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北汽福田汽車股份有限公司 任起龍

我國汽車行業經過近二十年的快速發展，其制造和銷售規模迅速擴大，現在我國已經成為了全球汽車制造和消費大國。隨著我國汽車客戶對整車質量的要求越來越高，整車企業對制造效率提高和整車質量提高的要求越來越強，企業人工成本壓力越來越大，這些不斷增長的要求促使許多國內汽車制造企業紛紛在其制造線上使用了機器人、監控系統等先進自動化技術和設備。同人力手工操作相比，汽車制造自動化系統可以承受更高強度、更高難度的整車制造勞動，能夠執行更高精確度的工作。我國汽車制造業未來定將緊跟汽車強國步伐，不斷深化自動化技術的發展和應用。此外，我國汽車制造企業為了擴大品牌占有率和汽車銷售，不斷對原有廠房或生產線進行擴建改造，同時，由于汽車制造廠家的建設新廠、改造升級舊廠，帶動了相關零部件廠商間的競爭，促使零部件廠商為了擴大制造而采取相應措施，因此，需要越來越先進的自動化制造設備和系統來擴大自己的制造規模、增進效率、降低成本。

在整個汽車行業發展過程中，自動化制造是循序漸進的，汽車制造業在今后必將成為我國自動化技術和設備的主力市場之一。

1　我國汽車制造自動化技術發展的動力及其解決方案的要求

汽車行業自動化技術的快速發展和應用來源于以下四方面動力：

（1）適應提高勞動制造率的要求：越來越高的勞動制造率要求，減少的人工需要用自動化設備替代；

（2）汽車本身性能提升的要求：汽車產品技術的日新月異，越來越朝智能化、舒適化發展，這就要求制造和測試汽車的設備也更加智能化和自動化；

（3）客戶對汽車品質標準提升要求：汽車行業對汽車品質的安全性、制造質量、環境要求越來越高，也催生了設備自動化檢測技術和制造技術的提升；

（4）降低制造成本的需求：由于汽車產能的快速發展，各廠紛紛擴大產能，使現有產能出現過剩，人工成本壓力也隨之迅速提升。因此，汽車制造企業要提升競爭力，必須盡量降低制造成本。而降低成本的重要途徑之一，就是提升制造效率，攤薄制造成本，這也同時拉動了自動化技術的快速發展。

隨著汽車客戶需求越來越高及汽車行業競爭越來越激烈，汽車制造自動化技術也必須不斷的發展與完善。從節能、環保、信息化、物聯網及未來智能制造到制造保障、制造安全，乃至整個制造業升級，其需求本質都是解決方案式的服務，這也成為當前汽車制造自動化市場發展的主要特征。汽車制造行業的客戶對解決方案式服務的需求代表著我國工業制造將進入整體工廠階段，這個階段代表著目前設備技術的最高水平，該階段要求自動化技術能力應該滿足：

（1）柔性化制造線，縮短產品更新換代改造的周期；

（2）工廠工藝總體設計，各工序全面兼顧，實現工序之間的內在無縫銜接，大幅度提升制造質量；

（3）精益制造，精益投資，實現制造組織、物流配送等以最經濟的方式完成制造全過程；

（4）應用物聯網技術，使車型混流制造做到井然有序；

（5）信息技術成為設備技術的基礎載體，實現信息實時傳遞，通過中央控制室監視、控制、追溯及管理。

2　自動化技術在汽車制造車身焊裝工藝中的應用

汽車車身的焊裝質量不但直接影響整車外觀，還決定著后面車身裝配工序的質量。整車的車內漏風、噪音大、漏雨和車門關閉障礙都與車身質量有密切關系，因此，車身焊裝工藝非常關鍵。汽車制造的高效率、批量化和對產品質量一致性越來越高的要求，使機器人制造方式在汽車焊接中獲得了廣泛應用。目前車身焊接機器人是本體獨立、動作自由度多、程序變更靈活、自動化程度高和柔性程度極高的焊接設備。具有重復精度高、焊接質量好、運動速度快和動作穩定可靠等特點，車身焊接機器人是焊接設備柔性化的最佳選擇。

（1）焊接機器人自動化柔性制造系統：從未來發展趨勢看，自動化柔性制造系統是汽車焊接的發展趨勢，而工業機器人因其自動化和靈活性在汽車制造中得到大規模使用。傳輸裝置則為采用無人駕駛的更具柔性化的感應導向小車。

（2）計算機與信息技術應用深耕：隨著計算機與信息技術在汽車制造中的廣泛應用，促進了傳統的焊裝向“精量化”的制造方式轉變。以計算機和信息技術為平臺的焊裝制造過程信息系統對汽車焊裝制造過程的企業管理與決策、質量分析與優化有著非常重要的意義。

（3）輕便組合式智能自動焊機：近年來，國內的汽車制造廠都非常重視焊接的自動化。如國內合資企業車身焊裝車間制造線的自動化率達80%以上，由計算機控制(可編程邏輯控制器PLC)，自動完成工件的傳送和焊接，具有很高的焊接自動化水平，既提高了產品質量和制造率，降低材料消耗，又改善了工作條件。而自主品牌自動化率則較低，這為自動化設備未來發展提供很大潛力。

3　自動化技術在汽車制造總裝工藝中的應用

我國汽車總裝自動化制造線，是將工件的各零部件自動化組裝起來的制造線，是由各種自動化輸送裝備系統及專用設備（如螺栓緊固設備、油液品加注設備、涂膠設備、打號及銘牌制作設備、各類裝配機械手、密封試驗設備、出廠檢測設備等）按照最終客戶的需求組合而成的有機整體，主要應用于汽車整車裝配工藝。汽車總裝自動化制造線上的自動化輸送裝備系統主要由鏈式輸送系統、摩擦輸送系統、自行小車輸送系統三類自動化設備組成。

隨著汽車市場的個性化和多樣化要求越來越高, 汽車裝配作業也從傳統的單一品種、大批量制造向多品種、中小批量轉化, 裝配制造的批量性特點趨于復雜, 安裝零件的品種、數量進一步增多, 對零部件的接收、保管、供給、裝配作業指導等都提出了新的要求。市場的變化必將使裝配制造方式產生新的變革, 逐步向裝配模塊化、自動化裝配技術與柔性裝配系統( FAS) 、汽車虛擬裝配系統( AVAS) 發展。

隨著汽車市場競爭日趨激烈, 提高勞動效率、降低成本、提高收益是汽車制造廠家非常關心的問題。據調查，我國自主品牌汽車整車制造企業中, 采用自動裝配的零件只占20% , 而且人工裝配每小時僅有70％時間進行實際裝配作業, 裝配費用占產品總成本比例很高（有的高達60%~70%）, 遠高于發達國家。發達國家由于實現自動裝配每小時平均可作業時間達95％, 所以采用汽車虛擬裝配系統( AVAS) 、自動裝配技術與柔性裝配系統( FAS)， 能夠滿足未來市場多批次、小批量、快速多變和不確定性要求, 用最低的成本制造滿足客戶的汽車終端產品。

作者簡介

任起龍，獲北京科技大學、加拿大溫莎大學等5個研究生學位，具有福特汽車、萬國卡車、通用電器等北美三個世界五百強企業和國內福田汽車及濰柴動力兩個知名企業經驗，現為北汽福田汽車生產力研究專家、特級總師。有非常過硬的企業戰略與管理、產品規劃與管理、技術規劃與管理的能力與經驗，具有較強的汽車行業與客戶需求研究、企業運營管理、汽車NVH、汽車材料應用、整車性能匹配、全面預算管理、投資收益分析、成本規劃與管理等能力和經驗。

摘自《自動化博覽》6月刊