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        劳动最光荣?汽车行业新技术如此“嫌弃”工人

        • 发表于: 2015/05/01 07:42:46 来源:车云网

        五一国际劳动节,数数那些让汽车产业从业者更轻松的新技术、新设备。

        五一国际劳动节,这个源自1890年的节日,比诞生于1885年的汽车还要年轻。在早期的汽车产业中,需要大量的工人,属于劳力密集型产业。现在,随着技术的进步,无论是汽车设计环节还是生产环节,大量技术手段和设备的介入,让汽车业的从业人员越来越轻松,下面车云菌就带你数数汽车设计和成产环节,都用了哪些技术手段和设备吧。

        设计环节:3-D CAVE

        在汽车设计的时候,工程师们就需要耗费大量的时间和物资建造复杂的实车模型。但是,福特“3-D CAVE”虚拟实景技术完全改变了汽车设计和优化的方式。

        福特汽车的3-D CAVE虚拟设计工作室位于德国科隆。3-D CAVE技术将车辆的3D影像投影到工作室的三面墙和屋顶上,借助特殊的偏光眼镜和移动感应红外线系统,工程师可以进入虚拟车辆内部感受各项设施,比如调整后视镜或将水瓶放置于门板储物格中。

        此外,CAVE虚拟实景技术还可对外部环境(如行人和骑车者)进行模拟,允许工程师轻松地评估和对比多个设计,包括由其它厂商开发的车辆内饰。德国科隆设计室所应用的CAVE技术,与福特汽车在美国迪尔伯恩总部使用的技术相同,并可快速地将设计成果与全球设计师进行分享。

        福特汽车目前正在对车内集成控制系统进行研究,包括车内娱乐系统控制、车窗开关控制和更先进的驾驶虚拟技术。实时照明模拟技术让工程师可分析在不同时段和不同天气状况下,车厢内部照明和光线反射的变化。

        “CAVE虚拟实景技术让评估设计方案变得更快速和更简单,”福特汽车欧洲虚拟实景技术负责人Michael Wolf表示,“要制造三个不同的前柱设计模型,并将其装配到测试车中,这需要10天的时间。而通过虚拟实景技术,仅需要一两天就能完成,从而节省了物资消耗。”

        依托虚拟现实技术,设计初期并不需要花费大量时间搭建陶土模型,同时利用计算机图形渲染技术可以随时修改细节,这样汽车的更新周期将进一步缩短。未来如果虚拟现实技术能在车企大量推广的话,不仅能够为主机厂节省大量时间和金钱成本,同时也会加快汽车产品更替进步的速度,为缔造全新的汽车产品生态系统做准备。

        建厂环节:3D激光扫描

        汽车设计完毕,自然就要进入生产环节,要想生产汽车,首先,你得有一个制造厂,建造制造厂动辄数年的时间,实在是有点慢,因为建厂需要的工厂的布置、厂房功能、工人如何完成工作等。目前,通用正尝试使用3D激光扫描技术探索未来建造和布局汽车工厂的新方式。

        不过通过三维激光测绘完成对建筑物外部架构和内部装配的设计,通用并非第一个“啃螃蟹”的公司。之前外媒Autoblog曾报道过一只来自Turn 10 Studios的队伍通过精确测量技术绘制出了世界几大知名的赛道地图。而对通用来说,这项技术可以帮助设计人员完成工厂地板的布置,同时还能够对内饰以及机械设备如何影响厂房功能、工人如何完成工作等方面进行提前评估。

        未来或许建造一个汽车工厂的方式,可能就和搭积木一样,迅速就完成了一座工厂的建设,现在有些居住的房屋已经是可以这样完成了,工厂的搭建,那还远吗?

        生产环节:无处不在的机器人

        现代汽车制造大体可以分为四大工艺:负责生产各种车身钣金零部件的冲压车间、要将各钣金件按要求焊接在一起形成白车身的焊接车间、对白车身进行表面电泳、面漆处理的涂装车间、完成整车所有零部件装配及整车下线检测的总装车间。在上述生产汽车的四大工艺过程中,现代的汽车企业都大量应用了机器设备,以减少工人的劳动量。下面,以当红炸子鸡特斯拉的工厂为例进行说明。

        在北加州的弗里蒙特市,一个被涂成全白的、宽敞明亮的汽车工厂里,机器人们正在匆忙地执行任务。它们好像外科医生般围绕着一台尚未成型的车架,为其精确地执行点焊、铆接、胶合的“手术”。如果此时有一辆汽车从你身旁“滑”过,或从你头顶“飞”过,都不需要觉得惊讶,这正是“钢铁侠”埃隆·马斯克(特斯拉的CEO)打造的特斯拉“超级工厂”。

        目前“超级工厂”内一共有160台机器人,分属四大制造环节。“多工机器人”(Multitasking robot)是目前最先进、使用频率最高的机器人。它们大多只有一个巨型机械臂,却能执行多种不同的任务——包办车身冲压、焊接、铆接、胶合等工作。它们可以先用钳子进行点焊,然后放开钳子;紧接着拿起夹子,胶合车身板件。

        当车体组装好以后,位于车间上方的“运输机器人”能将整个车身吊起,运往位于另一栋建筑的喷漆区。在那里,“喷漆手”机器人拥有可弯曲机械臂,不仅能全方位、不留死角地为车身上漆,还能使用把手来开关车门与车厢盖。

        送到组装中心后,“多工机器人”除了能连续安装车门、车顶外,还能将一个完整的座椅直接放入汽车内部,主管生产的帕辛都称其“令人惊叹”。有意思的是,组装中心的“安装机器人”还是个“拍照达人”,因为在为Model  S安装全景天窗时,它总会先在正上方拍张车顶的照片,通过照片测量出天窗的精确方位,再把玻璃黏合上去。

        在车间里,车辆在不同环节间的运送基本都由一款自动引导机器人——“聪明车”(Self guide smart car)来完成。工作人员提前在地面上用磁性材料设计好行走路线后,“聪明车”就能按照路线的指引,载着Model S穿梭于工厂之间。

        画外音的3D打印

        3D打印技术是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术,其最突出的优点是无需机械加工或模具,3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。现在,先行者们已经开始在使用3D打印技术制造一台汽车了。如果真的实现了的话,汽车行业的整个设计、生产流程都将会被颠覆。

        在现代工业条件下,我们加工一个零件也好,做一个模型也好,都需要一个先制造一个模具。但制造这个模具的成本很高,不到一定的批量就不值得。或者是用数控机床直接在毛胚料上加工,但是这个方法会浪费掉很多毛胚材料,而且很慢很贵,加工费用以小时计算。

        而3D打印是一层层积累起来,无论造型多复杂的零件,对于3D打印来说,也是一层层平面,打印难度没有任何区别。因此,对3D打印机来说,造型复杂的物体和最简单的立方体、圆柱体是一样的,而且材料更节省。可以方便快捷并精确地制造造型复杂的物体,这就是3D打印的最大优势。

        使用3D打印技术,工程师在电脑上完成模型设计,设计人员则只需几分钟就能获得实体的打印模型,然后整个研发团队的每个专业人员都可以在打印模型基础上对其进行修改,并与团队中的其他人即时分享对设计方案的改进,实现“所见即所得”,大幅度提高汽车设计的效率。

        在制造换件,3D打印技术可以方便快捷的制作高精度造型复杂的零件的优点,因为汽车中恰恰是有很多造型复杂的高精度零件而被发挥得淋漓尽致。3D打印可以快速制作出一系列具有细微差异的可测试零件来帮助开发出最合适的零件,以确保最后定型生产的是选用了最好的零零件。而由此带来的好处是提高了整个开发效率,缩短了上市周期,并降低了时间和成本,诸如排气歧管、差速器壳、后桥等零件都通过这种方式进行原型开发。

        综合来看,3D打印技术可以大幅度降低汽车开发过程中,和制造过程中的成本,提升工作效率,降低新车型新零件的开发时间,最终这些会反应到汽车的价格和品质上,品质更好,技术更完善、价格更便宜的汽车会因为3D打印技术的普及而出现,消费者也会从中收益。

        车云小结:

        当然了,上面提到的这些新技术、新设备,只是汽车行业所应用的很小一部分,要是一一梳理起来,可能五一国际劳动节一天的法定假期是讲不完的,算上周六日的假期,也还是不够的。所以,点到为止吧。不过,汽车行业的新技术、新设备的出现,让汽车行业的设计工程师或者是生产线上的工人,或多或少都从中获益,例如工作体力劳动的减少、效率的提高等等。

        值得注意的是,随着新技术、新设备的出现,汽车行业需要的工人也越来越少。例如特斯拉的超级工厂,只雇佣了3000名工人,他们除了完成一些机器人无法实现的工作外,如安装仪表板、引擎等,还需要对机器人完成的细节内容进行确认。新技术、新设备的出现,对劳动者提出了新的要求。劳动者也需要与时俱进,增加新的技能,要不,就会被这个社会淘汰的哦。

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