韓偉 郭隆健 劉金國

摘要：伴隨國內(nèi)工業(yè)技術(shù)持續(xù)發(fā)展，近年相關(guān)企業(yè)在新能源汽車領(lǐng)域亦著手布局研究，并已經(jīng)取得初步發(fā)展效果。在國家政策引領(lǐng)下，推動新能源整車制造全流程交互系統(tǒng)研究，是契合國家打造制造強(qiáng)國發(fā)展戰(zhàn)略的重要路徑。由此，對整車制造全流程交互系統(tǒng)進(jìn)行研究，并對多種工業(yè)通訊協(xié)議聯(lián)通、多系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)信息交互、加設(shè)控制算法深入探討，以期實(shí)現(xiàn)新能源汽車制造流程智能化、科學(xué)化。

關(guān)鍵詞：新能源汽車;整車制造;全流程;交互系統(tǒng)

中圖分類號：TB472?? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）04-0047-01

Abstract：With the continuous development of domestic industrial technology， in recent years， relevant enterprises in the field of new energy vehicles also began to layout research， and has achieved preliminary development results. Under the guidance of national policies， promoting the research on the whole process of new energy vehicle manufacturing interaction system is an important path in line with the national development strategy of building a manufacturing power. Therefore， the whole process of vehicle manufacturing interaction system is studied， and a variety of industrial communication protocol connectivity， data and information interaction between multiple systems， and the addition of control algorithms are deeply discussed， in order to achieve intelligent and scientific manufacturing process of new energy vehicles.

Key words：new energy vehicle;Vehicle manufacturing;The whole process;Interactive systems

1 研究背景

2015年5月國務(wù)院正式簽批《中國制造2025》行動綱領(lǐng)，這是國家首次對制造強(qiáng)國戰(zhàn)略加持頂層設(shè)計(jì)，亦是國家制造產(chǎn)業(yè)革命發(fā)展重要里程碑。綱領(lǐng)對制造業(yè)十大領(lǐng)域作出發(fā)展指導(dǎo)，指示推動核心軟件研發(fā)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能制造關(guān)鍵技術(shù)等多方集成應(yīng)用，繼而推動零件供應(yīng)商、設(shè)備加工商、零售商一體化產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集群的同時(shí)，促動產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。近年在新能源汽車廣泛普及背景下，其制造技術(shù)不斷提升，但是相對發(fā)達(dá)國家而言，國內(nèi)新能源汽車在整車制造方面仍然面臨生產(chǎn)效率偏低、整車質(zhì)量較差等問題?；诖耍恼聦φ囍圃烊鞒探换ハ到y(tǒng)進(jìn)行研究，希冀深化制造技術(shù)與先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合，提升國內(nèi)新能源汽車的生產(chǎn)效率及整車質(zhì)量。

2 新能源汽車整車制造全流程交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1整體交互系統(tǒng)研究。本研究中交互系統(tǒng)共分為5大基礎(chǔ)功能板塊，主要包括設(shè)備管控、車身跟蹤、質(zhì)量考察、能源管理、可視化等。其中設(shè)備管控主要包括零件加工廠內(nèi)傳送線以及組裝設(shè)備進(jìn)行故障檢測并報(bào)警，對其他工藝設(shè)別實(shí)施運(yùn)行分析及對應(yīng)制造材料消耗監(jiān)控。車身跟蹤即是對整車流水線進(jìn)行監(jiān)督，進(jìn)一步使用PBS存儲線實(shí)施入道、出道順序調(diào)整。質(zhì)量考察即是在整車制造過程當(dāng)中對關(guān)鍵工藝進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，例如環(huán)境濕度、擰緊機(jī)力矩以及電檢參數(shù)、涂膠量等和車身VIN綁定，進(jìn)而指導(dǎo)生產(chǎn)質(zhì)量不斷提升。能源管理板塊是通過對變電站、空壓站實(shí)施監(jiān)控，對生產(chǎn)車間每輛車生產(chǎn)能耗、每日生產(chǎn)能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)梳理，繼而在生產(chǎn)車間中高峰用電時(shí)期，調(diào)整光伏儲能系統(tǒng)釋放電力。而最后的可視化板塊則是對前四個(gè)基礎(chǔ)板塊進(jìn)行可視化監(jiān)督，保證監(jiān)控過程的準(zhǔn)確性。

2.2全流程交互系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下，全流程交互系統(tǒng)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)可視化監(jiān)控，當(dāng)前在全流程交互系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)當(dāng)中主要 應(yīng)用技術(shù)如下：一是新型車身跟蹤系統(tǒng)。主要應(yīng)會用新型互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集對應(yīng)信號，通過使用隊(duì)列算法計(jì)算處于流水線上生產(chǎn)車輛與實(shí)際工位互相對應(yīng)。二是全流程在線分布監(jiān)測。采用互聯(lián)網(wǎng)傳感器檢測，實(shí)時(shí)監(jiān)測全流程生產(chǎn)線中的關(guān)鍵要素，包括生產(chǎn)能耗、激光自動焊接等工藝過程可視化監(jiān)控。三是制造工藝參數(shù)關(guān)聯(lián)車身監(jiān)控。通過工藝流程參數(shù)與車輛VIN信息采取技術(shù)關(guān)聯(lián)，用以實(shí)現(xiàn)參數(shù)追溯及支持制造過程質(zhì)量控制。四是大數(shù)據(jù)技術(shù)記錄參數(shù)。使用ProfiNET網(wǎng)絡(luò)及電腦磁盤等主要設(shè)備，對車輛輪胎、大燈、淋雨、車輛加注等數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測記錄。

3 新能源汽車整車制造全流程交互系統(tǒng)研究

3.1多種工業(yè)通訊協(xié)議聯(lián)通。新能源汽車在制造過程中涉及到多種制造設(shè)備，而設(shè)備間的通信協(xié)議具有較多種類，主要包括OPC、S7、FINS、MODBUS等多種通訊協(xié)議。協(xié)議間的不通聯(lián)造成設(shè)備間數(shù)據(jù)通訊困難較大，繼而促使產(chǎn)業(yè)流水線間產(chǎn)生數(shù)據(jù)斷層。因此，依據(jù)加載多種通訊協(xié)議驅(qū)動，促使不同設(shè)備間的信息通訊更加順利。由此，將交互系統(tǒng)打造成為不同協(xié)議間的互聯(lián)互通交流平臺，促使工藝設(shè)備間的信息完成信息集成。

3.2多系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)信息交互。整體新能源汽車整車制造全流程交互系統(tǒng)中采用多任務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具體包含設(shè)備管控系統(tǒng)、車身跟蹤系統(tǒng)、質(zhì)量考察系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、可視化系統(tǒng)等。并通過智能一體化平臺實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)信息共享。繼而實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)作、同時(shí)執(zhí)行任務(wù)。并且在數(shù)據(jù)傳輸、分析處理以及交換存儲等多個(gè)角度，有效提升數(shù)據(jù)交互頻率，充分發(fā)揮多個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)作運(yùn)算。

3.3加設(shè)底層復(fù)雜控制算法。傳統(tǒng)系能源汽車底層算法多數(shù)采用PLC控制算法，可以初步實(shí)現(xiàn)邏輯計(jì)算、PID核算以及生產(chǎn)順序控制等操作指令。然而PLC算法在新能源汽車整車制造全流程交互系統(tǒng)中并不完善，尚不能滿足實(shí)時(shí)CPK計(jì)算、質(zhì)量預(yù)估、故障判斷以及系統(tǒng)可視化等復(fù)雜算法，在本系統(tǒng)服務(wù)器設(shè)置下，可以實(shí)現(xiàn)在采集數(shù)據(jù)的同時(shí)，進(jìn)行復(fù)雜控制運(yùn)算，并將結(jié)果傳輸至顯示器記錄存儲，極大程度上彌補(bǔ)底層控制運(yùn)算能力較差的情況，增加新能源汽車生產(chǎn)控制的靈活性與多維性。

4 結(jié)語

通過對新能源汽車整車制造全流程交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)施，實(shí)現(xiàn)整車裝配、質(zhì)量檢驗(yàn)、物流運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)方面在線實(shí)時(shí)監(jiān)測，并運(yùn)用可視化強(qiáng)化監(jiān)測準(zhǔn)確性。通過大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，對新能源汽車生產(chǎn)工藝流程以裝配流程進(jìn)行優(yōu)化，促使生產(chǎn)效率更快、質(zhì)量更加強(qiáng)勁、運(yùn)行更加平穩(wěn)，亦是提質(zhì)增速的有效策略。對于新能源汽車發(fā)展乃至整個(gè)生產(chǎn)制造業(yè)發(fā)展均具有重要現(xiàn)實(shí)意義，可以促進(jìn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提升至另一個(gè)臺階。

參考文獻(xiàn)：

[1]秦柳，肖勇，丁玉梅，等.新能源汽車全塑車身先進(jìn)制造技術(shù)[J].中國塑料，2014（12）：99-103.

[2]王宏起，汪英華，武建龍，等.新能源汽車創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)演進(jìn)機(jī)理基于比亞迪新能源汽車的案例研究[J].中國軟科學(xué)，2016（04）：81-94.

作者簡介：韓偉（1983.6-），男，山東省濟(jì)南市人，山東大學(xué)本科，山東電子職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：汽車工程及汽車電子。