相关文章

开启跨区域产能联动布局 探秘上海大众南京工厂

来源网址:http://www.njgqjy.com/

  2008年4月,上海大众南京分公司建成投产,这是继在安亭的三座工厂之后,上海大众首次在上海以外的地区开展产能布局。

  从南京工厂开始,在短短几年内,仪征、宁波、乌鲁木齐等多个生产基地相继建成投产,此外,湖南长沙项目也已投入建设,上海大众正逐步打造着“以上海安亭为中心,辐射长三角,走向中西部”的跨区域联动产能布局,同时更将德国大众全球统一的质量标准带到各地的工厂和生产工艺中。

  可以说,南京工厂开启了上海大众布局长三角的第一步;正是从南京工厂开始,上海大众这家国内历史最悠久、保有量最大的轿车生产厂商,正式进入了企业发展的又一全新的历史阶段;也正是从南京工厂开始,一个跨区域、高标准、高效率的联动生产布局逐步成型,为上海大众在之后几年卓越的市场表现和产品竞争力奠定了坚实的产能基础。

  今天,我们将开启南京工厂的探秘之旅,共同走进这座上海大众最早的沪外工厂,感受上海大众高标准、高质量的生产理念和制造工艺。

  从帕萨特到朗逸 走进南京工厂

  上海大众南京工厂位于南京市江宁经济技术开发区,占地面积67万平米,年产能达到30万辆。工厂拥有冲压、车身、油漆、总装四大整车生产车间,以及先进的技术中心。

  提到南京工厂,就不得不说说目前南京工厂生产的两款重磅产品——大众品牌的Passat帕萨特和New Lavida新朗逸。

  2007年,上海大众与德国大众签订了全新一代中高级车的研发协议,这款当时代号为NMS的车型即在2011年宣布上市的新帕萨特。如今,帕萨特品牌的累计销量已经突破170万辆,而新帕萨特的累计销量也已经突破70万辆,成为B级车市场的领军车型。而新帕萨特的成功研发,也标志着上海大众的研发实力已逐步纳入大众汽车集团全球研发体系中。

  而在2008年,上海大众推出了自主研发的朗逸车型,并逐步形成了由朗逸、朗行、朗境等车型组成的Lavida家族。自2012年上市以来,New Lavida新朗逸单月销量屡次突破4万辆,助力Lavida品牌创下6年破160万的车市销量记录。2013年,Lavida家族整体销量突破43万辆,成为大汽车集团在华销量最大的单一车型品牌。而在2014年至今,Lavida家族月均销量更是超过4万辆,领跑国内A级车市场。

  如今,帕萨特和新朗逸,这两款完美展现上海大众整体研发实力和市场竞争力的车型,都在南京工厂生产。

  在南京工厂,每天无数块钢板经过冲压车间的冲压成型,车身车间的组装焊接,油漆车间的涂装喷漆、空腔注腊,以及总装车间的模块化装备,成为一个个鲜活灵动的汽车成品,最终经过一系列的严格测试,被上海大众认可的汽车才算走完了生产之旅。秉承德国大众对产品质量的严谨态度和精益求精的精神,上海大众在各个生产环节均采用国际化的标准,保证了从这里开出来的每一辆车都拥有了统一的产品标准和过硬的产品质量。

  冲压车间:高品质产品的起点

  作为整个汽车生产线的起点,冲压车间主要承担着生产各种上海大众自制冲压件的任务。

  南京工厂配备了国际领先的试模压机,所有模具在这里进行研配和调试,保证所有模具尺寸精准,从而保证生产的稳定性。

  冲压车间的核心是第二代横杆式自动化高速冲压线,这条冲压线由6台单动机械压力机组成,总重达8100吨,是目前国内汽车制造业中最先进、自动化程度最高的自动化高速冲压线。它的最高冲次达一分钟15次,也就是说一分钟能够生产15个零件,是目前世界上冲次最快的压机设备。

  与这些高速运转的压机相配合的,是身手敏捷的“横杆式机械手”、“KUKA机器人”和高速拆垛换模系统。其中,横杆式机械手相比传统的零件传递方式,无需使用传统的穿梭小车,缩短了压机之间距离与零件传递时间,最快能在一分钟内工作17次,能够快、稳、准地完成上一道模具的取件、中间的穿梭和下一道模具的放件这三个动作,提高了生产效率和取件的精准度。KUKA机器人能够准确地调整好零件(模具)的位置,将零件(模具)准确无误地放到线尾输送皮带上,便于检验和装箱;高速拆垛系统可以在不停机的状态下更换垛料。与此同时,冲压车间采用自动化的换模系统,可在5分钟之内完成整套模具的更换,是目前大众集团乃至全球汽车工业中换模时间最短的。先进的工艺均保证了整线可以实现连续、快速、自动化换模,小批量、多品种柔性化生产。连续模式生产比停顿式生产节能约20%,极大地提升了生产效率。

  就是在这条自动化高速冲压线下,一块块双面镀锌高强度钢板或热成型高强度钢板变成了一件件尺寸精准、功能各异、性能达标的零件。许多人对于双面镀锌高强度钢板并不陌生,这种材料具有耐腐蚀和使用耐久性的特点,同时拥有更好的延展性和抗动态冲击的特性。结合先进的油漆工艺可以保证轿车车身的防腐蚀,使车身表面长时间光亮如新。此外,为了保证车辆的行驶安全,上海大众在与车身安全密切相关的中央通道、四门防撞杆、侧框门槛板、侧围ABC柱等安全件,广泛采用热成型工艺。热成形工艺大量应用于航空航天领域,主要用于加工在常温下不容易成形的超高强度材料,它将钢板经过950°C的高温加热之后一次成形,又迅速冷却从而全面提升了钢板强度。热成型高强度钢板抗拉强度较普通钢板强化了近2.5倍,从而最大程度上保障车身强度和安全性。

  而针对车身侧围、底板等区域,上海大众也同样采用了整体冲压成形的工艺,例如,将分为几个零件分别冲压的地板做为一个整体零件进行冲压成形,使得车身有了良好的地基;将分段侧围改为整体侧围,加强了车身的整体性。这种整体冲压成形的工艺虽然加大了冲压难度和对板材的要求,但这种整体的车身零件避免了二次焊接,能够有效地加固车身强度,并兼顾了整体冲压的延展性,外观更加美观。

  此外,上海大众在这个车间的工艺环节上还增加了一道整形工艺,这道工艺能最大限度地保证零件尺寸的高精度,确保零件质量的稳定性。

  车身车间:机械化国际化的舞台

  经过冲压后的零件将进入车身车间。车身工艺指白车身的焊装工艺,是将冲压好的各种车身零件通过焊接工艺连接在一起的过程。打个通俗的比喻,如果说冲压工艺是将布料裁减成合适的片,那么车身工艺就是将这些布缝制成衣服,而衣服质量如何,还是要取决于缝制的针脚是否精细。

  为了保证车身焊接工艺的精确性,车身车间大量采用了自动化的生产线,可实现多种车型的混线生产。南京工厂车身车间是目前上海大众机器人数量最多、自动化率最高的车身车间之一,共有528台机器人,自动化率超过70%。通过大量使用机器人自动焊接,确保了生产工艺和焊接的精度,生产的效率也更高。

  这些机器人很好地将人从繁重的搬运中解放出来,同时机械手搬运也使传递变得更为快捷、稳定、有保障。这些机械手具备还ISRA视觉定位系统(也称机器人之眼),用摄像头对定位孔拍照,计算出零件在空间的实际位置,虽然是机器取件,但如同给机器安装上了眼睛,确保零件的装配效率及精度。

  此外,在车身车间的这些“机械帮手”的灵活度也非常高、非常“尽职尽责”。在多个重要的定位焊工位中,配置了德国大众全新的自适应焊接控制器,可自动调整焊接时间和电流,实现了对板材间隙、表面质量、材料变化等扰动因素的自动补偿,与中频焊枪配合使用,可大大提高焊点的质量和稳定性。此外,分布于车身主线的在线测量技术,在全车间的四个在线测量工位,采用激光、视觉传感器、图像处理以及计算机控制等技术实现物体空间尺寸的精密测量通过14台测量机器人监控802个点,对白车身的重要尺寸实行100%监控。

  最后还不得不提一提激光焊接工艺。在整个车身车间中,国际先进的激光焊接技术被普遍采用。激光焊接可以使不同钢板之间的连接处达到了分子结合的状态。这样的焊接工艺可以将整个车身的钢性结构提高30%。目前在车顶、侧围、四门两盖等部位广泛采用了激光焊接工艺,不仅提高了车身的强度,也确保连接工艺焊缝的美观度和光洁度。与此同时,在车身的前后纵梁和前底板区域全面应用激光拼焊板,将两块厚度不一的钢板通过激光焊接合为一体。在发生碰撞时,较薄的钢板先发生变形,充分吸收碰撞能量,从而确保驾乘人员的安全。

  除了激光焊接外,为了避免传统点焊在制造过程中都会或多或少产生热变形,上海大众从德国引进的冲铆工艺,采用了机器人冷塑性变形连接技术,可以避免普通点焊工艺中的热变形和焊点难控制的问题。冲铆工艺的原理有点类似于衣服上的铆扣,简单理解就是在需要连接的部位产生冷塑性凹变形,当扣上衣服时只需将凸变形与凹变形的铆口铆上即可。在冲铆过程中,通过计算机编程对每个冲铆点进行过程智能控制及监控,通过机器人实现全自动作业,气动控制,简便可靠。以帕萨特为例,在天窗、车门和翼子板区域都用冲铆工艺代替了传统的点焊连接,提高了连接点的可靠性,也让车身表面更加规则和美观。

  此外,南京工厂车身车间还采用了许多其他精益的制造工艺。例如德国大众最新的康采恩框架技术,通过高精度变频技术实现焊接零部件Y和Z两方向的可控移动,同时利用精密钢结构将集成夹具准确定位,从而保证在对不同车型的车身进行焊接时,夹具能够准确定位并固定不同尺寸车身。这一技术不仅可以实现最多4种车型的柔性切换,也有效提升了车身一致性,保证了整车车身质量。

  油漆车间:高效环保的生产工艺

  总拼完成后,白车身将被送入油漆车间进行涂装。南京工厂油漆车间的主要工艺过程由预处理电泳、PVC密封、无中涂面漆、整理报交、空腔注腊等几个重要的工艺。

  车间采用大众汽车集团全球领先的2010工艺,通过先进的水溶性油漆、无中涂技术以及全自动喷涂和检测等新材料、新技术的应用,在保证产品质量的同时,大幅提高了油漆利用率,在生产工艺、设备自动化程度、节能环保等方面均处于世界领先水平。而且较传统的喷涂工艺,新工艺可以有效地节约能源,减少废气排放,VOC(有机溶剂)排放仅为传统工艺的37%,在国内外均处于行业领先地位。此外,新工艺采用了干式漆雾吸收系统,通过循环空气及石灰石吸收漆雾,取消了水循环系统,避免自来水的损耗和废水的产生,其空气循环使用的比例高达95%。

  对于车身油漆的作用,也许大家各有各的理解,但其中最核心的两点不言而喻,美观和车身防腐防锈保护。完成焊接的白车身首先要进入电泳环节,在车身上披上一层电泳漆膜。南京工厂采用了先进的车身翻转(RoDip)技术,车身进入电泳槽后完成360度旋转,可以有效提高电泳涂装的质量,杜绝了电泳死角的产生,保证外表内腔电泳膜厚厚度均匀,确保车身防腐性能。同时,南京工厂的电泳采用无铅无锡阴极电泳技术,利用正负电荷相吸的原理,通过槽内的阳极板使漆带有正电荷,吸附在作为阴极的车身上。这种技术在达到电泳底漆所需的各种性能的同时,去离子水用量和废水排放量也较传统技术减少了30%。

  完成电泳后,车身将交由大量机器人完成面漆的全自动喷涂以及PVC自动喷涂密封,确保喷涂质量稳定,漆面均匀美观,以及保证车身的密封性和防锈性。

  在涂面漆环节,首先由剑形刷机器人对车身表面进行全面清洁,随后由全自动喷涂机器人对内外表面进行机器人高仿性全自动静电喷涂。面漆生产线采用全自动喷涂机器人,使油漆涂层质量更加可靠稳定。

  最后进入空腔注腊防腐工艺环节。针对车身空腔部分,为了防止水分残留在车身空腔中,影响车身内部防腐蚀,上海大众在国内率先引入空腔注蜡技术,这种技术是用120公斤蜡注入车身空腔,经过一定时间,最后残留在车内的两公斤蜡在空腔表面形成均匀的保护膜,从而保证车辆良好的防腐蚀性能。

  均匀的色漆膜厚度可以充分保证车身油漆的保色、耐腐蚀、耐污染、抗紫外线等特性。为了保证整个喷涂工艺的质量,在喷漆过程中,上海大众通过机器人在线自动检测湿膜厚度,能在90秒的时间内对每台车身的50个点自动检测,确保油漆膜厚的均匀性和漆膜厚度要求。

  总装车间:高效运转的机械化空间

  经过喷漆后,最后进入总装环节。目前,上海大众在总装车间都采用了科学合理的模块化装配工艺布置,将总装分为驾驶舱、前围、底盘和车门四大模块,使物料输送更趋合理,加强装配过程监测,提高整车装配质量。模块化的装配方式更加符合人体工程学的要求,将传统在线安装过程中,工序复杂的工艺提前单列出来进行安装,无需担心工位冲突。

  以总装环节中最为复杂的底盘与车身合装线为例,这一工位主要负责将预装好的底盘模块和车身进行合装,因此也被称为marriage工位。在这里,模块化生产的有时可以明显体现出来。它将复杂的底盘合装工作分解到10个合装工位进行,通过2个自动拧紧工位和14根自动定位高精度拧紧轴,对预装好的底盘进行自动定位和拧紧工序,严格控制拧紧扭矩,减少了人工操作可能存在的误差和缺陷,提高了底盘安装的稳定性和一致性。

  同时,在南京工厂的总装生产线,整车吊架可以在离地10cm到4.5m的范围内进行升降控制,安排工艺时可以不受车身高度的限制,在人机工程学方面也可以做到尽善尽美。

  南京总装车间还引入了AGV物流系统,配备了7辆高29cm的智能型自动牵引小车进行装配物料的输送。每辆小车的拖带负载能力可达1.5吨,满载最大行驶速度达到40m/min。这些小车可以通过地面上的磁条导航,并通过红外障碍物传感器及安全触边开关,有效避免运行时可能发生的碰撞,并在低电量时自动回站充电。通过AGV物流系统,实现从卸货道口上线至流水线工位的全程自动化流转,不仅减少了铲车的数量,也降低了装配人工的体能消耗,同时也更加高效。

  除了高效之外,在总装环节对“高精度”的要求和对“精益”的跟踪也非常严格。车间广泛使用了高精度枪,对打紧的螺栓扭矩值可以进行实时监控和预警,确保重要螺栓的扭矩值稳定可靠。针对重要螺栓的拧紧扭矩数据,将实时保存至服务器,保证了重要信息可追溯15年时间。

  驾驶舱总装模块,则采用了驾驶舱与车身一体化工艺,在驾驶舱模块的前围板与车身增加了一道一体化密封链接工艺,整个工艺由机器人完成,提高整车的刚度和密封性、安全性,减少了行车过程中的噪音,也保证了工艺的可靠性和稳定性。

  仪表盘激光对中技术,使用激光对中的机械手装配仪表板可确保仪表板的装配精度控制在2mm偏差之内。此外,在生产过程中,每台车子都有自动充电随行小车,迅速对车辆初始电瓶进行充电,确保下线的每部车子蓄电池都处于完全充满状态。

  最后,每辆从总装车间走出的车辆都必须经过严格的下线监测才能最终到达消费者的手中。每辆下线车辆都需经过四轮定位和灯光检测,然后进入到转鼓试验房内,在行驶状态下对整车进行一系列动态模拟检测,包括制动力测试、动态ABS系统测试、最高时速、怠速、排放、车速校检等检测。

  测试合格后的车辆将由专职人员针对每一辆车的动态行驶性能和声学状态,在道路测试场进行9种不同路况的路试检测。路试检测完成后再对车辆进行雨淋密封性检测。在雨淋房,车辆需经历6分钟全方位360°模拟暴雨极端天气情况的喷淋,当车辆顺利完成所有严格的检测后,这部同时也完成了外观清洁的合格车辆才可以进行最终的报交,走下生产线。

  从零件冲压到车身焊接,从车漆喷涂到产品总装,南京工厂的每一个生产环节都凝聚着上海大众的精良工艺和质量领先的生产理念,这也是上海大众30年来交付千百万车主不变的承诺。随着南京、仪征、宁波、乌鲁木齐、长沙等多地标准化工厂的相继建成投产,上海大众在全国建立起了多处标准化、高质量的生产基地,所有的工厂都严格参照德国大众标准化的制造流程与生产工艺。未来将会有越来越多卓越的产品从这些工厂中下线,进入千千万万国内消费者的汽车生活中。