從“制造”到“智造”——揭秘福特百年汽車生產線

時間:2017-07-19

來源:網(wǎng)絡轉載

導語:從1913年亨利·福特發(fā)明的汽車流水生產線,到如今的汽車全自動生產線已經(jīng)百年有余,汽車生產線從“制造”逐漸升級為“智造”,同時也見證著人類工業(yè)史從工業(yè)1.0到工業(yè)4.0的轉變。

人類迎來了工業(yè)4.0時代,物聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)服務化迎來了以智能制造為主導的“工業(yè)4.0”,其旨在通過充分利用信息通訊技術和網(wǎng)絡空間虛擬系統(tǒng)——信息物理系統(tǒng)相結合的手段,將制造業(yè)向智能化轉型。

從1913年亨利·福特發(fā)明的汽車流水生產線,到如今的汽車全自動生產線已經(jīng)百年有余,汽車生產線從“制造”逐漸升級為“智造”,同時也見證著人類工業(yè)史從工業(yè)1.0到工業(yè)4.0的轉變。一百多年來,汽車產業(yè)的“核心”——汽車生產線,究竟是如何進化演變的?今天我們來一探究竟!

一、萌芽:福特汽車的汽車流水線生產

1913年,福特汽車公司最先建立流水線汽車裝配系統(tǒng),并因此引發(fā)了世界汽車制造業(yè)的一次驚天動地的革命,促進了汽車生產的規(guī)?;8L氐难b配線的每項任務有一個工位,這意味著貫穿工廠的成百輛車可以同時生產。

在福特獨創(chuàng)性的工廠里,福特T車型自始至終93分鐘裝配完畢。實際是每隔三分鐘,一輛完整的小車滾裝下線。這就是汽車生產線的開端和萌芽階段,同時,這一階段讓汽車不再是富人的專屬,成千上萬的普通人也可以開得起屬于自己的汽車。

二、創(chuàng)新:日本的“準時生產制”JIT生產方式

1953年,日本豐田公司的副總裁大野耐一綜合了單件生產(one-piece-flow)和批量生產的特點和優(yōu)點,創(chuàng)造了一種在多品種小批量混合生產條件下高質量、低消耗的生產方式即準時生產(JustInTime,簡稱JIT)。

準時制生產方式(JustInTime簡稱JIT),又稱作無庫存生產方式(stocklessproduction),準時制指的是,將必要的零件以必要的數(shù)量在必要的時間送到生產線,并且只將所需要的零件、只以所需要的數(shù)量、只在正好需要的時間送到生產。所以準時生產制的出發(fā)點就是不斷消除浪費,減少庫存,進行持續(xù)的循環(huán)式的改進。

JIT生產方式的基本思想是“只在需要的時候,按需要的量,生產所需的產品”,也就是追求一種無庫存,或庫存達到最小的生產系統(tǒng)。JIT的基本思想是生產的計劃和控制及庫存的管理。所以,JIT生產模式又被稱為“精益生產”。

三、發(fā)展:自動化的車間和工廠

50年代以后,開始出現(xiàn)自動化半、自動化的流水線,即被稱之為剛性自動線。特別是電子計算機和自控技術的發(fā)展,極大地促進了生產過程的自動化。

60年代,工業(yè)生產開始采用電子計算機對大型設備,如大型蒸餾塔、大型軋鋼機等,進行最優(yōu)控制,實現(xiàn)了直接數(shù)字控制(DDC)及設定值控制(SPC)。

70—90年代,自動化儀表與硬件的開發(fā),微計算機的問世,使生產過程自動化進入了新的高水平階段。對整個工廠或整個工藝流程的集中控制,應用計算機系統(tǒng)進行多參數(shù)綜合控制,或者用多臺計算機對生產過程進行分級綜合控制和參與經(jīng)營管理,是這一階段的主要特征。

進入21世紀以來,“以人為本”、“節(jié)能環(huán)?!钡挠^念深入人心,工廠自動化正向工廠綜合自動化(又稱全盤自動化)發(fā)展。據(jù)美國科學院的調查分析顯示,汽車工廠采用全廠一體化控制,產品質量提高2—5倍、生產效率提高40—70%、設備利用率高2—3倍、生產周期縮30一60%、工程師的工作能力提高3—5倍。

四、蛻變:工業(yè)4.0時代的智能制造

如今,人類迎來了工業(yè)4.0時代,物聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)服務化迎來了以智能制造為主導的“工業(yè)4.0”,其旨在通過充分利用信息通訊技術和網(wǎng)絡空間虛擬系統(tǒng)——信息物理系統(tǒng)相結合的手段,將制造業(yè)向智能化轉型。

而汽車行業(yè)作為制造業(yè)中智能化程度較高的代表,德國奔馳汽車公司、寶馬集團、大眾汽車集團、博世公司都已率先試水工業(yè)4.0。在國內,從事汽車制造的企業(yè)也開始思考4.0時代的轉變,而譬如東風日產工廠成為“工業(yè)4.0”時代的先驅者。2017年東風日產全面實行“i?計劃“,其“智造品質”是通過制造技術的智能化升級,進行工廠自動化改造,構建先進工程技術中心,以數(shù)字化開發(fā)平臺、智能化精工制造和信息化品質管理,以”智”造品質。如:

1.全面提升工廠自動化,保證高品質產品輸出

2016年東風日產四地五廠全面導入全新柔性及集約化自動生產線,可實現(xiàn)全車系的訂單式生產,并減少占地面積30%~50%,減少整車、零部件在庫20%,未來三年內自動化率將再持續(xù)提升。譬如沖壓技術、焊接車間、涂裝車間、樹脂車間等正在全面應用先進的自動化技術。

總裝方面,儀表板自動化裝配、發(fā)動機&變速箱自動化合裝、新式機器人應用等新技術項目也已經(jīng)完成前期開發(fā),其中新導入的輪輞自動貼膜、油箱自動排序上線等自動化改善項目,使自動化率提升至12.5%(行業(yè)內平均自動化率在7~8%),處于行業(yè)內的領先水平。

2.運用前瞻智能技術,將科技納入產品核心

在前瞻智能技術方面,東風日產于2016年投入使用了國內首創(chuàng)“整建制”先進工程技術中心(AEP)。新落成的AEP將承擔起創(chuàng)建新型智能綠色工廠、產品同期開發(fā)、體系建設和專家化人才培育三大職能,提供數(shù)字開發(fā)平臺、智能化精工智造工具,及大數(shù)據(jù)品質管理三大智能手段,其亮點技術包括VR虛擬評價技術、3D打印快速成型、綠色友好機器人、激光在線測量、機器感知與物聯(lián)、藍光掃描、超聲波焊點檢測,持續(xù)提升智造品質。

3.全程智能監(jiān)控體系,實現(xiàn)生產線自動預警

在品控方面,東風日產發(fā)動機工廠運用智能制造的理念,整個系統(tǒng)對每個產品都賦予了身份證,對各工程的數(shù)據(jù)進行自動收集,通過賦予的唯一身份對相關信息進行串聯(lián),最終形成全軌跡的數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)的準確收集,為數(shù)據(jù)的應用拓展了無限的可能,產品、設備、生產線、機型等各個維度均能精準追蹤,并實現(xiàn)生產線的自動預警,防止不良品流出。

總結:

從1913年的汽車流水線,到如今的汽車工廠智能制造,百年來,在科技的飛速發(fā)展之下,工業(yè)生產變得越來越智能,并在全球成功引發(fā)了一場工業(yè)革命和產業(yè)升級的巨變。如今國外汽車廠家已在逐步步入工業(yè)4.0,國內譬如東風日產等汽車廠家與時俱進,將“i?計劃“中的智造品質融入到生產體系,增強核心競爭力,充當汽車工業(yè)先鋒和領軍者,勾勒和實踐國內汽車工業(yè)未來發(fā)展的美好藍圖。未來,汽車工業(yè)將如何演變?我們拭目以待!

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