汽车生产工序(汽车制造生产的主要工艺流程)

汽车制造在把零散的钢板变成奔马之前，需要经过冲压、焊接、涂装、总装四道工序。焊接过程就像将“接头”连接到冲压的车身板件上，然后加热并将它们压在一起形成车身总成。

车身上有成千上万的焊点。对焊接速度、精度、节奏都有非常高的要求。集成一条焊接生产线需要十几万个零件，涉及多学科知识的集成。

广汽罗明汽车设备有限公司(罗明)自2008年成立以来，已深耕焊接技术十年。现已成为国内汽车行业高端自动化制造装备领域的领导者，为奔驰、宝马、特斯拉、大众、SAIC、广汽、北汽、吉利、长城等国内外知名汽车厂商提供生产线解决方案。

在现代社会，汽车不仅是一种交通工具，更是身份的象征和个性的体现：商务人士要求沉稳的车身，家用车希望宽敞舒适，“Z世代”青年追求新颖炫酷的车型。

广州罗明汽车装备有限公司副总裁王斌表示：“为了满足消费者不断变化的个性化需求，汽车制造商的生产方式发生了前所未有的变化，新车型必须更快、更安全地上市。这对我们提出了新的要求：生产线应该更高效、质量更好、更灵活……”

为了进一步降低成本，提高效率，保持核心竞争力，面向未来，罗明积极探索智力创新的新模式，并将其概括为两个愿景：“数字平台"”和“数字平台".”，“数字化”意味着标准的业务流程，“数字化”象征着将数据作为新的增长引擎。这与西门子数字企业的理念不谋而合。总之，西门子的集成软件和硬件解决方案帮助罗明建立了一个数字化企业，并完成了从有线集成商到汽车智能制造解决方案提供商的宏伟转变。

数字企业的基石——TIA全集成自动化

如果说数字化企业是一座宏伟的金字塔，那么PLM(产品生命周期管理)、MES(制造执行系统)、TIA(全集成自动化)就是支撑这座塔的三层“底座”。基于西门子协同产品数据管理，平台， PLM软件可以在完全虚拟化的环境中开发和优化新产品；MES系统可以规范和优化生产流程；TIA可以确保所有自动化组件的高效互通。

TIA作为建设数字化企业的基石，覆盖了从现场层、控制层、操作员层到管理层的设备和系统，实现了所有的横向和纵向集成。建设完整的交通影响评价是罗明实现数字化企业的重要基石。

为什么这么说？原来，随着罗明业务和人员规模的不断扩大，“成长的烦恼”也随之而来。——如何才能在快速发展中始终保持产品质量的一致性？如果只依靠有经验的员工，产品质量难免会有波动。只有把人的经验转化为系统化的经验，实现自动化、标准化的工作流程，才能做到一劳永逸。

广汽罗明汽车设备有限公司猎豹部和电气工程部总监表示，“西门子TIA通过统一通信、配置和编程环境，帮助我们缩短了项目的时间，提高了生产效率，为项目开发和后期升级维护带来了极大的便利。”

具体来说，在生产工程设计阶段，西门子TIA薄涂工程软件平台中的“库函数”可以帮助罗明实现程序的标准化和模块化。如果把创建一个新项目的过程比作用积木搭建一个机器人，那么每个积木就是一个定义好的标准模块，可以直接使用，也可以提前把一些积木组合成机器人的标准件，方便进一步组装。每一个组装好的机器人零件都整齐地摆放在一个橱窗里，形成了TIA的“全球图书馆”。在实施新项目时，罗明工程师可以对原有的项目程序进行升级，利用标准库修改或替换部分功能单元，从而避免了大量的重复开发工作，保证了项目程序的标准化。

在标准化和模块化的基础上，罗明工程师还可以通过TIA薄涂的数字插件自动执行工程配置的任务，根据新的项目逻辑要求，将TIA薄涂库中的标准硬件配置模块或程序模块重新组装成新的项目程序。比如在设计一个焊接工作站时，实现了硬件自动配置的过程，不再需要人工选择CPU类型、I/O模块等设备，给项目的开发设计带来了极大的效率提升和时间的节省，从而大大缩短了产品在时间的上市时间

只要用高级语言定义罗明的生产工艺程序，执行程序生成的工程师就可以参照已有的工艺文件选择相应的参数，通过TIA薄涂自动生成新的程序。广州设备电气工程部软件应用与标准化总监兰深有感触：“基于TIA全集成自动化理念，TIA强大的数字化功能使我们电气编程的时间缩短了至少1/3。”

“数字双胞胎”意义重大。

对于罗明来说，在交货期限内将稳定的高质量生产线交付给客户是其重中之重。在生产计划与生产项目对接的过程中，西门子可以帮助罗明构建物理设备的虚拟世界“数字孪生”，通过虚拟设计调试技术实现整条生产线的虚拟仿真，从而帮助罗明在实际项目建立之前完成生产线设计的必要调试和修正。

西门子软件可以对设计过程和工艺布局进行虚拟仿真。通过西门子虚拟控制器，工程师可以直接向虚拟生产线发出逻辑控制命令，使数字世界中的所有虚拟设备都像在工业现场一样工作。它可以虚拟化到任何S7-1500控制器中。它不仅可以实现复杂自动化系统的虚拟调试，还可以在虚拟自动化系统和虚拟机械设备或虚拟生产线之间架起一座数据桥梁。罗明不必花费额外的成本购买一个实际的PLC控制器，而是在纯软件环境下进行虚拟调试，从而彻底解放硬件。换句话说，罗明已经建立了一个完整的“数字双胞胎”，贯穿整个制造业生命周期，这也是“数字平台".”的必由之路

罗明获得的好处是显而易见的。

首先，虚拟调试将本应在工业现场完成的工作搬到了办公室里，工程师不必再像原来那样前往客户工厂进行软件测试以保证编程逻辑的准确性，只需坐在电脑前就可以轻松进行调试。

其次，因为虚拟调试的过程并不需要制造出实际样机，即使出现问题，也不会对设备、人员和工艺造成任何的损害，大大降低了风险。

更重要的是，传统调试一旦出现问题，很可能需要从最初的设计阶段进行调整，现在，工程师只需在电脑里修改某个参数就能立即生成一个全新的虚拟样机。据悉，西门子虚拟调试平台帮助明珞将项目的现场调试时间由2个多月缩短到1个月以内，调试效率提升了50%以上。

广州明珞汽车装备有限公司猎豹部经理黄坚自豪地表示：“得益于虚拟调试，明珞在2017年10月份参与华晨宝马改造项目时，领先其他线体集成商1个月实现了生产线的空运行，由此获得了客户的高度认可，对后续与客户在其它项目上达成进一步合作起到了十分积极的作用。”

产线上的“忠诚守卫”

在产品和产线的现场运行阶段，涵盖工厂安全、网络安全和系统完整性的西门子“纵深防御”理念为明珞的自动化系统提供了全面而深入的保护。基于多层防御体系，各种不同的、互补的保护机制就像产线上的“忠诚守卫”，积极应对各种威胁，牢牢守护着工业企业的安全生命线。

站在系统完整性和知识产权保护的角度，TIA博途软件让自动化程序数据“高枕无忧”。明珞所有自动化程序中的数据都可以被加密，这就好比给数据库安上了一把精准的智能锁，只有知道密码的人才能看到其中的内容。而且这些程序块还具有防拷贝保护功能，只认自己的“原主人”及其绑定的CPU或存储卡，一旦程序被盗，换了新的控制器或储存卡，根本无法运行。TIA博途还可以对用户访问权限进行设置，只允许特定用户访问控制器中的数据。

同时，西门子功能安全型控制器S7-1500不仅提供了设备的逻辑控制，更实现了实时的功能安全防护，保证操作人员、整套系统设备及环境的高度安全。

站在通讯安全的角度，西门子先进的工业以太网标准现场总线实现了从现场级到管理层的纵向通讯集成，通过使用专用的安全模块，可以保护自动化控制系统，使自动化通讯网络的安全风险最小化。

站在工厂安全的角度，包括摄像头、读卡器在内的物理访问保护措施和安全的管理流程可以保证工厂的长期安全。

用大数据构建竞争力的围墙

创新的技术方案和过硬的产品质量使得明珞获得了行业客户的高度认可，公司订单销售额年均增长200%以上。可是随着汽车装备制造业技术标准的提高、进入门槛的下降，行业的竞争也愈发激烈。如何进一步构筑自身核心竞争力的“围墙”，是明珞一直在思考的问题。

除了继续在主营业务上加强技术并进一步提升管理效率，明珞专门成立了“数据服务中心”部门，目的就是拓展面向设备监控和运维的新型服务。吉利位于山西晋中的一条生产线就是这种增值服务的典型受益者。经过两周的数据采集和分析工作，明珞找出了制约生产线节拍效率的关键因素，并在不增加任何硬件设备投资的前提下，帮助吉利把该生产线的效率提升了5%。而在过去，这种程度的效率提升必须以数千万元的投资作为代价。

明珞早已认识到，工厂里的每一台设备都是一个塞满数据的宝箱，每一条产线都是一条流淌着数据的小河，这些海量数据之中，蕴藏着难以估量的价值。而西门子基于云的开放式物联网操作系统MindSphere则是助力明珞构建数据化平台的创新利器。未来，明珞可以通过TIA博途平台里的标准功能块，不需要借助额外的硬件就可以直接和MindSphere实现互联。通过收集设备在客户现场的运行数据，再结合自身在焊接领域的专业知识，明珞可以为最终客户提供高价值的数据分析服务。

过去几年中，“智能制造”已经逐渐从高大上的概念变成了看得见摸得着的事实，定制化的汽车、冰箱、家具也已经不再是电影或小说里的虚幻场景。相应的，制造商的目标也不再仅仅局限于“生产更好的产品”，还要“用更好的方式生产产品”；销售模式也从传统的“以产品为中心”，转向了以“交付效果为目标”的新模式。

明珞深刻洞察到了这些即将而来的变革，顺势提出“数字化平台”和“数据化平台”两大愿景。而西门子数字化企业解决方案将成为其叩开“工业4.0”之门的金钥匙！

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