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上汽通用 罗仁平:从车身冲压看“未来汽车制造” | AMTS INSIGHT 产业洞察

2019年04月19日


人类有很多“隐形”需求,一旦发现便是一个广阔的市场。譬如,基本需求中的衣食住行,其中“行”占据着重要的一席。这兴许便是汽车工业在其百年的发展中,能够不断解锁“新姿势”的奥秘所在。

 

一部车的诞生,从研发上市的五大阶段到制造的四大工艺,需经年累月地反复推敲、验证,才成为了我们后来所见的“经典”。

 

上汽通用汽车有限公司整车制造工程部车身系统总监 罗仁平

本期受访人 | 上汽通用汽车有限公司整车制造工程部车身系统总监 罗仁平

 

而作为四大制造工艺之首的冲压(Stamping),为包括车身、底盘、油箱、散热器片,电机、电器的铁芯硅钢片等的推陈出新奠定了坚实的基础。这一看似传统的工艺,近年来却也不断经受“考验”。“汽车电动化的趋势愈发明朗,但阻碍其大阔步向前的电池续航问题,也为汽车带来了轻量化新挑战”,在上汽通用汽车有限公司整车制造工程部车身系统总监罗仁平看来,目前电动车的电池能量密度普遍偏小,为了延长续航时间,就会采用增加电池数量,减轻汽车车身重量的方式。“这无形中把压力转移到了车身轻量化上,汽车轻量化必须借助新材料的创新应用,由此带来的创新工艺开发及应用,对制造提出了很大的挑战。”

 

车身加工趋势:轻量化下的“冲压”先行

据介绍,目前在车身制造中主要采用重量轻、强度高的材料,如高强钢、铝材。其中铝材密度仅是钢材的1/3,但仅需钢材厚度的1.5倍左右即可达到同等的强度,这对减重很有效果。此外,还有镁、钛、碳纤维等材料,但由于存在成本过高及生产效率低等问题,目前应用尚不多。

 

视频:“AMTS INSIGHT | 产业洞察”系列节目之“传统看未来”。

 

但要驾驭这些“轻质”材料,冲压工艺大有讲究。“热成形冲压相对较好,因其材料基材基本一样,制造工艺也基本一致,而且还有回弹小的优势。”据罗仁平介绍,影响冲压质量的主要有两方面,一是回弹产生的尺寸问题,二是因材料刚性小出现的表面问题。“铝材虽轻,其回弹却是钢材的三倍,很容易产生尺寸问题,在开发和制造中难度非常大。”

 

“通常,尺寸的扭曲回弹是难度较大的问题,与零件形状的对称性有关。对称件往往要比非对称件的回弹小得多。比如车身的前盖、顶、后盖都算对称件,相对比较容易加工和控制。侧面的车门、侧框会由于非对称性引起扭曲回弹。因此,在相关的冲压工艺开发和模具调试时我们需要投入很大的精力在非对称件上。”罗仁平说道,在尺寸问题分析解决过程中,必须选择合适的测量方式,才能获得真实的零件尺寸状态。“在我们的过往经验中,自由状态的测量能给我们提供真实的尺寸,而夹紧状态下的测量就做不到这一点。”
 

智能制造,任重道远

从未来汽车所勾勒出的愿景来看,在不久的将来,人们的本能需求会不断显现:用车不需要会开车;车不仅只在地面上跑,不会出现堵车;更持久的能源供给,再也不用加油、充电了……随着技术的发展、科技跨界的深度融合、用户日益增长的新需求等,都为制造端提出了更多的机会及挑战。

 

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“基于此,上汽通用在2016年就提出了智能制造策略。”罗仁平介绍道,智能,本质上就是电脑代替人脑工作。智能不能一蹴而就,而需一点点地推进、实现。就冲压工艺来看,仍有很多条件尚有欠缺,比如智能物流、AGV小车等。“就冲压生产来说,我们需要重载运输,但目前市面上的AGV还无法满足这一需求。此外,我们还对‘智能’进行了分析,发现很多人脑习以为常的操作其实相当复杂,机器自然更难以完成。比如视觉信息收集、储存、处理等等。”所以,大批量的重复劳动、相对简单的工作已经实现了自动化,并由机器人完成。“但机器人离高度智能尚有一定距离,譬如在遇到不断调整、变化数据时的一些工作,至少目前人工会更高效。”

 

采访的最后,谈及近年来不断涌入中国汽车市场的自主品牌/新能源/造车新势力们,罗仁平表示,“一部整车从最开始的概念、性能、设计,到最后的验证是少不了时间的。在过去,48个月出一部车都并不轻松,譬如油漆的暴晒,样车在一年四季、各种环境下的测试验证都需要时间等。制造业还是需要遵循一定的质量规律。


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