Как делают автомобили: технологии и инновации

14

Для многих автомобильное производство кажется довольно консервативной сферой. Это и понятно. Какие-то 20–30 лет назад одна модель могла существовать на рынке достаточно долго. Сегодня жизненный цикл ее составляет не больше трех лет, после чего производится рестайлинг или глобальное изменение платформы и происходит внедрение инноваций в производство. Это характерно для всех высокотехнологичных индустрий: потребительский спрос эволюционирует, поэтому необходимо соответствовать ожиданиям клиентов. Выигрывают наиболее быстрые и гибкие компании. А еще важно учитывать особенности страны, в которую машина будет поставляться.

 

Как делают автомобили: технологии и инновацииКлиматическая установка

 

Испытания

 

Инновации внедряются практически на каждой стадии производства автомобилей. Первым этапом в любом производстве автомобиля является наладка линии конвейера под новую модель, а после чего происходит пробная сборка автомобиля и его испытания.

Так, специально для российского производства Ford Sollers была создана климатическая лаборатория. Это обусловлено географическими особенностями России — одной из самых протяженных стран в мире по климатическим зонам. Лаборатория оборудована виброплатформой, имитирующей поездку по разным типам покрытий. Детали автомобиля при различных температурах ведут себя по-разному: например, приборная панель может не реагировать на тепло, но скрипеть на холоде. Испытания же позволяют проверить новые автомобили на шумы и скрипы в температурном диапазоне от –30 до +60 градусов С°. Конечно, все качества автомобиля невозможно оценить в лаборатории, поэтому полевые испытания на дорогах общего пользования также остаются важной частью процесса оценки прототипа модели.

 

<img alt=

 

Сборка

 

После завершения тестовых испытаний на заводе приступают к серийному производству. Новый автомобиль начинается с кузова, точнее с его сварки. Все мелкие детали кузова, или, как их называют на производстве, «подсборки», постепенно стекаются к главному кондуктору через различные производственные ступени и соединяется в единую деталь — кузов. Главный кондуктор представляет собой основную сборочную станцию кузова, где формируется его геометрия. Геометрия кузова — это совокупность расстояний между контрольными точками, которые установлены заводом. Они предусматривают точное положение всех кузовных деталей относительно друг друга, что обеспечивает правильную работу узлов и механизмов, которые крепятся непосредственно к самому кузову. К этим расстояниям относятся диагональные размеры дверных проемов, подкапотного пространства и багажного отделения.

 

От правильности геометрии кузова зависит колесная база автомобиля, ширина колеи и прочие параметры, влияющие не только на комфортабельность езды, но и на ее безопасность. Дальше геометрия закрепляется дополнительными сварочными точками, подготавливается под линию установки навесных элементов: крылья, двери, багажник, капот. В процессе сварки участвуют 22 робота, по 7 — на бортах и 8 — на главном кондукторе, придающем геометрию кузову. В конце линии кузов готовится к передаче в цех окраски: здесь будущие автомобили приобретают не только красивый внешний вид, но и антикоррозионные и шумоизоляционные свойства.

 

Как делают автомобили: технологии и инновацииСборка кузова

 

На линии подготовки кузов омывается от смазки, металлической стружки и грязи, проходит через процесс подготовки к нанесению катафореза – важного барьера на пути коррозии, затем под действием высокого напряжения наносится катафорезный грунт.

 

На станции разгрузки кузов снимается с подвесного конвейера и отправляется в печь, где под воздействием температуры катафорезный грунт приобретает свои основные защитные свойства. Затем кузов переходит на линию нанесения герметика, где происходит гидро- и шумоизоляция кузова. На следующей станции герметик наносится на днище, после — на фланцы дверей и швы крыши, и кузов снова отправляется в печь для полимеризации герметика. Наконец, кузов попадает в камеру окраски, где покрывается следующим защитным слоем — базой для нанесения основного цвета. Внутренние поверхности окрашиваются вручную, наружные — роботами. После сушки в печи кузов переезжает на станцию окраски основным цветом и лаком. Затем на станции нанесения лака поверхности придаются окончательный лоск и защита. После сушки кузов уходит на линию инспекции и полировки. Последняя станция цеха окраски — камера нанесения воска во внутренние полости, откуда кузов переезжает на стол растекания, и воск равномерно распределяется в скрытых полостях. После этого изделие отправляется в руки специалистов цеха сборки.

 

Окраска

Окраска

 

На входе в сборочный цех каждому автомобилю присваивается порядковый номер, он указывается в спецификации, с помощью которой осуществляется сборка автомобиля. Помимо него в этом документе фиксируется VIN — идентификационный, продажный номер автомобиля и та информация, которая необходима каждому оператору на определенной станции для сборки: серия, тип двигателя, трансмиссия, цвет; в других полях проставляются данные, необходимые для конкретного оператора. Оператор, умеющий читать эту спецификацию, определяет, что предусмотрено на этом автомобиле, вплоть до отделки и того, какие должны быть установлены сиденья. С помощью спецификации осуществляется подсборка деталей и их доставка на линию установки. На многих станциях спецификация считывается с помощью сканера, и на специальных мониторах всплывает подсказка, какую именно деталь нужно установить на автомобиль.

 

В процессе сборки используются различные автоматические вспомогательные устройства (так называемые «Защиты от ошибок») — например, камеры машинного зрения, которые сравнивают детали на машине с номинальным изображением (соответствие спецификации колесных дисков и шин, правильный тип фар и фонарей), автоматические стеллажи, подающие оператору правильную деталь, аудиоподсказки, которые сопровождают процесс сборки машины на некоторых станциях, диктуя оператору, какую именно деталь необходимо установить, и другие высокотехнологичные решения.

 

Как делают автомобили: технологии и инновацииРобот вводит приборную панель в кузов

 

После того как автомобиль прошел все тесты в цехе сборки (регулировку фар, развал-схождение, ролл-тест — первую обкатку с проверкой работы тормозов и других систем, андербоди инспекцию — под днищем автомобиля просматриваются тормозная, охлаждающая системы, ECOS — проверку электрических соединений компьютерной программой: подъем/опускание стекол и т. д.), он попадает на линию приемки качества. Здесь делают замеры зазоров навесных панелей и анализ усилий закрытия дверей специальными приборами, которые автоматически сравнивают результат со спецификацией, а также оценка качества интерьера и экстерьера. А еще проводится водный тест для каждого автомобиля (в специальной кабине в течение нескольких минут на машину обрушиваются тонны воды, после чего происходит осмотр всех внутренних проемов и полостей) и тест на скрипы и шумы на специальном треке, имитирующем разные дорожные покрытия.

 

Монтаж элементов салона

Монтаж элементов салона

 

Комплектующие для сборки хранятся на складах площадью в десятки тысяч квадратных метров, и оперативно собрать комплект деталей на конкретный автомобиль — нетривиальная задача. Классическое решение данной дилеммы — технология Pick-To-Light, которая базируется на проводных светодиодах, подведенных к каждой складской ячейке. При использовании этой технологии в момент поступления кузова на первую станцию цеха окончательной сборки загораются лампочки под нужными для конкретного автомобиля деталями, и работники склада осуществляют комплектацию.

 

<img alt=Управление складом в очках дополненной реальности

 

Эта система замечательно работала и даже до сих пор продолжает работать на некоторых заводах, однако при запуске на конвейер новой модели появляются новые детали. Это значит, что нужно полностью реструктуризировать склад — разобрать систему из нескольких сотен проводов и лампочек, демонтировать ее, собрать в новом месте, возможно, в другой конфигурации. Это материальные и временные затраты, именно поэтому перенастройка оборудования является главным камнем преткновения в обновлении производства. Так что инновационные решения здесь в каком-то смысле играют роль спасательного круга.

 

Как делают автомобили: технологии и инновацииМонтаж дверей при помощи робота-манипулятора

 

Момент соединения кузова с шасси, трансмиссией, коробкой передач и силовой установкой. Сборщики называют этот процесс 

Момент соединения кузова с шасси, трансмиссией, коробкой передач и силовой установкой. Сборщики называют этот процесс «свадьбой» и рождением автомобиля

 

Одним из решений этой проблемы может стать использование очков дополненной реальности Microsoft HoloLens. Компания Ford, кстати, уже начала их тестирование на заводах в России. Благодаря наиболее передовой технологии цифровой комплектации Pick by Vision («склад в поле зрения») эффективность логистических процессов и возможности адаптировать склад под новые условия существенно возросли. Когда сотруднику нужно найти на складе необходимые детали, они выводятся на экран очков дополненной реальности, а специальные навигационные стрелки помогают найти путь до нужной ячейки.

 

Это один из ярких примеров того, как инновации дают возможность адаптироваться под изменяющиеся требования. В 1970–1980-х годах это было не слишком актуально, ведь раз в 10 лет вполне можно было потратить месяц на переустройство складских стеллажей, но при цикле в 2–3 года переналадки становятся постоянными.

 

<img alt=Установка колес

 

Безопасность

 

Стоит отметить, что инновации могут и должны применяться везде, где нужен индивидуальный подход к оборудованию. Автомобильное производство требует особого внимания к безопасности сотрудников. Чтобы ее повысить, компания Ford Sollers стала печатать специальное оборудование для конвейера на собственном 3D-принтере. Первыми были напечатаны безопасные накладки на пневматическое оборудование в цехах сборки и сварки автомобилей.

 

Защитные накладки традиционно используются в целях обеспечения безопасности рабочих на производственной линии. При захвате насадки инструмента рукой исключается возможность затягивания перчатки в автоматизированное оборудование.

 

Как делают автомобили: технологии и инновацииОчки дополненной реальности

 

Более того, технология 3D-печати является экономичным способом производства деталей. Определенные детали выходят из строя раньше, чем само оборудование, в связи с чем возникает необходимость полной его замены. Теперь же благодаря 3D-печати срок службы оборудования может быть увеличен вдвое.

 

Прогнозы на будущее

 

Говоря о таких прогнозах, нужно отметить, что автопроизводители будут работать над тем, чтобы еще глубже внедрять технологии 3D-печати в производство, так как это существенно снизит издержки и повысит безопасность рабочих. Кроме того, дополненная реальность будет занимать все более твердые позиции, в частности, в управлении цепями поставок и логистикой склада. Наконец, как и весь мир, автопроизводители сосредоточат свое внимание на интернете вещей, чтобы все этапы производства были интегрированы в единую компьютерную сеть. Это позволит им быстрее отслеживать и исправлять любые ошибки, допущенные в ходе производственного процесса.

 

Разумеется, нельзя не сказать о том, как в будущем поменяется распределение задач среди сотрудников. Они явно изменятся, но это вряд ли приведет к существенному сокращению рабочих. Несмотря на тенденцию к автоматизации, на производствах всегда будут нужны люди для настройки и наладки оборудования. Кроме того, есть операции, которые требуют индивидуального подхода, например, проверка качества при приеме готовой продукции. Это очень высококвалифицированная работа, и пока ни одна машина не может справиться с ней лучше человека.

Вам также могут понравиться Еще от автора

Оставьте ответ

Ваш электронный адрес не будет опубликован.