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随着人们对汽车需求的日益增长,各个车企也对自己的产销期望大大增加。不过在此前,工厂里或许会出现产能过剩的问题,工厂大量地生产新车,但是因为信息不互通,与销售目标没有达成一致,导致大量新车滞销的问题出现。不过随着工业4.0的到来,这种现象已经大大改变。

什么是工业4.0?

首先我们看看工业4.0之前是怎么样的。工业发展经历了四次工业革命。从工业1.0到工业4.0,人类生产依次经历了机械化、电气化、自动化,如今正在不断实现互联网化和智能化。

工业1.0:机械化,以蒸汽机为标志,用蒸汽动力驱动机器取代人力,从此手工业从农业分离出来,正式进化为工业。

工业2.0:电气化,以电力的广泛应用为标志,用电力驱动机器取代蒸汽动力,从此零部件生产与产品装配实现分工,工业进入大规模生产时代。

工业3.0:自动化,以plc(可编程逻辑控制器)和pc的应用为标志,从此机器不但接管了人的大部分体力劳动,同时也接管了一部分脑力劳动,工业生产能力也自此超越了人类的消费能力,人类进入了产能过剩时代。

工业4.0:利用物联信息系统将生产中的供应,制造,销售信息数据化、智慧化,最后达到快速,有效,个人化的产品供应。

工业4.0对于汽车制造业提出了更高的要求,第一是通过先进的生产工艺达到行业领先的标准;第二是通过机器互联、大数据处理,实施定制化、精准化的智能生产;第三,工厂建立严苛的质量检测与管理体系。兵哥在近日参观了上汽大众的宁波工厂,切切实实地感受到了工业4.0为汽车生产带来的变化,也体验到大众集团标准化工厂的现代化水平。

在大众集团的标准化工厂里,它的工业4.0实现了智能工厂、智能生产和智能物流,从技术到工艺都有着高规格的要求,同时利用物联信息系统打通生产与销售之间的沟通,从而实现按需、按量生产,减少浪费,达到环保的目标。

先进生产工艺和领先的行业标准

1.行业领先的冲压技术

目前主流的汽车工厂的冲压线包含着这四道工序:裁切、冲孔、拉延以及成型,有的品牌车型的冲压工序则会增加挤压环节,达到五道工序,现在大众旗下很多车型都有着锋利的腰线设计,正是依靠挤压这道工序成型的。除此之外,大众工厂的冲压线还多增加了一道叫做修边的工序,通过这一道工序,能够让整辆车的车身腰线等地方线条更加齐整,误差减少。以柯珞克的腰线为例,它的误差仅有0.2毫米,接近一条完整的直线。

2.高强度打造安全车身

车身强度对于车辆的安全性、操控性都至关重要,一方面为了让生产的汽车有着更高强度的车身结构,在车身的关键地方以及a、b柱等地方都采用了热成型钢材,它的屈服强度超过1500兆帕,此外高强度以上的钢材也在新车上有着极高比例的存在,让车辆在发生意外的时候能够保证座舱的安全。

另一方面,工厂也采用了更加先进的拼接技术——激光焊接技术,除了提高了车身刚性结构之外,也提升了整车的外观品质。相比传统的点焊,激光焊接技术可以大大提高车身结合的精度,可以明显地改善震动和噪声,并且确保了连接工艺焊缝的美观度和光洁度。

3.全方位防腐工艺

焊接完的白车身在喷上不同的车身颜色之前,需要进行完成预处理电泳、pvc密封、面漆、整理报交、空腔注腊等步骤,以满足车身的保色、耐腐蚀、耐污染、抗紫外线等要求。目前大众工厂在预处理电泳环节上,用上了先进的车身翻转(rodip)技术,能够让车身均匀地覆盖电泳层;接着通过空腔注蜡技术让车身结构件表面形成均匀的保护膜,从而让整车的防腐性能长达12年。

在电泳完成之后,车身将由机器人完成底部和内腔的pvc密封,厚度高达1.5mm的pvc涂层可以防止碎石撞击破坏漆层,让车身的底部在道路行驶和涉水的时候得到充足保护。在这些工序都完成之后,车身才进行色漆和清漆,而大众工厂采用全球领先的水性漆2010v工艺,配备了先进的7轴全自动喷涂机器人,在保证产品质量的同时,也大幅度地提高了油漆利用率,实现更加环保的生产。

通过机器互联、大数据处理,实施定制化、精准化智能生产

随着所有准备工作的完成,一切零部件将汇总到总装车间。在大众工厂里组装完成一台新车控制在一分钟以内,因此总装车间依旧保持着高度的自动化。在这里,工人们通过机器互联、大数据处理,实施定制化、精准化的智能生产。

例如底盘与车身合装的系统,使用97把高精度枪将复杂的底盘进行合装,严格控制拧紧扭矩。其中有4个自动拧紧工位通过14根自动定位高精度拧紧轴,对底盘进行自动定位和拧紧工序,使车辆底盘部分的40多个连接点一次合拢到位。而存储在云端的数据会通过无线wifi网络,配合rfid无线射频技术自动识别车型,实现高度自动化、零偏差的生产,提高底盘安装的稳定性和一致性。

上一段提到的高精度枪,除了可以识别车型之外,还可以实现数据存储,并且具有追溯性,每一刻螺栓的拧紧扭矩数据,都被实时保存至服务器,保证重要的信息15年可追溯,随之后的需求可以随时调出数据使用。

再有,现在很多车型都开始配备全景天窗,而大众工厂里配备了psd天窗安装设备。通过取料机械手能够快速柔性化抓取零件,安装机械手对天窗与车身进行自动对中并上件,有效确保安装时的定位精度,满足天窗安装对密封性的高度要求。

得益于这些智能化设备的应用,无论用户订购何种车型,选购何种配置,智能化工厂均能按用户需求,自动组织零件,安排生产,并依据不同车型,不同位置,不同装配需求进行制造生产。既有效降低人工操作可能带来的缺陷,也保证了底盘装配质量的稳定性,为用户营造更安全、更可靠的驾乘环境。

高标准的线上监测和线下检测系统

高标准的数字化的线上和线下监测/检测系统,保证大众工厂里每一条生产线的每一款产品都具有统一的数据精准、可追溯、高标准的质量,保证每一辆交付到消费者的新车都有着高标准的品质。

这套检测系统包括isra视觉定位系统,可对车辆侧围内和外板的下料工位进行实时的视觉定位,这套系统还具有完善的报警、诊断、监控、数据收集、用户报告等功能,拒绝有问题的零部件进入下一步工序,便于实时监控装配数据和维修维护。第二是非接触式光学测量,相比传统的接触式三坐标测量,非接触式光学测量具有效率高,数据量全面,分析功能强等特点。

在前文提到,每一辆大众工厂里的新车都有一张rfid芯片,相当于车辆的身份证,里面记录着每辆车的颜色,配置等信息。当车辆通过安装在设备上的rfid读码器时,设备就能自动识别出车辆的信息,然后调用不同的程序来工作,确保了车辆在装配过程中的准确性。同时rfid的运用节省了工时,大大提高了工作效率。

除此之外还有激光在线测量、关键控制点和整车质量检测,以及抽样检测。这样一系列严苛的检测和监测系统,加上领先的工业标准、个性化的智能生产让每一辆从大众工厂里生产出来的新车都拥有稳定可靠的产品品质,这也是大众工厂的智能时代工业4.0制造所带来的成果。

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