數據驅動，柔性產線成就“千輪千樣”

數據驅動，柔性產線成就“千輪千樣”

——探訪卓越級智能工廠

4月14日，中信戴卡股份有限公司鋁車輪六號工廠，機械臂在作業。 河北日報記者趙杰攝

生產線上，一群機器人“舞者”揮動手臂，熔煉、熱處理、機加、涂裝等工序一氣呵成……4月8日，置身有著“燈塔工廠”美譽的中信戴卡股份有限公司鋁車輪六號工廠生產一線，身旁的流水線作業絲滑順暢，自動化、數字化、智能化氣息撲面而來。

作為我國首批卓越級智能工廠，中信戴卡輕量化鋁制汽車零部件柔性化生產智能工廠，以鋁車輪六號工廠智能化柔性生產線為載體，形成工業互聯網智造協同系統，實現提質增效。

從“經驗驅動”轉向“數據驅動”，中信戴卡已成為全球最大的鋁車輪及鋁制底盤零部件供應商，鋁車輪產銷量保持全球第一。

AI檢測，檢查效率提升40%以上

在位于秦皇島的中信戴卡鋁車輪六號工廠，從壓鑄線上出來的一只只銀亮的輪轂毛坯“排著隊”，進入X光工序“體檢”，被拍下不同角度的大量圖片。

不大的X光檢查中控室里，放置著大小4個顯示屏。X光檢查員陶濤緊盯電腦，輕擊鼠標點開紅色圖標，仔細檢查圖片。

綠色圖標代表合格，紅色圖標表示疑似缺陷。輪轂毛坯是否合格，決定著是否進入后續加工環節。因此，輪轂毛坯內部結構檢查非常重要。

陶濤在這里工作了10年。“以前有9臺X光機，每臺機子至少1名檢查員。”他說，現在5臺X光機就能滿足產能，每班只需1個人。

高效運轉的背后，是中信戴卡上線了AI智能評判系統——X光無損探傷智能識別系統，在行業內首次將AI識別技術應用到工業檢測中。

原來的工業檢測是X光機拍出的幾十張產品內部圖片后，需要檢查員根據圖片確定產品是否有傷。檢查員精神稍有放松，就可能錯過微小的傷痕。

“當時生產效率也深受制約。”X光檢查班組班長劉瑞說，輪轂毛坯進入X光機中拍下圖片，檢查員全部檢查完幾十張圖片后，輪轂毛坯才能出機下線。而在檢查時間里，X光機只能處于等待狀態。

為最大限度減少因“人員疲勞”造成的漏檢、錯檢，中信戴卡讓“AI技術”學習、挑選不合格產品，實現汽車輪轂缺陷自動檢測。

他們給AI投喂了1000萬張圖片訓練，構建高維網絡學習模型，針對縮松、縮孔、裂紋、夾雜、氣孔等缺陷，為每類缺陷分別標注50萬張以上圖片。同時，他們還要根據AI的學習情況不斷重新標定識別錯誤的圖片。

經過海量圖片訓練，系統缺陷識別效率和判定準確率大幅提高，檢查效率提升40%以上。

“我現在的工作主要是復檢，工作量大幅下降。”陶濤笑著說，當X光機拍出照片后，AI智能評判系統能準確地判斷出多種不同樣式的輪轂產品是否有缺陷。一旦有部位疑似出現缺陷，系統就會在圖片上標注出來，工作人員隨后進行復檢。

該系統就像一名經驗豐富的醫生，可以根據歷史檢查的“病例”，自學習、自優化，使“診斷”結果越來越準確。

讓劉瑞更為看重的是，如今，一只只輪轂毛坯拍完圖即可走下產線，無需在X光機內等待檢查完畢，整個檢查工序節奏更快、效率更高。

智能制造，將專家經驗系統化

在熱工數字化管控中心，屏幕上顯示著設備運轉和關鍵工序的運行狀態。通過安裝在36臺壓鑄設備上的傳感器，中心可以實時采集和分析數據。

在熱工工序，記者看到機器人揮舞手臂忙著作業。“36臺壓鑄設備，只需6個工人看管。”熱工工序生產科長常虎說，壓鑄調機也不再完全依賴資深調機工程師了。

這得益于壓鑄自我智能調整系統。

熱工工序是輪轂制造的第一道工序，直接影響整個工廠生產效率和產品質量。

常虎說，壓鑄過程中，由于環境因素變化或控制參數設置不當等，輪轂產品可能會出現縮松現象，這就需要及時調機。同時，更換模具后都要重新調機，尤其是新產品生產需要多次調試，因此壓鑄調機非常重要。

在壓鑄工序，每天大調機至少12次，小調機則不計其數。過去，幾十名經驗豐富的壓鑄調機工程師，每天都要在一線調整壓鑄機參數。

“對于這個痛點，我們研發上線了壓鑄自我智能調整系統。”中信戴卡數智化制造研究院工程師黎釗說，該系統可根據生產過程中的換模、鋁液溫度波動、機臺中斷等具體情況，將人的經驗轉換為專家系統中的規則，實現壓鑄機根據不同工況的自我調整、自動優化參數。

該系統將調機專家經驗系統化，機臺操作每天累計節約4.6小時，調機廢品降低43%，異常處理效率提升40%。

汽車輪轂對尺寸的要求非常高，在實際生產中，因為刀具磨損、模具差異等因素，每次上機后產品尺寸往往不能實現首件即合格，輪轂需要在尺寸檢測后對機床刀補調整。

刀補，即刀具車削補償。流水線上，一只只經過刀補的輪轂有序進入下一個工序。依靠機加智能質量閉環系統，刀補工序實現一次性調整100%合格，生產效率大幅提升。

“傳統檢測，需要人工不斷調整加工刀具以保障產品精度，最重要的是操作人員的經驗。”機加工序工藝員呂慶祿說，一個數據變化了，其他數據隨之變化。一個成熟的操作人員，刀補工序調機等待時間也要一個多小時。

機加智能質量閉環系統，利用AI算法自動生成刀補值調整方案，實際下發方案加入大數據模型優化機制，可實現算法自學習自優化。

“系統應用后，機加設備效率大幅提升，機加缺陷率降低62.1%，產品質量明顯提高。”呂慶祿介紹。

4月14日，中信戴卡股份有限公司鋁車輪六號工廠，技術人員在巡查輪轂生產線。 河北日報記者趙杰攝

柔性化加工，最小生產批量從300件降到1件

汽車生產廠商小批量、快速上市漸成趨勢，對上游零部件生產商的柔性制造能力形成挑戰。

在機加工序，記者看到，盡管在同一條生產線上，輪轂的型號和款式卻并不相同，甚至相鄰兩個就可能不一樣。

“這是因為我們除配置12組標準單元外，還配置了12組混線自動化單元。”鋁車輪六號工廠工程師趙強說，這12組混線自動化單元是自動化、柔性化、數字化、智能化生產線。

混線作業可實現多種尺寸、不同品種車輪同時加工，輪型切換不需要頻繁暫停生產線，大大提升了柔性化加工能力，節約了時間和人力成本，生產靈活性大大提高。

在涂裝車間的U形掛具上，懸吊在掛架上的三排精車輪轂徐徐前行。令記者感到意外的是，這些輪轂的外觀并不統一。

“原來是固定噴槍，一次只能噴一種顏色。”趙強說，現在每個機械臂能帶8個噴槍，隨時調整噴涂顏色，最多可實現32種顏色的油漆同時在線噴涂，真正做到了“千輪千樣”。

“傳統的涂裝工序是線式結構，意味著同一時間段只能生產單一品種。”趙強說，他們自主研發的島式涂裝結構，基于二維碼和視覺識別技術，打破傳統涂裝模式限制，是一種全球領先的高柔性生產工藝。

中信戴卡借助數字化賦能的柔性制造系統，將最小生產批量從300件降到了1件，在保證質量的同時，使“一件訂單”的定制化生產成為可能。

目前，鋁車輪六號工廠的相關成熟經驗已在中信戴卡全球多個工廠推廣復制，助力企業高端化、智能化和綠色低碳發展。

來源：河北日報（記者 ：米彥澤）

編輯：崔婷婷 編審：高源