很抱歉,您要访问的页面不存在。
造车之道 - 行业分析 - 汽车
AI汽车网-您的访问出错了
很抱歉,您要访问的页面不存在。

造车之道

作者:龚淑娟 文章来源:AI《汽车制造业》 发布时间:2011-12-30
造车之道,各不相同,但无论是福特开创的流水线、丰田缔造的丰田生产方式(TPS)、大众建造的“透明工厂”,还是一汽-大众“全数字化工厂”、东风本田“绿色工厂”,不变的是对品质和效率的追求、对未来美好生活的追求。

历史也有轮回吗?

一百年前,汽车工业完全是手工作坊式的生产,工人要把一辆车所有的零件一件一件造出来,边造边装,每装一辆汽车要700多个人工小时,当时汽车的年产量大约只有12辆!

1913年,福特开创了流水线,这一伟大的发明革命性地改变了这种手工作坊式的汽车生产模式,使得汽车生产效率得以数千倍的提高,成本也随之大幅降低,汽车逐渐成为大众化的交通工具,T型车风靡全球,福特从而辉煌一时,成为当时汽车界的霸主。

至今,流水线一直都是世界汽车生产的主流方式,速度更快、效率更高,而且车型不再单一,柔性化使其充满了旺盛的生命力,一条生产线能够同时生产多种多款不同的车型,可以满足客户的多种需求,更加迎合市场。

今天,在世界最著名的大众汽车“透明工厂”,诞生于生产线上的每一辆辉腾轿车都是由客户定制的,因而,在同时生产的辉腾轿车中,没有哪两辆会是完全相同的,不同的颜色、不同的部件配置,甚至不同的顶部皮质、座椅皮质、内饰木纹和地毯,但事实上,除了有4个工位使用机器人之外,其他工作都由工人手工完成,准确地说,整个制造过程95%由手工完成。800多名工人、数百道工序,特别是百余种“专利手工工艺”,给每一辆辉腾都打上了高品质的印记。

造车之道,难道也将返璞归真?

 

探寻“最先进的汽车工厂”

我还是坚信历史不会倒退。在网上搜索“世界最先进的汽车工厂”,得到的结果正是上面提到的德国大众汽车透明工厂,虽然“手工”和“先进”绝对不能划等号。再搜“国内最先进的汽车工厂”,搜索结果则一致指向一汽-大众的奥迪长春全数字化工厂,“数字化”显得更具吸引力。

在德国大众汽车透明工厂,在全部用枫木地板装饰的生产线上,每个班次有300余名熟练的技师在工作。整个生产线上,没有我们在汽车厂常见的错综复杂的传送带和电缆,95%的工作都由工人手工完成,只有4台机器人替代人力在4个工位完成相应的工作,这4个工位分别是:车身打号、前后风挡的安装、轮胎及备胎的安装,以及车身与底盘合装,因为这4个工位的部件非常沉重。车身与底盘相结合的过程被称为“merry”(结婚),意味着永远不会分离,也表征着合装质量安全可靠,因为车身与底盘结合后,将由电脑中的系统对底盘上的36颗不同位置的螺栓进行实时检测,检测螺母是否被上紧,显示绿色就代表已成功安装,精确固定。其他手工装配所用的各种电动工具想必肯定也是同样或类似的系统,表面是手工,其实一切都在“系统”监控之中。

目光转向中国,一汽-大众奥迪长春工厂的总装车间是一个“全数字化”的车间,不仅生产过程100%柔性化、数字化,而且其数字化的管理理念还渗透到了规划、物流和质保等与生产相关的各个环节,堪称高端现代化工厂的典范。

据了解,这个“全数字化”的总装车间在设计规划时,就采用了3D数字工厂技术对厂房进行了动态模拟,在建设前就避免了所有因规划不合理而可能出现的问题,并大大缩短了建设周期——不到10个月,创造了高端现代化厂房的建设速度之最。

装配过程中的绝大部分螺栓连接都采用了电控拧紧机,它不仅具有极高的拧紧精度,并且能自动按照标准数值拧紧螺栓。同时,每一辆车的每一个螺栓,都有其惟一的标识,相关数据可以上传数据库保存15年,相当于为每一辆车都建立了详细的电子档案。与此同时,数字化的物流管理配合生产节拍,最大程度地保证了生产线零件供应的有序、可控与高效,达到“零错误”的精准度。

探寻了这些最先进的汽车工厂中的一些细节之后,我们都会发现,无论是所谓95%的手工生产方式,还是高度自动化的生产方式,数字化的系统,还有设计、流程及标准体系是其背后的强大支撑,也是其真正的实力体现。

前不久去北京奔驰工厂时,我最深刻的感受也同样如此。北京奔驰的生产车间没有我们想象的那么先进,一工厂是CKD为主的生产方式,基本是手工,二工厂是PBP生产方式,自动化率较高,当然,限于高档车的产量,这里的确没有必要刻意追求自动化水平,但奔驰汽车品质的关键不仅在于生产过程中每一个环节的高标准及其严格控制,还有数字化的系统支撑,能够完全保障质量,而且更在于其产品设计之初就已被注入了高品质的基因,并已考虑了要实现这个设计而需进行的全部的生产工艺、流程和标准体系,因此,不论出自世界上的哪个工厂,每一辆奔驰汽车展示在我们面前时,都是一流品质。

在具体技术手段方面,记得北京奔驰一工厂车身焊装高级经理赵卫华举过一个例子,在焊接车间,他们采用博世力士乐国际先进的UIR技术对电阻点焊质量进行严格的控制,这种UIR技术对大部分异常情况都能进行自适应补偿,少数超出补偿范围的也会进行报警提示,极少出现熔穿和小焊核的情况。当然,除了硬件上采用先进的控制技术,在所有生产过程中,北京奔驰在操作上也严格执行奔驰的“四个质量环”控制措施,使汽车品质得到有效保证。

说到这,其实无论手工生产,还是自动化生产,厂家的目标都是在追求品质,这一点无可置疑,也许我们可以给汽车工厂的“先进”做一个重新定义,或者至少增加一个注释,因为很多无形的内容早已远远超出了我们的视线。

 

效率与成本之间的平衡

面对越来越激烈的市场竞争,在保证质量的前提下,提高企业投资收益、降低生产成本,也是每个汽车制造企业努力的方向。这不仅需要精良的设备作保证,还涉及到产品设计、生产线规划、工艺、物流效率、人员柔性及质量管理方式的实施等多方面的工作。无论新的项目,还是工艺优化,还是旧线改造,效率与成本之间的平衡显得越来越重要。

轿车中的冲压钣金零件数占零件总数的60%~70%,那么就先说冲压的例子吧,看看国内汽车厂商投资一流先进设备时,如何平衡效率与成本,或者如何降低成本。

上海通用东岳的5号冲压线是去年刚上线的由济南二机床研制的42000kN全自动双臂快速送料冲压线,这条冲压线每分钟可以冲压15件大型汽车覆盖件,是目前世界范围内最先进的高速冲压线。据相关行业人士介绍,此前,国外冲压设备厂商给中国用户提供的最高水平快速冲压线的生产节拍为每分钟13.5次。因此,上海通用高级冲压经理乔华和居跃峰一致认为,相比较而言,上海通用东岳所采用的这条冲压线不仅技术先进、速度更快、效率更高、而且在投资成本方面更具优势。

一汽轿车的两条冲压线都是德国舒勒旗下国际领先的米勒万家顿全自动冲压线,技术也非常先进,采用了多连杆传动,不仅生产效率高,模具使用寿命也得以延长。数控拉伸垫技术的使用使得冲压件成型技术得到了极大的提高,可以编程调整的压边力及预加速功能保证了冲压件质量的稳定。如此先进的设备,投资自然不菲,不过在兼顾质量、效率和成本方面,一汽轿车采取了一些技术手段进行了较好的平衡。据一汽轿车技术部冲压技术科科长高长乐介绍,“生产线选用进口设备,关键辅助设备采用国内外合作方式,辅助设备选用国内设备”是其遵循的原则。在保证设备关键参数与功能的前提下,通过减少不必要的辅助功能与设施,冲压A线降低成本约4300万元。之后的冲压B线进一步采用“短工序”工艺技术,减少了一台压力机,同时取消了涂油机,成本再降约8000万元。此外,一汽轿车还掌握了内高压成形的核心技术,将副车架外围改自制,年产12万辆份,降低成本800元/辆,每年节约资金8000万元以上。

当然,不仅工艺规划和一次设备选型与投资,日常工艺优化和设备改造也可以达到很好的增效降本的良好效益。

在上海大众某焊接车间,技术人员通过对生产线的局部改造实现了低投入、高产出,同样不失为一个平衡效率和成本的一个非常好的案例。该焊接车间共线生产A、B和C三种车型,随着C车型的热销,二期改造中,该车间增加了C车型分拼产能7JPH,导致分拼综合产能高于主线产能10JPH,之后,在主线若干瓶颈工位,通过增加焊机,编程重新排布机器人焊点,增加局部手工工位,主线产能提升到了35 JPH,最大限度用足了主线,减少了分拼的产能浪费。该项目仅投入300万元,增加了6个手工工位,就换来了每小时多完成5台热销车型的收益。

对此,上海大众汽车三厂焊装车间经理季中认为:“追求高效、高速和智能化焊接是现代焊接技术的发展方向,也是提高焊接效率的必由之路,但我们不应该一味地追求自动化率,而是应该找到自动化率与人工成本之间的平衡点。此外,随着激光焊接、钎焊和TOX冲压点连接等多种连接方式的出现,以及大量机器人、编程设备、远程诊断和在线检测技术的应用,设备开动率、后期运营维护成本应该成为工厂规划初期重点考虑的问题。我们不能完全以价格来决定购买何种设备,实际上,选择适当的焊接方式,选择运行稳定、开动率高且维护成本低廉的设备,对于工厂长期运作中降低成本是至关重要的。”

同样,随着奔驰C级车的市场需求增长,北京奔驰的总装车间也积极展开工作以提升产能。北京奔驰一工厂总装车间经理王晓冬介绍说,他们每一次的产能提高,都离不开“工位平衡,优化工艺”这一步骤,具体如:在总装线之外增加一个工位,将拆除四门作业和四门分装作业两项工作内容转移至此;空中缓冲区的储备也由1辆改为2辆,以增加生产线之间衔接的机动性;同时,他们还优化了走线等待时间,提高了走线速度。通过这些优化,流水线产能成功突破原设计产能并提升了20%。后来,市场需求量进一步提高,生产压力随之增大,一工厂总装车间提高产能的重点放在了改造重点瓶颈上,实现以小博大。通过分析,他们发现瓶颈在于机械线,于是重提将原加注工位改为装配工位的方案,并最终获得了实施。不要小瞧这增加的一个装配工位,它打开了机械线的一个瓶塞,使得各工位节拍得以平衡,配合各种工艺改善,一举将产能提高了50%,实现了小投入、大产出的改造目标。

 

不可忽视的节能与环保

质量、效率和成本之外,不能不赘述一点的是节能环保。我曾经想找出一个国内最节能环保的汽车工厂,一番对比之后,最后却难下结论,因为圈定中的几家工厂在节能环保方面都值得称道。比如东风本田“绿色工厂”从建设到生产,从采购到销售,处处绿色,甚至工业废水都可以用来养鱼,其万元增加值能耗为0.0435t标准煤,COD排放量为21.3 t/年。致力于“打造中国环保NO.1工厂”的广汽丰田二工厂废水100%回收利用,单车生产耗水指标达到了全球领先的2 t/辆。广汽本田增城工厂也是工业废水零排放,100%回收利用,涂装VOC排放量仅20 g/m2。还有其他几家工厂也各有千秋。他们都是业内的标杆,我们必须躬身而学。

提到涂装,之前一直还没有谈到,其实汽车制造的四大工艺中,有60%~70%的能源消耗在涂装上,大部分的污染排放也产生于此,因此,汽车制造的节能环保重点在于涂装,涂装系统的可持续性解决方案、绿色涂装是今后的必然趋势。先进的涂装技术和设备不仅需要保障优质的上漆质量,还应达到节能、降耗和减排的目的,从而帮助汽车制造商降低能源消耗、基建投入,减少排放处理。目前,最先进的涂装工艺和设备出自杜尔,比如旋转浸涂前处理设备RoDip、干式分离系统EcoDryScrubber,其节能减排效果非常显著。此前,国内奇瑞、比亚迪、上海大众、上海通用、金杯和宇通等很多新的涂装线都由杜尔总承包,尤以奇瑞涂装二车间的Radip-3设备最为著名——奇瑞与德国宝马使用相同的设备。今年,杜尔又在成都完成了中国内地第一条全自动汽车内涂装生产线,不仅环保,节能效益也非常可观,以年产30万辆为例,据说同5A工艺水性漆车间相比,该涂装车间可减少天然气用量达60%以上,水消耗降低90%,用电量减少50%。

近十几年来,由于涂装材料的进步,在车身涂层体系设计上已有革命性的进展并逐步被广泛采用,比如一体化涂装工艺(3C1B)和双底色涂装工艺。3C1B采用与面漆同色的功能层替代中涂,功能层与面漆底色间不需烘干、取消中涂线,在满足环保法规的同时,也提高了生产效率,降低了涂装成本。丰田规划采用3C1B工艺将VOC排放量削减87%,CO2排放量削减52%,废弃物减少40%。双底色涂装工艺也取消了中涂工艺,更加简化和紧凑,减排效果也非常显著,代表性的应用是德国大众 的2010涂装工艺。以上这两种工艺无论投资、运行成本,还是节能减排效果,都有很多优势,今后在国内轿车涂装线中一定会得到推广应用。

 

结语

造车之道,各不相同,但无论是福特开创的流水线、丰田缔造的丰田生产方式(TPS)、大众建造的“透明工厂”,还是一汽-大众“全数字化工厂”、东风本田“绿色工厂”,不变的是对品质和效率的追求、对未来美好生活的追求。

大众汽车“透明工厂”令人神往,这个被很多人称为“梦工厂”的地方已经成为了一个著名的景点,那两座充满艺术气息的高约48 m的玻璃巨塔中,几百辆出厂的新车正在等待他们的主人,游客们可以隔着一层玻璃窗,看着身着雪白工衣、年轻帅气的工人们精心雕琢着每辆汽车,就像看一场生动的舞台剧,他们不像工作,倒像在完成一件艺术品。正如他们所说:“我们不是在生产汽车,而是艺术。”

造车有道,亦无道。

0
-1
AI汽车网-您的访问出错了
很抱歉,您要访问的页面不存在。

请尝试以下操作:

  1. 请检查您输入的地址是否正确。
  2. 如果您不能确认您输入的网址,请浏览AI汽车网更多页面,来查看您所要访问的网页。
  3. 感谢您使用本站,如有疑问请联系我们。
AI汽车网-您的访问出错了
很抱歉,您要访问的页面不存在。

请尝试以下操作:

  1. 请检查您输入的地址是否正确。
  2. 如果您不能确认您输入的网址,请浏览AI汽车网更多页面,来查看您所要访问的网页。
  3. 感谢您使用本站,如有疑问请联系我们。
AI汽车网-您的访问出错了
很抱歉,您要访问的页面不存在。

请尝试以下操作:

  1. 请检查您输入的地址是否正确。
  2. 如果您不能确认您输入的网址,请浏览AI汽车网更多页面,来查看您所要访问的网页。
  3. 感谢您使用本站,如有疑问请联系我们。
AI汽车网-您的访问出错了
很抱歉,您要访问的页面不存在。

请尝试以下操作:

  1. 请检查您输入的地址是否正确。
  2. 如果您不能确认您输入的网址,请浏览AI汽车网更多页面,来查看您所要访问的网页。
  3. 感谢您使用本站,如有疑问请联系我们。
AI汽车网-您的访问出错了
很抱歉,您要访问的页面不存在。