面临当前国内经济增长速度放缓的严峻形势,我们应如何运用互联网与智能制造相结合的理念去为汽车产业提供服务呢?上海汪青自动化科技有限公司的总经理李小青先生对此深有体会,他认为从某种程度上说,提升企业的综合实力直接影响着国家的国际地位。然而,从技术创新角度来看,美国的模式对于我国的企业而言却是一条布满荆棘、挑战重重且蕴含巨大风险的艰难之路。相较之下,德国所推行的制造创新模式,正好是一种与互联网深度融合的智能化先进制造方式,它不仅能够显著提升产品品质和生产效率,有效降低制造成本,而且还能实现迅速响应市场需求,这种模式无疑更符合我国企业的实际情况,也是他们可以接受并相对轻松地实现的理想模式。然而,在此过程中,我们也必须认识到,提升企业竞争力的途径并非易事,实现制造业与新兴技术的有机融合与共同发展才是我们必须要做的事情。
在深入剖析工业4.0的诸多优点时,李小青先生指出,工业4.0在生产能力方面表现出色,可以保证在仅仅进行一次性生产或者产量较低时依然具备良好盈利能力,并能保证工艺流程具有足够的灵活性及资源利用效率饱和度。此外,工业4.0还能在设计、配置、排序、规划、制造以及运行各个环节中充分考虑消费者个性化需求,将最终的修改统一在整个生产过程当中。因此,借助工业4.0,即便是进行一次性的零散制造或制造极少量的产品(甚至可以做到单件生产),仍然可以实现盈利。
工业4.0的另外一大特色在于其高度的灵活性,尤其是在网络层面,使得业务流程的各个方面(例如质量,时间,任务,稳定性,价格及环保特性等)都能实现动态配置,这种灵活性有助于对原材料和供应链进行持续的“微调”。同时,这也意味着工程流程将变得更为灵活多变,制造流程可以随时进行调整,临时出现的供应问题也能得到及时解决,从而在短期内实现产量的大幅度提升。
为了更好地说明工业4.0在工艺优化方面的应用效果,李小青先生以某箱体加工为例进行了详细阐述。原先的工艺流程长达33道工序,需要动用17台机床进行生产,而现在的工艺流程则简化至两道工序和两台机床即可完成,大大减少了装夹次数,从而提高了生产效率和产品质量。在劳动生产率方面,原有的工艺流程需要35名工人每天才能完成15个箱体的加工,而现在的工艺流程仅需两名工人每天就能完成30个箱体的加工,生产效率得到了极大的提升。此外,原有的工艺流程所需的占地面积高达1890平方米(相当于18乘以105),而新的柔性加工线的占地面积却只有682平方米(相当于31乘以22),节约了近60%的空间。在上述各方面的优化和提升的同时,新的工艺流程还省略了划线等传统工序,淘汰了落后的设备,采用卧式加工中心配备双交换旋转工作台,节省了上下料的时间,设备投资仅占原来的30%。
在汽车制造业智能化制造实践的前沿领域,一种全新研发出的基于机器人的汽车焊接自动化生产线堪称瞩目——其所运用的智能高速柔性自动化焊装线,成功地满足了白车身生产对于高效能、高频次、高度适应性以及自动化、智能化焊装线的严格要求,实现了五项核心功能的完美融合:首先,智能切换功能使得关键焊接工位能够轻松实现白车身总成车型的快速切换及精准定位焊接;其次,高速输送设备的应用,确保了各工位之间的准确高速传动;第三,质量控制环节,实时在线检测白车身焊接完成后的几何精度;第四,机器人焊接技术的引入,实现了白车身总成的高效焊接及搬运;最后,生产控制系统的创新设计,采用了基于工业总线技术的智能控制系统。
参与此项研究的上海交通大学机械与动力工程学院副院长王皓教授对此深有感触,他指出,制造工艺与装备智能化的深远影响在于,它将过去依赖于经验的传统模式转变为以科学为基础的现代化模式。例如,在制造工艺方面,从过去的经验积累、类比设计逐步发展至数字化模拟和智能规划;在质量检测方面,从人工测量、粗略估算,演进至精密测量和实时反馈;在执行系统方面,从手动操作、依赖经验,转向智能控制和柔性制造。