；生产模式

随着现代汽车制造业的物联化、智能化、信息化、轻量化改革速度不断加快，汽车零部件制造产业的数字化转型与智能化发展需求也越来越迫切。汽车零部件生产企业面向关键业务流程，逐步构建具备自动化生产、柔性生产、以数据驱动生产与管理决策等特点的智能制造生态系统。车架是载货汽车产品的基体，对于零部件的强度与刚度等有着极高的要求。基于质量控制与效率提升的生产目标，现分析如何将智能制造应用到生产载货汽车车架零部件的过程中。

1载货汽车车架零部件生产存在的问题

车架作为载货汽车的基体部分，多由若干横梁与两根纵梁构成，依托后桥、前桥以及悬挂装置支撑在货车车轮上方，其需要具备充足的刚度与强度来承受载货汽车的较大荷载以及由车轮传递的冲击。

以往的载货汽车车架各零部件生产模式逐步暴露出以下局限性：其一，零部件制孔外形切割质量存在缺陷，具体表现为一致性不符合要求。其二，加工零部件过程中，容易因磕碰等不当操作导致零部件出现划伤。其三，零部件的原材料的实际利用率长期得不到提升。其四，装配环节容易发生质量缺陷，如孔位不正等。其五，需要不同工序之间多次进行转换。其六，工人生产效率不高，管理机制落实困难，生产成本控制难度较高。

2智能制造在载货汽车车架零部件生产中的应用

2.1建设自动化冲切生产线

针对载货汽车车架零部件生产模式存在的不足以及质控要求，将生产流程调整成车间平板制孔，再切割外形，最后由工业机器人进行自动分拣码放。引入数字化、智能化连线生产技术，打造少人化、无人化生产模式。

考虑到车间中的平板制孔等工序属于核心工序，需要对车间进行调整，优化布局方式，确保符合生产操作与工艺要求，并对车间的建筑体积与建筑面积进行充分利用，使各道工序能够得到有机结合，集中放置关联工序，并减少搬运操作与交叉流程，尽量实现直线运行。以此减少生产环节的耗能，提升工人的劳动效率。将车间单班工人控制在4人以下。

将全自动化冲切生产线布设到车间中，以自动化的方式加工平板坯料，从而满足后续生产工序的使用需求。在该生产线中，通过一条冲孔生产线执行板料冲孔任务，借助一条激光切割生产线对带孔板实施切边操作，并切割规格达到极限的板料的孔边，利用一条自动化分拣码垛输送线分拣码垛完成加工工序的平板件，由一条具备全自动化运输能力的输送线连接各生产所用加工设备，执行所有的输送板件与平板料的任务。

各个工序能够通过传感器等装置识别、采集、传送与保存车架零部件的生产数据，员工可以在数据支持下对零部件进行快速识别，根据相关加工信息执行生产任务。由于各工序间通过转运吊装的自动化运送方式实现物料、工件输送，因此可避免给零部件带来表面缺陷。针对以往原材料无法得到充分利用的情况，可通过智能分析多型号、多规格产品所用的排版套料方法，优选最佳排版方案，提升材料利用率。

2.2优化生产工艺流程

备料环节。板料经由过跨车台被输送到车间的存储区中，再从板料垛输送到冲孔生产线的板料运输线中。MES按照预设的排料图、生产计划生成冲切线子生产计划，根据板料需求，智能调控生产系统。系统以排样图为依据，控制输送、分拣、切割与冲孔等各个生产单元。

冲孔环节。板垛抵达上线区后，扫码设备通过扫码操作对其进行确认，起重设备将条板从条板料垛处运输到冲孔机设备的进料台处，而后由夹钳将板料夹起执行冲孔任务，再通过下线的起重设备将冲孔板吊起并向缓存区输送。

切割环节。处于激光切割生产线上线的起重设备可将带孔板吊起，再将其转移到激光切割设备的交换台处，交换台移动到切割房中执行切割操作。结束切割操作的板料将通过交换台离开切割房，下线的起重设备将其吊起并向清理废料区传送，清理废料后再向分拣运输线输送。

2.3应用生产计划执行系统

该系统的组成部分包括投控物料管理系统、编排生产计划系统与网络连线通信系统。硬件部分包括缓存架、起重设备、输出辊道、转运台车以及显示屏等。该系统通过对存储物料、转运物料、投放物料的精准控制，提高车架零部件生产效率。其借助缓存架、起重设备等装置可促进各个生产设备生产力保持平衡，从而达到扩大产能的生产目标。该系统能够下达单班次的生产计划，考虑到生产线上各个产品的实际生产节拍以及所用生产设备存在差异。所以，需要系统根据实际工况与生产目标，对生产作业计划进行合理编制。

系统中的投控物料管理系统接收生产作业执行计划后，通过起重设备、输出辊道、转运台车等，根据计划要求，执行上下料、投放与转运物料以及存储物料等任务，有助于减少由于生产设备发生故障、生产节拍不协调而带来的生产线阻塞与暂停等情况。

该系统可对生产线中的设备运行等生产数据进行全程式记录、跟踪与监控，同时实时显示设备的气、电、水等各项运行参数，计算设备形成的实际损耗，自动发送维护与保养提示信息。

3结论

智能制造凭借科学的生产管理理念与先进的加工制造技术为汽车零部件生产企业提供了生产变革思路。企业针对载货汽车车架所用零部件生产中经常出现的劳动成本较高、产品质量缺陷频发、材料利用率过低等问题，可在智能制造理念的引领下，针对冲切等核心生产线实施自动化改造，自动完成备料、冲孔、切割以及物料输送等生产活动，切实发挥智能制造系统的多种优势，提高零部件产品生产效益。

参考文献

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