探访奥迪内卡苏姆工厂,感受新一代A8的制造奥秘
本文标签: 德国考察 工业4.0 

当地时间4月27日下午,e-works第八届德国工业4.0考察团来到了奥迪内卡苏姆工厂。奥迪内卡苏姆工厂是德国繁荣的“海尔布隆-法兰克尼亚”经济区内最大的公司,占地面积约100万平方米。奥迪内卡苏姆工厂是德国最古老的汽车工厂之一,创始于1873年,前身是多瑙河畔的里德林根的一家针织厂。现今,内卡苏姆工厂已经成为奥迪最重要的工厂之一,主要负责生产奥迪A5/S5、A6/S6、A7/S7、A8/S8等高端车型,拥有1万7千多名雇员,每天可以生产1300辆汽车。


图1 奥迪内卡苏姆工厂外观


图2 大厅展示的新在国内发布的全新一代奥迪A8L


图3 考察团成员在奥迪工厂合影



图4 考察团成员仔细听取讲解

在两个多小时的时间里,考察团参观了奥迪A8的焊接车间和总装车间,此次考察让考察团成员大开眼界(由于参观工厂不能拍照,以下工厂图片来源于网络)。



图5 鸟瞰内卡苏姆工厂



图6 新一代A8车身结构

奥迪从1994年开始就在创新的轻量化设计方面累积了丰富的专业经验。奥迪也是行业内最早开始研究全铝车身的汽车企业,在全铝车身结构、材料和工艺上一直处于汽车行业内的领先水准。奥迪也为自家这种铝车身结构起了一个独立的名字“Audi Space Frame”(简称奥迪ASF)。从1982年开始至今,奥迪已经在这个领域内投入研究了35年。

2017年,奥迪发布了新一代A8,在车身设计上,奥迪遵循的原则是“在合适的地方用合适的材料”,新一代A8的承重结构结合了四种不同材料——铝合金、高强度钢、镁合金和碳纤维增强聚合物,铝合金占了A8车身的58%,是材料组合中占比最高的材料,这些使得该车的重量比传统钢结构设计轻了40%。镁合金、碳纤维在车身结构上的使用都是为了在保证碰撞安全等要求下,尽可能的降低车身重量。铸造铝合金部件内部采用仿生学设计,仿鸟类骨骼构造,提高车辆被追尾时的安全性。热成型钢上下处理温度不同,下部强度略低,碰撞时可以变形吸能;上部强度高保证乘员舱安全。在前后纵梁、B柱等设计到碰撞的关键位置,叠加了高强度钢及碳纤维材料,这极大地减轻了重量,并增加了强度。



图7 A8焊接车间

车身上多种材料的使用,带来的最大挑战在于如何将它们可靠地连接在一起,同时避免材料间的相互腐蚀。为了保证车身的可靠性,新一代奥迪A8车身采用了多达十四种的连接工艺,对生产而言是一个很大的挑战。为此,奥迪在内卡苏姆为新一代A8建立了新的生产车间,新车间为三层建筑,高41米,建筑面积共15万平方米,建造过程中使用了总重量达到 14,400 吨的钢材,用钢量是巴黎埃菲尔铁塔的两倍。焊接车间拥有96%的自动化率和100%的车身检查率,能够保证新车复杂工艺的实现和质量可靠性。该车间配备了约500台工业机器人,90个胶粘系统,60台自攻螺丝机,270个冲孔铆接系统和90个电阻点焊钳。机器人在加工过程中,会及时进行光学检测,焊接车身制造的公差仅有0.1毫米。在车身的制造过程中,采用RFID芯片作为车辆识别标志,焊接时机器人可以根据RFID自动识别,只要几秒钟时间,它们就可以自动切换成所需要的工具,例如夹持臂和胶枪等,通常汽车的装配车间会实现混流生产,但奥迪的车身焊接就已经实现了混流生产,非常的先进。



图8 使用到的焊接技术

在具体的生产过程中,采用了点焊、摩擦焊、激光焊等多种焊接工艺和铆接、粘接等工艺,值得一提的是 Roller hemmering (卷边)和 Remote laser welding (远程激光焊接)两种焊接技术。卷边是一种「机械冷连接」技术,它用于将铝侧围骨架连接到 B 柱、车顶弧线和门窗处的热成型超高强度钢板上。与前代车型的工艺相比,工程师在车门切口处实现了 36 毫米(1.4 英寸)的缩进,这意味着车辆进出更加舒适,同时也能扩大驾驶员在 A 柱的视野。而远程激光焊接通过精确定位焊接边缘的激光束,显著降低了热裂纹的风险。输入的热量可以精准控制,通过流程控制技术,可以立刻确定正在连接的零件之间的间隙大小。激光束的高进给速率和低能耗可以使二氧化碳排放量减少约四分之一,同时,节省了53%的工作时间,法兰边缘也减少了27%。据介绍这种新工艺还可以节省 95% 的批量生产成本,因为它不需要传统激光焊接所需的昂贵的工艺控制。

据介绍,按照三班倒的方式,该生产线每天可以生产240个车身,一个完整的车身的制造时间是36个小时,每天工人都会对机器人进行维护。在车间我们还看到,有一些工位是专门设置给残疾员工使用的,奥迪根据德国法律,雇佣的残疾员工比例占6.2%。

参观完焊接车间,考察团还参观了A8的外饰总装车间,在这里自动化率是15%,依然采用大量人工来进行装配,德国规定,超过15KG的重物不能使用人工来搬运,因此在生产过程中,采用了大量的助力设备。该车间每天装配120辆车,每一班会有600个工人,88个工位,每6分钟可以装配好一台。工人按照团队来工作,每个团队会有12人,每两个小时换一次工位,这样会使工人熟悉每一个工位的操作,丰富经验并且使人员的安排更加灵活。

由于A8销售到100多个国家,并且针对每个国家都有推荐的版本,配置非常多,因此在具体的生产过程中,每一辆车都会带有独一的编码,车间通过RFID自动识别,实现混流装配。奥迪会提前4周告诉零部件供应商未来的要货计划,在生产前6周,生产计划将被冻结不可更改,在这期间供应商采取按序供货,物料在生产前通过AGV等方式提前30分钟送达工位,一辆A8从订单到交付的时间大约为6周,60%的A8销售到了中国,可见国人对A8的热爱。
发表于: 2018-05-04 10:12 阅读(1734) 评论(0) 收藏 好文推荐

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