数据驱动，柔性产线成就“千轮千样”

数据驱动，柔性产线成就“千轮千样”

——探访卓越级智能工厂

4月14日，中信戴卡股份有限公司铝车轮六号工厂，机械臂在作业。 河北日报记者赵杰摄

生产线上，一群机器人“舞者”挥动手臂，熔炼、热处理、机加、涂装等工序一气呵成……4月8日，置身有着“灯塔工厂”美誉的中信戴卡股份有限公司铝车轮六号工厂生产一线，身旁的流水线作业丝滑顺畅，自动化、数字化、智能化气息扑面而来。

作为我国首批卓越级智能工厂，中信戴卡轻量化铝制汽车零部件柔性化生产智能工厂，以铝车轮六号工厂智能化柔性生产线为载体，形成工业互联网智造协同系统，实现提质增效。

从“经验驱动”转向“数据驱动”，中信戴卡已成为全球最大的铝车轮及铝制底盘零部件供应商，铝车轮产销量保持全球第一。

AI检测，检查效率提升40%以上

在位于秦皇岛的中信戴卡铝车轮六号工厂，从压铸线上出来的一只只银亮的轮毂毛坯“排着队”，进入X光工序“体检”，被拍下不同角度的大量图片。

不大的X光检查中控室里，放置着大小4个显示屏。X光检查员陶涛紧盯电脑，轻击鼠标点开红色图标，仔细检查图片。

绿色图标代表合格，红色图标表示疑似缺陷。轮毂毛坯是否合格，决定着是否进入后续加工环节。因此，轮毂毛坯内部结构检查非常重要。

陶涛在这里工作了10年。“以前有9台X光机，每台机子至少1名检查员。”他说，现在5台X光机就能满足产能，每班只需1个人。

高效运转的背后，是中信戴卡上线了AI智能评判系统——X光无损探伤智能识别系统，在行业内首次将AI识别技术应用到工业检测中。

原来的工业检测是X光机拍出的几十张产品内部图片后，需要检查员根据图片确定产品是否有伤。检查员精神稍有放松，就可能错过微小的伤痕。

“当时生产效率也深受制约。”X光检查班组班长刘瑞说，轮毂毛坯进入X光机中拍下图片，检查员全部检查完几十张图片后，轮毂毛坯才能出机下线。而在检查时间里，X光机只能处于等待状态。

为最大限度减少因“人员疲劳”造成的漏检、错检，中信戴卡让“AI技术”学习、挑选不合格产品，实现汽车轮毂缺陷自动检测。

他们给AI投喂了1000万张图片训练，构建高维网络学习模型，针对缩松、缩孔、裂纹、夹杂、气孔等缺陷，为每类缺陷分别标注50万张以上图片。同时，他们还要根据AI的学习情况不断重新标定识别错误的图片。

经过海量图片训练，系统缺陷识别效率和判定准确率大幅提高，检查效率提升40%以上。

“我现在的工作主要是复检，工作量大幅下降。”陶涛笑着说，当X光机拍出照片后，AI智能评判系统能准确地判断出多种不同样式的轮毂产品是否有缺陷。一旦有部位疑似出现缺陷，系统就会在图片上标注出来，工作人员随后进行复检。

该系统就像一名经验丰富的医生，可以根据历史检查的“病例”，自学习、自优化，使“诊断”结果越来越准确。

让刘瑞更为看重的是，如今，一只只轮毂毛坯拍完图即可走下产线，无需在X光机内等待检查完毕，整个检查工序节奏更快、效率更高。

智能制造，将专家经验系统化

在热工数字化管控中心，屏幕上显示着设备运转和关键工序的运行状态。通过安装在36台压铸设备上的传感器，中心可以实时采集和分析数据。

在热工工序，记者看到机器人挥舞手臂忙着作业。“36台压铸设备，只需6个工人看管。”热工工序生产科长常虎说，压铸调机也不再完全依赖资深调机工程师了。

这得益于压铸自我智能调整系统。

热工工序是轮毂制造的第一道工序，直接影响整个工厂生产效率和产品质量。

常虎说，压铸过程中，由于环境因素变化或控制参数设置不当等，轮毂产品可能会出现缩松现象，这就需要及时调机。同时，更换模具后都要重新调机，尤其是新产品生产需要多次调试，因此压铸调机非常重要。

在压铸工序，每天大调机至少12次，小调机则不计其数。过去，几十名经验丰富的压铸调机工程师，每天都要在一线调整压铸机参数。

“对于这个痛点，我们研发上线了压铸自我智能调整系统。”中信戴卡数智化制造研究院工程师黎钊说，该系统可根据生产过程中的换模、铝液温度波动、机台中断等具体情况，将人的经验转换为专家系统中的规则，实现压铸机根据不同工况的自我调整、自动优化参数。

该系统将调机专家经验系统化，机台操作每天累计节约4.6小时，调机废品降低43%，异常处理效率提升40%。

汽车轮毂对尺寸的要求非常高，在实际生产中，因为刀具磨损、模具差异等因素，每次上机后产品尺寸往往不能实现首件即合格，轮毂需要在尺寸检测后对机床刀补调整。

刀补，即刀具车削补偿。流水线上，一只只经过刀补的轮毂有序进入下一个工序。依靠机加智能质量闭环系统，刀补工序实现一次性调整100%合格，生产效率大幅提升。

“传统检测，需要人工不断调整加工刀具以保障产品精度，最重要的是操作人员的经验。”机加工序工艺员吕庆禄说，一个数据变化了，其他数据随之变化。一个成熟的操作人员，刀补工序调机等待时间也要一个多小时。

机加智能质量闭环系统，利用AI算法自动生成刀补值调整方案，实际下发方案加入大数据模型优化机制，可实现算法自学习自优化。

“系统应用后，机加设备效率大幅提升，机加缺陷率降低62.1%，产品质量明显提高。”吕庆禄介绍。

4月14日，中信戴卡股份有限公司铝车轮六号工厂，技术人员在巡查轮毂生产线。 河北日报记者赵杰摄

柔性化加工，最小生产批量从300件降到1件

汽车生产厂商小批量、快速上市渐成趋势，对上游零部件生产商的柔性制造能力形成挑战。

在机加工序，记者看到，尽管在同一条生产线上，轮毂的型号和款式却并不相同，甚至相邻两个就可能不一样。

“这是因为我们除配置12组标准单元外，还配置了12组混线自动化单元。”铝车轮六号工厂工程师赵强说，这12组混线自动化单元是自动化、柔性化、数字化、智能化生产线。

混线作业可实现多种尺寸、不同品种车轮同时加工，轮型切换不需要频繁暂停生产线，大大提升了柔性化加工能力，节约了时间和人力成本，生产灵活性大大提高。

在涂装车间的U形挂具上，悬吊在挂架上的三排精车轮毂徐徐前行。令记者感到意外的是，这些轮毂的外观并不统一。

“原来是固定喷枪，一次只能喷一种颜色。”赵强说，现在每个机械臂能带8个喷枪，随时调整喷涂颜色，最多可实现32种颜色的油漆同时在线喷涂，真正做到了“千轮千样”。

“传统的涂装工序是线式结构，意味着同一时间段只能生产单一品种。”赵强说，他们自主研发的岛式涂装结构，基于二维码和视觉识别技术，打破传统涂装模式限制，是一种全球领先的高柔性生产工艺。

中信戴卡借助数字化赋能的柔性制造系统，将最小生产批量从300件降到了1件，在保证质量的同时，使“一件订单”的定制化生产成为可能。

目前，铝车轮六号工厂的相关成熟经验已在中信戴卡全球多个工厂推广复制，助力企业高端化、智能化和绿色低碳发展。

来源：河北日报（记者 ：米彦泽）

编辑：崔婷婷 编审：高源