柔性化制造工艺发展趋势

柔性化制造工艺发展趋势

（沈阳华晨汽车工程研究院-工艺规划部）

关键词：柔性化、通用化、智能化、平台化、标准化、模块化。

摘要：目前由于市场个性化需求的发展，汽车生产已由大批量、单一化制造方式，发展成为小批量、多品种的制造方式，随之而来的，产生了柔性化制造的概念。那么到底什么是柔性化制造技术、为什么会出现柔性化制造技术、怎样才能实现柔性化制造技术、以及柔性化制造所面临的挑战是什么，它的发展趋势怎样，就成为大家关心的话题。本文就以上几个问题进行逐一讨论。

什么是柔性化制造技术？

柔性化制造技术，意味着生产线上的工艺装备具有很大程度的通用性，在进行新的产品生产时，不需要或较少对原有生产线进行改造。

为什么需要柔性化制造技术？

当前，汽车市场的个性化需求越来越高，为了更好的占领市场，必须适应这个趋势，改变以往大批量、单一化的生产模式，转变为小批量、多品种的生产模式。

大批量、单一化的生产模式，大部分是采用专用的工艺装备进行专用件及车型的生产，如果还是采用以往的工艺装备方案进行小批量、多品种的生产，则必然会造成大量的工艺装备投资，使制造成本增加。而且，会造成产能的大幅度浪费。正是在这种矛盾下，产生了新的柔性化制造技术。这种制造技术，可以最大程度的降低工艺装备的投资成本，而且可以最大程度的利用产能。除此之外，还可以最大程度的缩短开发时间，实现新车型的迅速投产。

在目前不确定的市场环境下，汽车制造商比以往任何时候都需要具有灵活多变的生产工厂。除了可以针对市场做出快速灵敏的反应外，还可以使产能最大化。一个成本较低的工厂，一个可以满负荷生产不同车型的工厂，一个可以对多变的市场迅速做出反应而迅速调整的工厂在今天看来无论对主机厂还是供应商来说都是一个理想化的工厂。

怎样才能实现柔性化制造技术？

要实现柔性化制造技术，需要从产品设计、设备开发、管理技术几方面入手。

1、产品设计：

柔性化制造技术要从产品的设计开始。因为柔性是相对的柔性，不存在万能的生产设备。所以，柔性化制造技术对产品设计的平台化、模块化、标准化要求十分重要，产品设计要重点考虑工厂的局限性和硬点，这些，是柔性化制造技术的开端和基础。

例如：假设我们的车身输送系统定位销的间距是3200mm ×960mm 。如果新车型将这个间距改成3210mm ×950mm ，那我们就要对输送系统进行大幅度的调整。同样，如果通过调整，新车型的车身输送系统定位销间距保持在3200mm ×960mm ，我们就没有必要对我们的车身输送设备做出任何改变。

2、设备开发：

要实现柔性化制造，设备的通用化、自动化、智能化十分重要。通用化是保证设备接口上的最大程度的兼容性，而自动化和智能化是实现按节拍流水生产的基础。

例如：

由于机器人具有充分的自由度并能够保证最大程度的自动化与智能化，

目前在汽车焊装、汽车涂装广泛得到充分的应用，以适应多种车型混流生产的要求。

3、管理技术：

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柔性化制造技术意味着在一条生产线上要生产多种产品。那么计划管理、物流管理、人员管理等就必须适应柔性化制造的需求。

比如，为了实现多配置车型在总装进行装配时不错装、不漏装，必须要找到一种相应的管理方法。一种方法是完全实现整车零部件的配送；另一种办法就是用装配看板进行管理。

柔性化制造技术面临哪些挑战？

1、成本挑战：柔性化制造技术的主要挑战之一就是成本挑战。柔性化就意味着高成本投入，一般柔性化工艺装备的成本是刚性化工艺装备成本的1.5-3倍。

2、技术挑战：汽车的柔性化制造技术，包括机械、电子、化工等很多方面，如何将通用化、自动化、智能化与传统的工业技术相结合，是柔性化制造技术能否得到应用的关键。

3、管理挑战：原来的单一化生产，在一条生产线上只生产一种产品；现在的柔性化生产则会同时生产多种产品，这就使整个生产过程变得复杂。那么，怎样通过管理实现有效、有序的生产就是必须应对的一个系统化的问题。

4、质量挑战：例如：在A焊装车间A1、A2、A3、A4的主车身线是共线的。将下车身、侧围、顶盖焊接在一起是很难进行柔性自动化的。而将这些部件焊接成白车身总成，同时还要满足亚毫米级的质量精度，的确是一个不小的挑战。

柔性化制造技术的发展趋势怎样？

一方面，计算机辅助化、人工智能、人工神经网络以及模糊控制技术等先进的技术被广泛应用于柔性化制造技术，使得柔性化制造技术得到很大的发展。

另一方面，随着柔性化制造技术的成熟和规模化，柔化工艺装备的成本正逐步降低。比如机器人的成本得到很大程度的降低，这就使机器人的应用得到迅速普及。福特公司计划在未来几年内，将全球工厂的焊装线逐步采用全机器人焊接，国内主机厂在这方面也有了长足的进步。

此外，为了解决柔性化制造设备投资费用高的问题，各汽车厂正通过提高对产品设计的平台化、模块化、标准化的要求，来减少通用化、自动化、智能化的柔性化工艺装备投入，这样就可以最大程度的保证在低工艺装备投资的条件下，最大程度的实现产品的个性化。如果平台化做得好，整个工艺装备的投资可以节省80%以上。

总结

随着社会进步和生活水平的提高，市场更加需要具有特色、符合顾客个人要求和功能千差万别的汽车产品。传统的制造系统不能满足市场对多品种、小批量产品的需求，这就使生产的柔性对企业的生存越来越重要。随着批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产所替换，企业的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内，生产出较低成本、较高质量的不同品种产品的能力，从这个意义上讲，柔性化制造技术是决定制造企业未来发展前途的具有重要的战略意义的重要举措。

作者简介

张庆庚男出生于1975年9月25日 1999年毕业于沈阳工业大学机制专业, 学士学位, 现在沈阳华晨汽车工程研究院综合工艺处处长。主要研究汽车的整车生产工艺同步工程、工艺开发管理、工艺过程管理、工艺质量管理、工艺数据库管理、工艺标准化与信息化建设等。通讯地址:中国沈阳经济技术开发区八号路12号, 邮编110141. 电子邮箱: qinggeng.zhang@.qinggeng.zhang@联系电话：139********。