汽车制造智能化规划探秘之车身冲压车间
每家汽车主机厂都希望建设高水平的汽车车身冲压车间，主要生产车身覆盖件、重要的车身结构件等。车型越多，冲压件的品种和模具就越多，对冲压效率、自动化换模、冲压排产计划、冲压件管理等都提出了更高的要求，因此探讨冲压车间的智能化规划及实践也是具有非常重要意义的。本公众号分多期分享了汽车制造智能化规划的系列文章，本期与智友们一起探讨车身冲压车间的智能化规划。
一、车身冲压智能化的突破点在哪里？
随着技术的进步，整车厂冲压车间自动化程度已经很高了，机器人得到了广泛的使用，开卷、上料、零件冲压、行车吊运、物料装箱、物料配送等环节都已经实现了自动化生产，车间内的直接生产工人都不多，下一步冲压车间智能化的突破点在哪里呢？
目前主流观点是智能制造分为自动化、信息化、数字化、智能化四个阶段，从这个定义出发，分析冲压车间的现状和遇到的痛点，利用信息化、数字化、智能化的技术研究如何提高冲压车间整体效率、提升冲压件的质量水平、降低冲压件成本、缩短新产品调试周期的工艺技术应该是努力的方向，利用这些新的技术与传统的冲压各工序相结合，分析各工序和各流程存在的痛点和难点，用数字化的思维去进行改造，就能发现本企业的冲压车间迈向智能制造的突破口。
不同的企业与行业先进的企业对标总是能发现自己的短板，可能是单件成本比同行高、也可能是质量或废品率方面存在差距、又或者是新产品的调试周期比先进企业长、也许是车间的整体生产效率还有较大的提升空间，这些都可以通过制定智能制造规划，推动智能化项目的实施而逐步得到突破。
二、如何制定冲压车间智能化的路线图？
制定冲压车间的智能制造规划，需要在公司智能制造规划和工厂智能制造规划的基础上制定出清晰的冲压智能制造路线图。
1．规划建立冲压车间智能制造管理系统
1）生产计划管理智能化。冲压车间智能制造管理系统与与工厂的信息系统相联，接收及分解车型生产计划，并根据各车型冲压件的焊装需求计划和库存数量，对车间的各车型零件冲压计划进行智能化排产，达到以最经济的方式组织生产，减少冲压件库存的目的。
2）模具及端拾器管理智能化。通过智能系统对模具及端拾器等工装的编号、名称、车型、存放地址、维修状态、保养需求、冲压次数、预检修等信息进行智能化管理，
3）冲压线设备管理智能化。压机、机器人、输送线、天车等冲压生产设备的设备编号、名称、已运行时间、故障时间、设备状态（生产、故障、待机等）、维修日志、预检修提醒、关键备件等信息进行智能化管理，并实时采集设备运行时的压力、温度、电流、功率等参数的变化曲线，与标准曲线自动进行对比、实现智能化监控。
4）质量管理智能化。通过智能管理系统对板料的机械性能、冲压时的压力及压力差的变化、冲压件缺陷等进行智能化监控，采用高速高像素工业相机进行板料表面质量、冲压件表面质量、缺边漏孔多肉等质量问题在线监控等。
5）冲压件成品管理智能化。通过在零件料箱上安装RFID标签，在出入库口安装RFID读写器，自动实现冲压零件的出入库智能化管理。
2.规划建立数字化车间。
1）厂房数字化。规划建立立体化的数字化冲压厂房，对车间内的面积进行数字化的定位划分，建立坐标编号，能数字化模拟模具存放、模具识别、端拾器存放位置识别、模具堆放模拟等；对空间的天车数字化，建立天车数模，能进行天车运行轨迹模拟；对冲压件成品存放数量、面积、自动存储、自动出库、出入库自动核算等；对板料及开卷好的坯料等进行存放模拟、自动上线模拟等。
2）冲压线数字化。建立整条冲压线的数模，包含冲压线、机器人、模具、端拾器、输送线、自动上下料装置、自动换模装置，实现冲压过程、机器人运行轨迹、端拾器连接及取件、自动取料、自动装箱、自动化换模的生产过程的仿真模拟、新产品模具模拟调试、质量问题分析等。
3）工艺设计数字化。通过数字化的工艺设计系统，完成冲压件产品设计同步工程设计工作，仿真分析其冲压工艺可行性、冲压工序划分、冲压缺陷预防、再发防止问题检查、模具设计分析、节拍分析、材料利用率分析、成本分析、通用化设计分析、工装模具存放面积分析、检查各自动化设备的占用面积、车间内零件物流仿真分析、工艺文件编写等。
4）模具调试数字化。在数字化冲压线上进行数字化模具的安装、调试、换模、冲压过程模拟等，检查模具相关参数对整线自动化的节拍影响，检查模具设计的合理性以及各种模具安装固定设计的正确性，检验生产线的各项性能指标能否达成，通过虚拟调试提前发现问题及整改，缩短新产品模具的调试时间。
5）工装设计数字化。端拾器、冲压件容器等工装采用三维设计，建立3D数模，进行取件、夹持、装箱的虚拟分析，提前分析设计制造问题，缩短总的制作调试周期。
6）生产管理数字化。将冲压生产管理、设备预检修、计划排产、库存管理等工作数字化后纳入冲压车间智能管理系统。
7）数据获取智能化。在模具、智能容器、端拾器等工装上安装高效的RFID电子标签，在关键岗位安装RFID读写器，能自动将智能系统中的有关信息及时自动写入RFID标签，在需要的工位能正确自动读出RFID内的信息，实施信息传递智能化；智能制造管理系统与冲压线控制系统相联，自动获取冲压线的动态数据，建立相关分析数模，开展相关的大数据分析、预警工作。
3.规划智能物流系统
AGV将在冲压车间智能物流方面发挥重要作用，如改善冲压零件坯料托盘实现AGV自动运输及上下件、改善冲压成品件的智能容器实现机器人自动装箱、AGV自动运输智能容器入库存放、成品件智能化出库AGV自动送至焊装线边等，实现成品入库和出库的智能化管理等。
4.完善自动化项目
对于已投产的冲压车间，一般都存在需要继续完善的自动化项目，随着技术进步，持续补充完善能实现自动化的工序。
比如设计专用的满足智能化生产的专用容器实现自动装箱、自动入库存放、自动出库登记、焊装自动上件的一体化方案；
改造落后的设备。如采用伺服压机取代普通压力机，提高冲压线效率；采用机器人自动上料、机器人自动装箱等增强冲压线自动化水平；
采用智能化的自动换模系统代替传统的换模，以适应越来越频繁的换模，提高换模效率。
5.升级质量管理系统
提升冲压车间的空气洁净度，保护模具表面不被灰尘污染；通过大数据的监控零件质量、模具质量；增加自动检测工位，防止批量冲压缺陷的产生；采用大数据分析系统对冲压件质量趋势进行预测性分析等，把冲压件的质量管理升级为智能化的水平。
三、开展冲压车间智能化规划的注意事项有哪些？
随着冲压工艺的完善、材料的变革，企业对冲压车间智能制造的要求越来越高，工厂的智能化也越来越受到重视，是取得竞争优势的着力点之一，在开展冲压车间智能化规划时需要注意以下事项。
1） 制订智能化规划不仅要考虑现有产品生产、现有的生产线实际情况，还要考虑未来3 到5 年企业的发展需求、产品的发展规划，以及技术的不断进步，要做到接口可扩展、技术可升级 。
2） 自动化不等于智能化，智能化不等于无人化。智能制造的目的是要从全流程改善产品的竞争力，需要围绕提升产品质量、降低综合产品成本、提升生产效率、改善工作环境展开有关规划项目。
3） 制订智能化规划是既有长远目标又有近期的重点，从整个行业的发展现状出发，近期可在车间内的智能物流和数字化设计验证等方面有所突破。
总之，提升冲压车间的智能化水平是大势所趋，是工厂智能规划师和冲压工艺技术人员的不懈追求。