为应对新能源产业的爆发,面对汽车产业电动化、网联化、智能化的发展趋势,早在2017年,上汽大众就发布了“共创2025”战略计划。随着该战略的推进,上汽大众聚焦转型升级,在新能源汽车、智能网联等领域持续投入,致力于成为电动汽车领域的领先者。新能源汽车工厂,是“共创2025”战略的重要成果之一,也是上汽大众面向未来、实现2025战略的重要里程碑。
今年四季度,上汽大众首款ID.家族纯电动汽车ID.4 X已与公众见面,并将于明年上市,为消费者带来智能环保的全新出行感受。在ID.4 X上市之前,让我们来到上汽大众新能源汽车工厂,探寻ID.车出生地的奥秘。
MEB平台车型“专属工厂”
上汽大众新能源汽车工厂位于上海安亭,是大众汽车集团全球首个专为MEB平台车型生产而全新建造的工厂。新工厂项目总投入约170亿元,规划年产能30万辆,于今年10月正式投产,是目前国内生产规模最大、效率最高的纯电动汽车工厂。新工厂自规划之初就自带自动化、数字化、智能化及绿色环保的基因,大规模应用领先的制造技术、实现生产数据互联互通,不断提升智能化生产水平。
流智能化工厂 面向“云互联”
工厂运用多项大众汽车集团首次或国内首次使用的自动化装备,是上汽大众首个实现工业无线网络全覆盖的工厂,目前最先进、智能的标杆工厂,进一步提升自动化率与生产效率,保障生产品质稳定。
工厂采用1400多台工业机器人,应用RFID人工智能识别技术、光学识别技术、AR/VR技术、无纸化工厂理念、能源管理系统等先进技术和智感装备,实现制造全过程的智能化和数字化。大量的AP生产无线热点,依托四大核心系统:中央监控系统(SCADA)、设备智能管理系统(TPMS)、生产关键指标动态管理系统(PMS)、能源智能管理系统(EMS),构建智慧工厂管理平台,打通信息流,实现从设计、生产到销售各个环节的互联互通,最终实现全过程智能化生产。
【中央监控系统(SCADA)】:收集工厂各车间的生产过程中信息数据,实时监控工厂的生产状态,并整合传输至数据湖储存,实现生产网联化。在此基础上通过开发算法,将核心监控信息传递给生产、质量、设备、能源、物流等系统,形成一个智能制造闭环系统。
【设备智能管理系统(TPMS)】:利用智能设备可实时监控设备及零部件的运行状态,并实现对点巡检、报修和备件管理的无纸化智能系统管理,将设备层的数据进行收集、分析和处理,对设备全生命周期进行全方位数字化管理
【生产关键指标动态管理系统(PMS)】:通过对工厂管理中的关键指标进行动态系统化监测管理,实时监控、动态跟踪每一台车的质量信息,利用后台大数据分析实现质量控制目标。
【能源智能管理系统(EMS)】:在耗能设备上安装智能表具,对工厂5大能种进行动态监测、预警高耗能指标;同时利用大数据和云计算,分析和预测车间能耗,实现精细化的能源管理。
绿色车间 绿色智造
冲压车间
冲压车间建筑面积约31680㎡,主要生产单个车型的19个大型内外覆盖件。车间拥有两条世界先进的舒勒伺服高速压机线,并首次采用二层冲压件仓库,使用AGV与升降机对接实现零件在两层仓库之间的运输。
两条舒勒伺服高速压机线总吨位达6900t,最高冲次均可达18次/min。配备Crossbar第三代横杆式机械手、KUKA机器人和高速拆垛系统。压机线上使用了舒勒第二代整体隔音罩覆盖,最高可降噪16dB(A);车间废料回收间采用内部网孔板隔音技术,降低废料间噪音,有效改善员工作业环境。
冲压车间大量采用智能化设备以及配套软件系统,提升冲压生产管理效率:首次将重载型全向AGV应用到零件下线运输中,从冲压线下线到零件存放库区整个过程不再需要叉车。车间还使用三层模具吊,自动运行平板车,采用TPMS系统,使用高级计划排程(APS),实现冲压生产计划自动排布,优化冲压生产库存,实现对冲压生产计划的自动化排程,提升模具管理、仓库管理的效率。
车身车间
车身车间分2层结构,一楼主要是门盖、底板1和装配线。二楼主要是侧围、底板2、总拼以及报交线。车身车间的设计生产能力是60JPH,即每小时可以完成60台白车身,年产量30万台。
车间拥有机器人数量946台,自动化率高达84%,是目前上汽大众自动化率最高的车身车间。车身车间有 2个At-line在线测量工位,属于大众汽车集团全球首个At-line测量工位。8台测量机器人对白车身的零部件和关键部位实行100%的视觉在线检查,同时结合工厂智能制造系统,实现了云端数据核对。车间首次采用EMS空中输送存储线(Electric monorail systems), 也是上汽大众最长的EMS输送存储线,总长6000m。这也是全球首次实现门盖总成JIS自动化供货模式。这里还有上汽大众最长的车间装配线:长达150m,随行皮带减少了工人一半的走动距离。与空中EMS共同使用,实现零件自动化搬运。高速激光焊目前速度可达110mm/s,是大众汽车集团工厂中速度最高的激光焊。
120JPH油漆车间
20JPH油漆车间是大众汽车集团全球首创的高产能油漆车间,目前是全球可产车型数最多、色彩最多的车间,也是上汽大众自动率最高的油漆车间。
车间投入先进的智能中控系统,对产能、质量、设备和能源四大模块进行智能管理,提升喷涂效率和质量。油漆车间注重环保科技的采用,预处理工艺中采用硅烷薄膜技术替代传统的锌系磷化技术;文丘里干式漆雾吸收系统,取消循环水系统;采用了智慧烘房技术,燃料实际消耗最大能节省40%。
总装车间
总装车间设计生产能力为60JPH,达产后完成30万的年生产量。它是目前大众汽车集团自动化率最高的量产车型总装车间,自动化率达26.2%,模块化程度和柔性更高。车间二层平台有完备的输送线,车身通过连廊从油漆车间输送至总装车间;电池包则通过输送链到达总装车间二层平台,通过升降机下至底盘预装线。
车间采用领先智能制造技术,大量投入运用AGV小车,辅助物流和工艺;车间拥有160多个RFID读头,它通过无线射频技术读取车辆信息,并将信息传递给后续设备,设备获取车辆信息后调用适用的参数进行零件安装。
120JPH油漆车间是大众汽车集团全球首创的高产能油漆车间,目前是全球可产车型数最多、色彩最多的车间,也是上汽大众自动率最高的油漆车间。车间投入先进的智能中控系统,对产能、质量、设备和能源四大模块进行智能管理,提升喷涂效率和质量。油漆车间注重环保科技的采用,预处理工艺中采用硅烷薄膜技术替代传统的锌系磷化技术;文丘里干式漆雾吸收系统,取消循环水系统;采用了智慧烘房技术,燃料实际消耗最大能节省40%。
电池车间
池车间规划年产能30万台,是上汽大众首个全铝电池壳体自制与电池包装配车间,也是目前唯一采用JIS(Just In Sequence)排序、大众汽车集团首个即时生产拉动式的电池车间,电池装配首次与总装车间直接耦合联接,以60JPH的生产速度向总装车间输送电池包。共有壳体和装配两条生产线,生产MEB平台的两种铝质电池壳体和三款电池包,拥有超过138台机器人,壳体生产线自动化率达88%、装配线自动化率达78%。在电池车间,保障电池包安全是首要任务。由于铝合金的热膨胀系数是钢的2倍,焊接过程更容易产生焊接变形,因此对焊接精度要求更高。车间应用了包含铝材MIG焊接、RIVTAC铆接、设计冷却工位、采用Micro-Mig焊接等全新工艺,提升精度控制,保障产品质量。车间生产的电池包通过了338项严苛测试,远高于国标测试要求(国际测试项目低于50项)。同时,为了应对中国更加严苛的电池标准,上汽大众自主设计了整套热量控制系统,万一发生极端情况,可控制5分钟内明火不从电池壳体中冒出,保护驾乘者安全。MEB平台电池使用新的导热胶工艺,与传统MQB平台电池的导热垫工艺相比,拥有更好的界面填充能力、更少的界面气泡、更好的间隙适用性,使MEB电池包具备更优异的热管理能力。电池包长寿命性能设计,远高于8年(12万公里)使用寿命(电池充放电循环测试达到1600次,每个循环相当于整车行驶350公里~550公里)。
小结
未来,MEB工厂也将作为上汽大众的创新孵化基地,加速前瞻研究和智能技术的落地。上汽大众还将发挥自身产业链的优势,以整车智能制造为牵引,带动零部件企业同步提升智能制造能级,使汽车产业成为智能化转型升级的标杆行业。
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