經(jīng)過通力合作，克萊斯勒與ABB設(shè)計(jì)出一條融傳統(tǒng)和最新技術(shù)于一體、配備約800臺(tái)機(jī)器人的生產(chǎn)線，成功實(shí)現(xiàn)了Caliber、Compass和Patriot車型之間的自動(dòng)生產(chǎn)轉(zhuǎn)換。

想像一下，有一家自動(dòng)化制造廠裝備了約800臺(tái)機(jī)器人，這些機(jī)器人相互配合，協(xié)調(diào)運(yùn)行，源源不斷地生產(chǎn)著最受市場(chǎng)歡迎的車型。實(shí)際上，上述情形已經(jīng)在美國伊利諾斯州貝爾維迪爾市發(fā)生了。

克萊斯勒設(shè)在貝爾維迪爾的裝配廠是世界自動(dòng)化和柔性化程度最高的汽車廠之一，同一條生產(chǎn)線具有3種車型的生產(chǎn)能力。這3款車型包括2005年12月下線的Dodge Caliber，2006年5月推出的Jeep Compass，及2006年12月發(fā)布的Jeep Patriot。

這家占地34萬m2的工廠擁有約3 000名員工，活躍于廠內(nèi)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。該廠起先采用單班工作制，2006年3月改為2班，又于同年7月增至3班。一方面要兼顧3種車型的生產(chǎn)，一方面又要緊跟市場(chǎng)需求，克萊斯勒需要一種獨(dú)具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的自動(dòng)化解決方案，大幅降低各車型生產(chǎn)轉(zhuǎn)換的高昂成本，同時(shí)解決一種車型占一條生產(chǎn)線的資源浪費(fèi)問題。

圖1：在貝爾維迪爾工廠，當(dāng)引入新車型時(shí)，只需更換機(jī)器人端拾器與抓料器

解決方案

擬采用的解決方案必須具備很高的柔性化程度，在進(jìn)行轎車和小型SUV的生產(chǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)盡可能減小對(duì)生產(chǎn)的干擾。最終，經(jīng)過對(duì)ABB于2003年在全球范圍內(nèi)開發(fā)的一套制造工藝進(jìn)行考察后，克萊斯勒決定委托ABB承建這一車身生產(chǎn)線項(xiàng)目。該項(xiàng)目的簽訂標(biāo)志著兩家公司在柔性機(jī)器人制造方面已達(dá)成了高度共識(shí)。

經(jīng)過通力合作，克萊斯勒與ABB設(shè)計(jì)出一條融傳統(tǒng)和最新技術(shù)于一體、配備約800臺(tái)機(jī)器人的生產(chǎn)線，成功實(shí)現(xiàn)了Caliber、Compass和Patriot車型之間的自動(dòng)生產(chǎn)轉(zhuǎn)換。

貝爾維迪爾工廠是一間真正的單線、三車型及大容量的柔性生產(chǎn)廠。其裝配線實(shí)現(xiàn)了3種車型之間的快速轉(zhuǎn)換，也就是說，同一條裝配線能夠進(jìn)行轎車和小型SUV生產(chǎn)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，無需停線更換工裝。

這條機(jī)器人生產(chǎn)線的起點(diǎn)處由人工上料。隨后，機(jī)器人負(fù)責(zé)待裝配零部件的幾何定位，視需要插入零部件以調(diào)整生產(chǎn)序列，抽查零部件的質(zhì)量情況，以及制造額外的零部件作為維修備件。生產(chǎn)中，機(jī)器人各司其職，對(duì)車輛所有金屬板材部件進(jìn)行各項(xiàng)操作：夾持、焊接、密封、成形、定位、輸送和裝配。

這條自動(dòng)化裝配線擁有如下特點(diǎn)：采用自動(dòng)提升門上料，配備無需固定工裝的FlexFramer，機(jī)器人卷邊工作站的工作周期僅40s，配備TrueView視覺系統(tǒng)，設(shè)機(jī)器人第7軸控制零部件方向。此外，系統(tǒng)含80%左右的標(biāo)準(zhǔn)化部件。

該裝配線最大的特點(diǎn)之一是具有隊(duì)列能力。整廠所有系統(tǒng)首次實(shí)現(xiàn)了按既定序列協(xié)調(diào)執(zhí)行生產(chǎn)活動(dòng)，如零件A與B的生產(chǎn)區(qū)域雖遠(yuǎn)隔一段距離，但零件A的生產(chǎn)可精確地排在零件B之后。而且，當(dāng)貝爾維迪爾廠的主管人員更改生產(chǎn)序列時(shí)，系統(tǒng)還能自動(dòng)完成相應(yīng)的調(diào)整。在這條堪稱最協(xié)調(diào)的裝配線上，各種設(shè)備好像都在按照設(shè)計(jì)的舞步翩翩起舞，而不是在執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)。

縮短安裝時(shí)間

為縮短安裝時(shí)間，克萊斯勒和ABB采用了FlexiCell工作站——ABB先在其位于密歇根州奧本山的工廠里完成預(yù)安裝，再將系統(tǒng)整體運(yùn)抵貝爾維迪爾工廠。300多個(gè)預(yù)裝模塊在貝爾維迪爾工廠只用了短短8周就完成了全部安裝工程，較通常所需的16～18周節(jié)省了大量的時(shí)間。

然而，正如任何一套新系統(tǒng)的投產(chǎn)，該項(xiàng)目也不可避免地遇到了一些障礙。

首先是項(xiàng)目進(jìn)度十分緊迫，貝爾維迪爾工廠希望在9個(gè)月內(nèi)將3種車型全部投產(chǎn)。此外，原本作為單班生產(chǎn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)現(xiàn)在需要再增加２個(gè)班次。

在項(xiàng)目工作人員方面，負(fù)責(zé)生產(chǎn)支持的人員對(duì)貝爾維迪爾工廠及其作業(yè)方式不太了解。再加上該項(xiàng)目自動(dòng)化程度之高前所未遇，項(xiàng)目人員的學(xué)習(xí)周期不得不進(jìn)一步延長。

最后，整個(gè)車身裝配車間的生產(chǎn)序列十分復(fù)雜，生產(chǎn)線的初期產(chǎn)量勢(shì)必受到影響。

為克服上述障礙，使系統(tǒng)順利投產(chǎn)，克萊斯勒與ABB聯(lián)手組建了一支核心生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)，雙方成員就各方面生產(chǎn)情況進(jìn)行相互指導(dǎo)，實(shí)施協(xié)作管理，其中包括舉辦培訓(xùn)活動(dòng)，強(qiáng)化成員的新設(shè)備專業(yè)技能；簡化、削減多余的系統(tǒng)功能，加強(qiáng)維護(hù)管理，縮短停線時(shí)間。

項(xiàng)目效果

隨著全球首套實(shí)施高自動(dòng)化柔性解決方案、擁有隊(duì)列制造能力的生產(chǎn)系統(tǒng)的投產(chǎn)，貝爾維迪爾工廠一舉改變了美國汽車制造業(yè)的生產(chǎn)模式。

從項(xiàng)目執(zhí)行進(jìn)度上看，經(jīng)過克萊斯勒與ABB的通力合作，這一具有突破性意義的項(xiàng)目所用的時(shí)間卻比傳統(tǒng)項(xiàng)目還要短。該項(xiàng)目不僅僅意味著生產(chǎn)規(guī)格的變化，還體現(xiàn)了克萊斯勒勇于接受非傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的精神。勇氣之后需要的便是堅(jiān)持不懈和每個(gè)生產(chǎn)階段的精益求精。

這套生產(chǎn)系統(tǒng)以機(jī)器人自動(dòng)化為核心技術(shù)，不像傳統(tǒng)白車身車間那樣采用固定式工裝，生產(chǎn)線壽命周期從一般的3～4年大幅延長至8～12年。每當(dāng)引入新車型時(shí)，傳統(tǒng)生產(chǎn)線通常不得不全面更換整線工裝，而貝爾維迪爾工廠只需更換機(jī)器人端拾器與抓料器。

這條生產(chǎn)線于2005年12月順利投產(chǎn)，無論在試生產(chǎn)還是在正式生產(chǎn)階段，從該生產(chǎn)線下線的汽車都達(dá)到了克萊斯勒的最高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

此外，克萊斯勒還將貝爾維迪爾工廠的基本工藝、概念和技術(shù)推廣到了其他多家分廠，新近上市的Chrysler Sebring、Dodge Avenger、Chrysler Town & Country和Dodge Grand Caravan等車型都因此而大受裨益。該項(xiàng)目的成功甚至還改變了克萊斯勒的全球制造戰(zhàn)略，該公司的其他車身裝配車間也將逐步實(shí)施柔性自動(dòng)化工程，ABB機(jī)器人任重而道遠(yuǎn)。