All articles by Mike Farish – Page 5
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ArticleTaking control
The underlying electronic and software control architecture of any manufacturing installation is crucial to its operation and requires periodic updating to ensure continuing effectiveness. Mike Farish reportsThis was the case recently when Ford needed to relocate and recommission a storage facility with over a hundred conveyors in Cologne, Germany. The ...
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ArticlePacking in the power
As JLR ramps up its electrification efforts, Mike Farish visits a pilot production line for battery packs, developed together with WMG at the University of WarwickThe difference between round and square is not just a matter of abstract geometry; it has real implications for the construction of effective battery packs ...
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ArticleDriving the EV revolution
Behind the scenes, suppliers are hard at work developing a range of innovative technologies that are underpinning the race toward electrification GKN unveiled the eTwinsterX at the 2017 Frankfurt Motor ShowNew electrified concept cars are flooding motor shows, with OEMs looking to deliver on their promises to offer a certain ...
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ArticleA chegada do novo Leaf
Na fábrica da Nissan em Smyrna, as estações de montagem devem atender às demandas específicas trazidas pela nova versão do Leaf, ao mesmo tempo em que devem ser dobradas para servir também às linhas de veículos de combustão internaAté o início dos anos 80, o Estado norte-americano do Tennessee simplesmente ...
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ArticleLa llegada del nuevo Leaf
En la planta en Smyrna de Nissan se están utilizando estaciones de ensamblado que cumplen con las necesidades de la nueva versión del Leaf, pero también funcionan en las líneas de vehículos de combustión internaHasta principios de los años 1980 el estado norteamericano de Tennessee simplemente no constaba en el ...
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翻开Leaf新篇章
在日产士麦那工厂，装配站正在竭尽全力满足新版Leaf的生产要求，同时还要应付内燃机汽车生产线的运作。 直到二十世纪八十年代，美国田纳西才标注在全球汽车制造业的版图上，成为全球汽车生产主要基地。1983年，日产首次登陆纳什维尔东南部的士麦那（Smyrna）。工厂自开办以来，已经达到占地590万平方英尺的规模，员工数量超过8,000人，获得总投资64亿美元。该工厂生产力达到640,000辆，因此日产表示改成成为2016年公司名下北美地区生产量最大的工厂。工厂目前生产6款汽车，其中的5款使用内燃机：它们是Pathfinder, Rogue, Infiniti QX60, Altima 以及Maxima。而第六款汽车是日产旗下Leaf电动车，该车于2013年开始在士麦那生产 — 之前的三年都是在日本横须贺Oppama工厂制造的。2013年，该车开始在英国桑德兰工厂生产。这是首款Leaf汽车，去年在英国共售出111,400辆。目前该车已经被2018款取代，新车在原来生产的三个工厂同时生产。士麦那工厂是从去年12月份开始生产新款汽车的。分享就是关照新款Leaf据说比老款增加了很多创新设计。比如日产ProPILOT Assist技术可以帮助司机解决停启交通状况问题，以及e-踏板问题，这决定了加速及刹车。汽车还可以一次充电之后行驶150英里，这是最新电池组的功劳。但是在第一款汽车中，士麦那Leaf汽车的生产并没有脱离ICE的相关生产，而是紧密结合。士麦那有两个独立的生产线。一个用于生产Pathfinder、Rogue和Infiniti SUV汽车；另一个用于装配Altima和Maxima轿车。第二个生产在2018年的时候接手Leaf汽车，完成初始版本。尽管第二生产线在制造汽车推进系统方面存在根本性区别，但是所有车的制造都是按照订单来的，而没有成批的车型，也没有使用普通技术活人力资源。这是日产士麦那新汽车工程总监Ryan Fulkerson给出的评价。他说，“制造过程非常相似。”然而，两种类型的汽车的生产需求上还是不可避免地存在差别。Fulkerson认为主要区别在于三点：“这里要安装电池和电动动力系统，但是没有燃油箱和燃料管道。”正如他解释的那样，日产采用高一些战略解决这些区别，并将生产线中的断点降到最低。装配站里有大量这样的设计，可以满足电动车的一些特殊需求，同时也能解决ICE汽车生产中的问题。在电池方面，安装电池组是由专门的自动化装卸设备完成的，然后再通过线侧工人手动安装。但是为了加快生产线的运作速度，同一个工作站还要用来完成Altima和Maxima的赚个屁任务。Fulerson证实说，“这个阶段不仅仅是针对Leaf汽车的。Altima和Maxima的一些底盘操作也要在那里完成。”尽管Leaf汽车生产中的基本流程并没有改变，但是引进新款汽车需要改进装卸设备，才能解决电池组的问题，因为目前电池组非常重。Fulkerson解释说，这种方法对有效利用人力具有非常重要的影响，因为其最直接的结果就是工厂成本问题。特别值得一提的是，工作站里的操作员是为了Leaf， Altima和Maxima汽车进行了专门的培训，因此不管是哪个车型制造工作站都没有关系。他说，“只要那里的工人接手Leaf汽车，就会对整个工厂的成本造成负担。”Leaf汽车电动发动机的安装方面也存在相同的问题 — 同一个工作站里为Altima和Maxima安装ICE的操作也是如此。Fulkerson称，两种情况里，动力组在从下方安装的时候，要用到完全一样的装卸设备。一个重要的区别在于，发动机会根据紧凑型设计情况会出现难易之差。他说，“我们有很多空间进行操作。”这种方法一直延续，甚至是在第三工作站上，这是Leaf汽车生产过程中最具关键安全特点的装配流程，即将电池组安装到电动发动机上。但是有一个例外呈现不断持续趋势，那就是测试电池组外壳涂层的过程。Fulkerson指出，Leaf汽车道路人员安全失效保护要求中一个根本点是，外壳要完全防水。他强调说，“你可以想象，如果那里进水了会有多危险。”因此，一定要进行电池组外壳涂层后压力测试，以确保水密封完整性。 一名技师正在固定Nissan Leaf电池组外壳同一种语言交流尽管在Leaf装配过程中存在特殊的挑战，但是整个流程都福制造全球生产Leaf汽车的三个工厂里。Fulkerson肯定地说，这为实现联合培训提供了机会，而且对后面生产开始之后的持续合作和信息共享也是难得的机会。每一辆车都要“制造之后再拆解”很多次，然后才开始真正的生产。但他认为对新款Leaf汽车而言，区分现场准备工作方式的关键的因素在于其中大部分工作“已经在日本完成。”这里就涉及到制造Leaf的三个工厂的“跨职能”代表。来自追浜，士麦那和桑德兰的员工们协作互相裴玄，宣召Fulkerson所说的“施工性”问题的解决方案 — 也就是说，装配流程中的低效率现象可能会在任何一个工厂发生。培训人员包括来自“工程、制造、管理、制造技术”部门的代表。日本的很多工人在不同的阶段接受三个月的培训，然后在进入某一个生产地的实际汽车制造中。之后，士麦那和桑德兰装配厂会在几年内互相进行，而日本的工厂会提前几个月准备。三个方向的合作会继续下去，每周一次进行在线“全球质量会议”，由日本项目经理主持。每次会议大约会持续两个小时，制造该车的三个工厂制造部和工程部团队的成员都要参与会议。他承认说，对其他“全球型汽车”的生产也是如此，比如Rogue汽车，但是只在一个国家生产的汽车就不会这么做，比如Maxima汽车。Fulkerson还承认说，这种全球网络制造支持可能会因为Leaf的生产而得到“加强”。其中一个原因是，来自不同工厂的不同的人对互相之间的合作非常适应，因为各自的生产启动日期都被压缩到有限的时间表中，而不是依据他们各自的地位分布区别对待。另一个原因是Leaf的特点就是“电气化问题”，只是不会发生在ICE汽车上，对它而言，在全球范围内进行技术探索才是最正确而恰当的策略。他说，“Leaf在电动动力系统方面存在一些特别的问题。”因此，在会议上集中整合“电气化工程师几乎成为全球最具特色的活动，也是Leaf生产独一无二的特色。”
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ArticleTurning over a new Leaf
At Nissan's Smyrna plant, assembly stations are being employed that can meet the particular demands that the Leaf's new version poses while doubling up to also serve ICE vehicles linesUntil the early 1980s the US State of Tennessee simply did not register on any atlas recording places in the world ...
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ArticleReflexão conjunta
A soldagem de plásticos e outros materiais não metálicos é agora uma técnica de fabricação bem estabelecida para componentes automotivosA soldagem de materiais não metálicos é frequentemente usada para criar peças como consoles de cabine, conjuntos de luzes e espelhos, coletores de admissão e reservatórios de fluidos, incluindo tanques de ...
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ArticleUniendo plásticos
La soldadura de plásticos y otros materiales no metálicos ya es un método establecido para componentes automotricesLa soldadura de materiales no metálicos se utiliza con frecuencia para crear piezas como por ejemplo consolas de cabina, luces y ensamblados de espejos, colectores de entrada y depósitos de líquidos, incluido el tanque ...
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理念焊接
目前，塑料焊接术和其他非金属材料焊接不断完善，逐渐成为汽车组件的一项制造技术塑料焊接，即非金属材料的焊接在制造驾驶舱控制台、灯光和反射镜组件、进气歧管、储液罐（包括燃油罐）方面使用越来越频繁。尽管流程普通，但是实践却还没有达到可靠性水平，比如汽车业一贯追寻的一次准确性铲平质量。因此，英国焊接研发机构TWI（总部在剑桥）的Dr Farshad Salamat-Zadeh说，制造商在相关矫正措施上“每年花费数百万英镑”也就不足为奇了。他说，这是因为对制造商和供应商层面的技术流程缺乏了解。至于前者，他认为设计师有时候不具备足够的知识来具体指出问题，而至于后者，他认为零部件制造商缺乏一些基础知识，不了解他们所购设备的实际运行原理。但是TWI却有力地反击了这种状况。Dr Farshad Salamat-Zadeh指出了两个具体举措，都与汽车业高度相关。一个是名为“模塑组件的焊接”的课程，TWI在过去的三年里一直开设这门课。虽然没有直接针对汽车业，但是他说3天的课程里，四分之三的学院都是来自汽车业，有的来自车间工人，有的是产品设计师。第二个举措对全球汽车业都有重大影响。这是英国官方标准在过去4年里的发展，包括热塑材料的接合。这在今年年初正式出版。有了这个课程，新标准（BS89100）并不局限于汽车业，而且据Dr Salamat-Zadeh证实是与很多汽车公司合作开发的，包括JLR，Ford，以及越野车专家JCB。其目的是帮助建立行业认可的流程，用于各种技术质量控制（包括超声波、激光、热板）和红外线焊接。新的行业标准因此，在现实世界的汽车制造中，目前的塑料焊接是什么水平，支持其发展的技术又是什么？据激光焊接供应商Trumpf公司产品经理Wilrid Dubitzky称，塑料常用的技术是“类同步”焊接。她说，这种方法尤其适合焊接闭合等高线，比如电子元器件外壳。她解释说，这里的激光束可以穿过等高线，接合可以通过快速持续的方法进行控制，因此光束可以反复穿过每个零部件。这种方法的好处在于，焊缝的所有部分都能够逐步均匀地受热，从而避免局部受热引发的变形。事实上，这项技术还利用了Dubitzky所说的“扫描仪—镜片”，通过几个镜子就可以操作光束，而且还“非常灵活”，不同的作业只需要改变一下程序，不需要替换任何硬件。 激光投射焊接已经成功用于接合透明材料与 吸收性材料她还补充说，塑料焊接应用中，激光束相对低功耗。Trumpf的相关产品有TruDiode151和301，额定功率分别为150W和300W。她说，这足以应付大多数突破类型的均匀的塑料材质，以及最高30%的强化玻璃纤维。有趣的是，Dubitzky指出，加强控制及检验技术使用新一代传感器，而不是普通光束，这是提高工艺稳定性与可靠性的关键。精确热控制Dubizky解释说，“我们现在提供的扫描仪采用了高温计，具有合成温控能力。用户可以检验疲劳生热，并改变相关激光功率。”她还说，重要的是这种优化处理不仅提高质量控制，还提高了流程控制。这种设备可以测到200-520摄氏度的温度，在250摄氏度内的精确度为3%。另一个优点就是“感应金属行程传感器”。两个产品都在过去的18个月里进入市场，而且都被汽车业客户实际应用。他们的用途各有不同。举例来说，热控在电路焊接方面的价值要比圆边应用更高。Dubitzky解释说，“边缘棱角越大，燃烧的危险就越大。”因此她说，通过避免这种可能性，新的流程控制性对实际产品设计具有重大意义。此外，新的传感器还可以促进数据搜集，与工业4.0的理念一致，可以不断加强流程。举例来说，将分离数据与激光设备的其他数据相连，可以改进预见性维护。Dubizky指出，探索这个理念的很多试点项目都大有来头，但题目还未公开。具有挑战性的接合总部在瑞士的塑料焊接技术供应商Leister Technologies帮助上海的Magna Mirrors生产一种创新性集成门把和指示灯，主体采用PC/ABS材料，透明罩采用PMMA材料。Leister激光塑料焊接产品经理Jean-Claude Rudolf解释说，快速接合困难非常大。他说，“电子元件不能有损坏，不能有材料闪光，不能有光学缺陷，而且整个产品必须防水。”事实上，产品原来技术是采用超声波焊接，但是这种方法产生材料赏光，不符合要求，因此Leister建议使用激光投射焊接，利用电路方法。据Rudolf称，这种技术非常适合于连接透明吸收性零部件。他解释说，“激光束穿过透明塑料，并在吸收性塑料中转化成热。两个部分互相挤压，热量就从吸收性材料转给透明塑料，使两种材料融化并连接。”此外，激光加热塑料零部件的热膨胀还产生内部接合压力，因此接合内部机外部材料的压力可以保证两个部分紧密地焊接在一起。他还补充说，几乎所有的热塑性塑料和热塑性弹性体都可以通过这种方法焊接，与玻璃钢一样。Rudolf解释说，在“线焊接”方面，焊点要按照预定焊接图案逐步进行。他说，“焊接数量相对较少，因为金属几何条件使然，而且要避免挤出。”其重要性在于，技术应用需要严格的视觉审美质量，并且不能影响外罩的透明度，这是不言而喻的。其他好处还有，这项技术只涉及到少数激光光板尺寸，因为焊接尺寸比较小（197x23x17mm），而且激光透明组件还可以当作导光管。Rudolf说，这种情况下的激光束源是100W风冷平衡二极管激光器。应用中要达到40mm/s的焊接速度，两次焊接激光束。整个焊接时间大约需要20秒钟，生产量灭年达到350,000件。未来的发展目前的研究项目中体现了未来塑料焊接发展前景，其中一个参与者是德国亚琛的弗劳恩霍夫激光技术研究所。FlexHyjoin项目今年会结项，菲亚特（Fiat）公司也有参与研究，看看感应加热和激光焊接在塑料为基础的材料与车体金属进行接合的可能性。研究所聚合物加工团队领导人Christoph Engelmann提供了详细信息。他说，这个项目是一个试点案例，就是用增强玻璃纤维尼龙制成Fiat Panda车顶加固板。这个项目中的激光不仅用于焊接，还用于金属表面的预处理。他肯定地说，“我们要提前用激光去除金属。”之后，就是要进行测试，在接合组件与汽车主题上的金属方面，与感应加热和激光技术比较。 绕焊需要激光点按照焊接图形逐步进行Englemann称，这个项目有两个创新点。第一点就是所有的操作都是在全自动机器人单元里进行。第二点就是部件结合只通过焊接完成，不需要其他任何材料的补充，比如粘合剂或其他机械股东装置。单元建设在今年年初的时候在奥地利开工，预计会在3月末的时候搬到德国Wihelmsdorf，在轻型汽车组件制造商Gubesch Thermoforming公司进行安装。Engelmann称，这是为了在今年剩下的时间里，会在单元里进行数百次接合操作。这个单元本身会在MatX先进材料会议上展出，会议将于6月份在Nuremberg举行。第二个项目名为ComMUnion，与第一个同期进行。该项目将调查混合接合技术，涉及到聚合物与金属零部件。Engelmann对这个规划无法提供更多信息，但是说会与FlexHyJoin进行直接比较，重点放在应用上，而且会用到更多增强材料。参与项目的有Autotech Engineering（是西班牙汽车组件供应商Gestamp旗下压法机构），将来的目标是将此技术用于需要额外加固的地方。举例来说，汽车上的B柱。 FlexHyJoin项目研究接合塑料材料与车体上金属材料的可能性
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ArticleJoined-up thinking
The welding of plastics and other non-metallic materials is now well established as a fabrication technique for automotive componentsThe welding of non-metallic materials is frequently used to create parts such as cabin consoles, lights and mirror assemblies, intake manifolds and fluid reservoirs, including fuel tanks. However, despite being a common ...
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ArticleRegulamento de qualidade
Um programa atual executado pela International Automotive Task Force procura revisar a especificação técnica IATF16949, o padrão publicado que informa a gestão da qualidade na indústria automotiva mundialO conceito de gestão de qualidade é agora um aspecto bem estabelecido em todos os modelos de negócios. Ele basicamente denota a implementação ...
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ArticleLa regulación de la calidad
Un programa de la Fuerza internacional de tareas de la industria automotriz (IATF) pretende revisar la especificación técnica IATF16949, un estándar sobre la gestión de calidad en la industria automotriz internacionalEl concepto de gestión de la calidad es ya un aspecto establecido en todos los modelos de negocio. En esencia ...
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- 标准制定旗手
国际汽车特别工作组目前项目的工作目标是修订全球汽车业资讯质量管理标准 — IATF16949的技术规范目前，各行各业的质量管理概念都已经相当成熟、完备。这些概念被书写成册，各公司按照上面成熟的流程和系统实行，保证工厂内的连贯生产、标准执行，最终实现可靠地产品性能。其中最有名的当属国际标准化组织（International Standards Organisation）出版的ISO 9001。虽然这个标准覆盖面非常广，而且其初衷是为了适应所有行业，但是对汽车业来说还是不够，因为行业里的各种复杂因素盘根错节、相互作用 — 远远不止于管理供应链长度、操作复杂的生产线，遵守不断严苛的环境法规，以及满足客户对产品安全性的要求，这个行业就是这么独特。因此，汽车业，或者更准确的说是大型制造商不仅要自我定义这些标准，而且要对供应链提出要求 — 这就要量身打造质量管理系统，或者使用一个混合系统，即在ISO9001基础上补充更加具体的汽车业要求。上述第二种方法被国际汽车特别工作组（IATF）一直沿用，这个组织建于20世纪90年代，现在有9个大型制造商组成，包括宝马（BMW），大众（VW），戴姆勒（Daimler），通用汽车（GM），菲亚特克莱斯勒（FCA），菲亚特克莱斯勒意大利（FCA Italy），福特（Ford），标致雪铁龙（PSA）以及雷诺（Renault）。这个组织成立之初的目的就在于建立尽可能统一的全球质量管理系统，即综合ISO9001与具体的汽车业相关技术规范ISO/TS16949 — 这个系统大约从2002年开始生效。但是时至今日，IATF已经修订规范有一年多的时间了，形成名为IATF16949:2016的规范，其目标是进一步深化质量全球汽车业管理目标，及综合性、统一性和一致性的目标。综合了官方ISO标准之后，就能覆盖机构质量管理流程，也就是说行业可以将通过一个机构将客户的要求体现在产品中，最终满足客户的需求。为了这个目标，这个规范通过规划、实行和检测这种循环，解决了环境、领导、规划、支持和操作等问题 — 也就是设计、开发和制造。整个规划是在全球5个地方协调进行的，这些地方包括英国的伯明翰（这里是英国汽车制造业的传统核心地带，各种事务有英国汽车制造商协会操作）、美国、德国、法国和意大利，行政机构分别由密歇根州的IAOB，柏林的VDA-QMC，法国的IATF（在Suresnes Cedex）和都灵和ANFIA负责。尽管最初的TS16949规范于2009年进行修订，新版规范覆盖面更加庞大，但是基本概念仍然需要不断更新。 通用肯塔基Bowling Green工厂的一名工人在装配Chevrolet Corvette Stingray的时候取下发动机托架这里涉及很多因素。新版TS16949规范的最初动力是要在2015年修改ISO9001，通过ISO实现多个目标，这些目标包括：*提供与其他ISO管理标准相同的“高水平体系”，这样公司就能更加容易地使用多种管理系统，比如环境问题或卫生安全问题。*“风险为导向的思考”不断突出*对领导力的不断强调*使用简化语言*高效解决供应链问题同样，IATF自己的文件需要更改，这样双方能够继续融合，互补。但是这也为IAFT提供机会，重新起草TS916949，提现更多的汽车业特点。其中一个特点是，新版规范尽可能地在文件中提现“客户特殊”要求，这些要求过去是由制造商自己制定，或者直接推给供应商，这是行业普遍存在的事实。而新的规范则最大限度地扩大实践，而其流程在整个行业全面铺开，同时也不需要取消特定供应链的客户化要求的可能性。不断提高普通程序的领域通常会被认为存在“流程变更”。另外一个特点突出反映了车辆开发过程中涉及到的软件 — 这个规范现在提供了软件开发过程中的质量保证。同时，其他要点包括产品安全领域、担保和现场反馈。在更深的层次上来说，虽然整个规划暗示了，一个行业根据全球公司的经营而体现越来越多的特点，因而需要制动全球认证的程序要求，提供分散供应链所需的必要信任。目前，尽管距离临界点的时间非常紧迫，但所有的机构都需要调整遵守新的规范，并获得证书。这个关键性的日起就是2018年9月14日。到了那个时候，ISO/TS16949和2008年版本ISO9001都会失效，IATF成员公司和供应链中那些制造零部件的所有公司都会受到影响。此后，所有机构内的公司都需要取得最新版ISO9001和IATF16494:2016证书。全球有69,000个这样的机构必须要获得证书，而43个公认的认证机构从去年初九开始加班加点完成评估工作。整个规划在全球范围实行的过程中，认证机构包括American Systems Registrar, Lloyds Register Quality Assurance, Korean Standards Institution, China Jiuding Automotive Supplier Certifications, DEKRA Certification GmbH以及Intertek等机构。对IATF内的制造公司而言，他们对新标准的态度也各不相同。虽然所有公司都在努力在整个供应链中遵守新的规范，但不是所有公司都会应用它。但是通用汽车（GM）不管对内还是对外都综合采用ISO和IATF规范。这已经得到GM Component Holdings在密歇根州Wyoming工厂质量部经理Patricia Smith的证实：“通用汽车全球制造系统包括强大的质量管理系统，足以支持新的标准。这对通用汽车供应商的影响在于，客户特定要求的批准已经包括在新标准框架之内了。”她还解释说，这是因为IATF规范是一个“重点强调汽车业质量管理系统标准的”，其中的“风险环节”是一个重要因素。 IATF旗下制造商，比如通用汽车在原来规范失效之前就着手向新的质量管理标准转型 Smith对规范更新非常坦承：“原来的标准并不能实现通用产品供应基础所需的质量水平，也不能实现年复一年的性能改进。”她证实，通用汽车一直忙于准备迎接新的标准。她说，“企业质量组织在标准生效之前主动提供新标准培训。培训使用问答及共享学习平台。此外，开提出空白弥补计划。”此外，新的质量体系已经开始实施。Smith说，“很多通用工厂已经采用新的标准，其余工厂会在目前标准失效之前完成转变。”这种转变在公司的供应链也在悄然发生。她证实说，“供应基地也在转变新标准。”尽管新的标准就其本质而言可以普及，但是Smith认为有些方面对通用而且非常重要。她举例称，“机构条款中的条件提到要包括客户特定要求，理解机构及条件的要求，特别是决定所有标准中目的战略方向相关内部及外部问题，还有文件信息要求，都会产生标准执行证据数据。”但是Smith还说，新的标准应该在更加广泛的水平上有用。她说，“汽车业拥有一套全新的通用指南就能拥有通用的语言、互相了解需要、还能拥有共同的重点和清晰的鳄鱼漆。”“将客户特定要求融入到标准框架，是保持客户为本原则的重点。”到目前为止，预测新规范的影响还为时尚早。她总结说，“现实中的评估还无法实现，因为采用新标准的转变过程才刚刚开始。但是我对未来结果非常乐观、看好。”
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ArticleStandard bearers
A current programme run by the International Automotive Task Force is looking to revise the technical specification IATF16949, the published standard informing quality management across the automotive industry worldwideThe concept of quality management is now a well-established aspect of all forms of business. It essentially denotes implementing a system of ...
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ArticleContando com os dados
A implementação de ferramentas digitais está transformando os processos de controle de qualidade nas operações de fabricaçãoOs gabaritos físicos agora estão sendo processados como modelos digitais e a Audi diz que está no caminho para representar um conceito que reside no mundo digital "virtual". A empresa agora está explorando o ...
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ArticleContando con los datos
La implementación de las herramientas digitales está transformando los procesos de control de calidad en las operaciones de producciónLos planos se generan primero como modelos digitales y Audi asegura que ya está desarrollando un concepto que reside en el mundo digital, 'virtual'. La marca explora ahora el concepto de ‘plantillas ...
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依靠数据
数字工具的使用改变了制造工序中的质量控制流程实体夹具现在已经被当做数字模型，而奥迪公司称，它将逐步成为存在于数字（即虚拟世界）中的概念。公司正在巴伐利亚因戈尔施塔特工厂开发“数字总夹具”的概念 — 有效利用机器人来控制光亮传感器，收集实体车辆组件模型上的综合数据，提高质量，压缩开发时间。总夹具及测量技术主任Marcus Hoffmann说，“我们这几年在奥迪一直使用数字方案，因为触觉传感器测量的数值已经是数字数据了。新增的是获得数据的能力，通过视觉传感器在一次测量中就获得整个表面数据。这就意味着，我们现在能够检测大的表面数据，甚至是在很短的时间内获得整个车辆的数据。”现在的难题是“处理庞大的数据”，但回报也是巨大的，因为“数据可以在全球获取”。Hoffmann证实说，因戈尔施塔特在内饰和外饰上使用很多单元，其中很多都是2017年刚刚投入使用的。其中还涉及到使用“外部函数数据集”创造“当地零参照环境”。Hoffmann说，数据集适用于检测外部组建与设计数据的一致性，“不仅可以检测特定的零部件，而且还可以检测直接与他们相接的其他零部件。”正如Hoffmann解释的那样，系列汽车生产中的组件必须与总夹具的质量状态相符，但是这种状况现在已经成为参考样本，并不需要保留实体组件。他说，“整个表面的数字组建数据现在都可以通过电脑进行分析，不需要储存参考样本来进行额外测量或检定状态。”固体零部件和数字模型Hoffmann还说，这种方法可以促进制造用零部件和数字组件模型的开发进程。比如新款Audi RS Avant中的加油口翻门。在早期开发阶段，车体组件的数据只是CAD数据，然后与制造用数据库的数字测量数据进行虚拟合并。接触面弧度、轮廓及半径集合数据的交互分析可以让质保工人识别哪里需要修正，速度要比之前快得多，而且在装配之前就完成。他强调称，“在奥迪，数字零部件与实体零部件的匹配是经过实践考验的。”该技术在汽车内饰中的应用是借鉴外饰的，但Hoffmann说：“内饰功能总夹具已经成功应用于A8和A7制造商。现有的夹具用于评估和优化几和变体，比如组件安装以及其他观感方面，比如表面、紧密度、噪音及触觉性能。但是现在的功能内饰总夹具能让我们探索新的领域，比如功能调节、光泄漏分析，以及图形用户接口调节。” 奥迪公司用机器人控制光学传感器来搜集实体汽车结构中的综合数字数据此外，Hoffmann说，这种方法的好处还能延伸到供应商，因为他们的操作更加简便，而且速度可以明显加快。他解释说，“潜在的零部件误差可以立即检测并修正。这是基于数字参考样本进行的，而且可以保证快速获得，并在全球通用，在奥迪工厂和全球供应商之间交换。”此外，这个技术还要进行更加密集探索。Hoffmann说，“新的难题在于如何模仿力度和材料效果，但是如果我们达到目的就能节省增材实体车辆模型。”测量站在另一个地方，即波兰弗热希尼亚大众工厂里，线下和线上混合光学检测正在发挥效果。公司在该厂每年生产100,000个Crafter和MAN TGE厢式车。类似的活动在占地5,400平方米的气候控制“测量实验室”里进行，这里的设备包括1个线下5个线上机器人光学测量站 — 这套设备测量精度达到+/-0.5mm，还能预备级验证在线设备，而不需要中断制造流程。所有的工作站都采用Zeiss AlMax传感器，而且工厂的焊接使用同种型号的6轴机器人。因此，两种质控及生产设备的标准化都用于支持高水平产品变异性，大众高的最终目标就是在这占地220万平方米的工厂，将目前29个Crafter变体产量提高到大约60个。Carl Zeiss Industrial Metrology公司车体方案部长Dr Kai-Udo Modrich也强调了这一点。他证实称，汽车零部件包括底部、左右两侧，以及开放及闭合主车体。他说，“在一个循环内可以进行100%的所有程序相关特点的测量”。他还补充说，这里还有成百上千个特定零部件都是用这种方法测量的，包括“重要的装配及固定点，比如汽车、气囊、减震器、座椅和排气系统”。大体上讲，就是识别“这种特性的个体位置”，但是在使用个多种测量特点功能特点来计算对称、距离、长度、移位的时候，也要考虑功能特性，才能保证整个功能性和装配一致性。追溯动态加拿大一家以及供应商正在使用联网数字3D扫描工件，可以让线侧操作员检测汽车支架。特别的是，公司正在使用的Gocator扫描设备来自LMI 3D机器人家测站，是由系统集成商Bluewrist创造，里面用到很多软件项目，用于创造屏幕图形，能够识别工件一致性。这些项目包括Bluewrist公司的SPCWorks报告系统，生成的报告可以被草组员读取，comXstream数据交流平台能够综合机器人、传感器和编程控制器。据Bluewrist市场部经理Jason Tsiu称，这套设备的关键特点是，能够提供“实施动向”，因此任何超出规定的制造都能在可承受产品质量水准范围内的时候被查出。无人介入测量自动化交流也能提供重要的促成因素。为了帮助整个流程顺利进行，要在生产线到生产线各站运输零部件的起落架上安装射频识别芯片，才能识别信息并启动正确的测量程序。因此，只要起落架就位，系统就能知道运行什么样的子程序，才能控制4个测量机器人，而不需要人力介入。Dr Modrich证实称，在线测量系统能够迅速识别所有的“随机错误（由于工具损坏造成的生产中断）”。他说，“通过统计过程控制，可以识别生产中的飘逸，并发生重大错误之前就纠正。另外，在因为残品工具而出现生产中断之前，就可以启动预防性维修措施。也就是说，有100%的中间控制，可以纠正制造流程，因为获得了现场数据。”这种方法还具有一定的灵活性，成为一个新工厂的特点 — 在进行零部件量产的过程中，继续向系统增添更多的零部件。Dr Modrich说，“因为商用车具有很多不同的变体，因此已经出现30多个不同的侧板，这就需要不同的机器人路径程序，抵达不同的测量地点。”Dr Modrich继续说，“我们向客户推荐建立一个线下工作站，这个工作站要与其他5个实体设计工作站完全一致。在线下工作站预备新型号程序，并进行初步的修改，然后就可以用到生产线上。每个车型都可以节约大量的时间。”AlMax传感器可以在一个单元中提供3个测量原理 — 复线三角测量、灰度图像处理和阴影分析 — 通过这些可以测量复杂的几何特征，比如特殊的镗孔、小孔、螺纹、焊接螺母、裂缝。此外，通常机器人每个测量点移动时间为1.8-3.0秒。大众公司对顶级技术与综合通信的混合现状非常满意。工厂PWQ-3/1 QS分析及测量部长Werner Steinert说，“我们认为，这种方法能让我们很快找到那里需要修正。”他说，每个工作站里的检测器都能向操作员清楚展示如何关闭已经接近极限的特性。他解释说，“公差达到75%的，我们就会密切关注。”事实上，质量保证部门的工程师们通常能够通过检查AlMax传感器上照相机获得的图像，识别容差的原因。Steiner说，“如果镗孔上有粘合剂，我们就能更加容易决定，避免过后重新加工零部件。”复合材料加工与此同时，总部在密歇根的Plasan Carbon Composites公司已经研究出一种传感技术与联网分析软件的混合方法，优化穿心生产流程也能过的质控环节。公司生产碳纤维组件，比如引擎盖、顶棚和侧板，利用高压，在最多90分钟就能在必要的高温和压力下“凝固”组合材料零部件。但是公司最近采用了新的测量方法，首次使用这种压力机专利技术，直接加热模具表面，将热量更快地传递给碳纤维。他们所，这种方法可以减少凝固时间，将Class A组件的宁都时间减少到20分钟以内。 大众对顶级穿叹气技术与综合通讯的混合结果非常满意这种方法还带来很多新的复杂的变体，公司对此没有方法捕捉和记录，导致最初的时候出现无法接受的碎片和质量瑕疵。因此，Plasan寻求软件方法，记录和报告每个零部件经过压力机的参数。这么做的目的就是将碎片率从10%左右降低到4%以下，每年能够节约数百万美元。这种软件系统采用了Rockwell Automation公司研发的Factory Talk Historian Site Edition（SE）和FactoryTalk VantagePoint企业制造智能软件。Plasan控制工程师Danny McKinnon说，新的流程是数据密集型的。他说，“我们的压力机速度之所以这么快，是因为我们控制了温度、真空和压力 — 这是一个非常复杂的过程。我们还记录了操作员信息、工具号码、印编号和所有流程的信息。我们发现，这些是导致大部分质量问题的原因，但是们有人留意区记录。”MicKinnon继续说，“所有的参数都会记录每周7天，每天24小时的每一秒。”数据在压力机排序之后“破坏”，因此当压力机循环运行的时候，序号就会趋于某个数字之间，这个范围之外的数字就是停机时间。他解释说，“当运行VantagePoint的时候，你就能撤回数据，这些数据使根据系列数据或孔子符号的时间频率为基础的。然后你就能打开这个建立在时间循环基础上的报告，获得循环图示。”机械本身和Historian软件都已EtherNet/IP作为网络协议。MiKinnon证实说，“为了我们能成功实行Historian，我摩恩不得不升级我们的整个工厂和机械网络基础设施，才能连接所有点。这样我们就嫩刚看到来自最小传感器上的实施数据，不管它在世界的那个角落，都可以通过互联网和正确的安全协议获得。我的目的是制造Plasan‘智能工厂’ — 我们已经成功了一半。”McKinnon总结说，“压力机是最要的挑战，我们要做的是之前无人尝试过的。但是我们我们已经朝着预期方向前进了。我们已经在那些压力机里连载了196,000个零部件，而且我们能够回看所有的程序数据。现在，我们大部分次级过程都已近管连接到Historian，有助于我们减少废料。”
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