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汽車制造涉及到的工藝繁多，從最初的原材料到最終成為汽車成品，需要多個(gè)車間協(xié)同作業(yè)。其中包括沖壓車間，車身車間，噴涂車間，發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱車間，總裝車間等一系列汽車生產(chǎn)流水線進(jìn)行作業(yè)。

一、汽車行業(yè)市場(chǎng)概述：

1）微增成為新常態(tài)，SUV增長(zhǎng)退潮：

2017年全年乘用車銷量實(shí)現(xiàn)24,209,092輛，同比僅微增2.36%，其中購(gòu)置稅政策的變化對(duì)銷量的影響不容小視：2017年購(gòu)置稅優(yōu)惠減免造成2016年底提前透支了下一年的一部分需求，2017年銷量增長(zhǎng)乏力。2017年可能成為一個(gè)重要拐點(diǎn)，微增長(zhǎng)成為中國(guó)乘用車市場(chǎng)發(fā)展的新常態(tài)。

2017年全年轎車市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)銷量1187.96萬輛，同比下降1.9%。SUV市場(chǎng)銷售規(guī)模上到千萬級(jí)別，達(dá)到1029.72萬輛，同比增長(zhǎng)13.9%，和前幾年每年40-50%的高速增長(zhǎng)相比，增速明顯放緩。從轎車市場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)來看，銷量規(guī)模上升到千萬級(jí)別之后（2011年轎車銷量達(dá)到1010萬輛），開始進(jìn)入低速增長(zhǎng)時(shí)代。

2）原料漲價(jià)+折扣增大，乘用車盈利能力下降：

2017年汽車行業(yè)利潤(rùn)增速低于收入增速，預(yù)計(jì)一方面是行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)、終端銷售折扣擴(kuò)大，一方面與鋼、鋁等原料漲價(jià)有關(guān)；整車盈利分化，乘用車增收不增利，客車收入利潤(rùn)雙雙下滑，卡車?yán)麧?rùn)大幅增長(zhǎng)。其中乘用車競(jìng)爭(zhēng)加劇，促銷增多，2017年整車收入/利潤(rùn)同比增長(zhǎng)17%/3%，其中乘用車競(jìng)爭(zhēng)加劇，促銷增多，收入增長(zhǎng)12%，但利潤(rùn)下滑4%；客車領(lǐng)域因新能源客車下滑拖累，收入/利潤(rùn)下滑19%/6%；卡車領(lǐng)域因重卡銷售火爆，規(guī)模效應(yīng)提升，收入利潤(rùn)分別大幅增長(zhǎng)56%/76%。

3）新能源汽車發(fā)展勢(shì)頭良好：

2012-2015年，國(guó)家為新能源汽車發(fā)展?fàn)I造良好的政策環(huán)境，并起到了強(qiáng)有力的推動(dòng)作用。我國(guó)新能源汽車銷量從2012年至2015年實(shí)現(xiàn)大幅增長(zhǎng)，銷量分別為1.2萬輛、1.76萬輛、7.47萬輛和33.1萬輛。2016年開始受補(bǔ)貼政策退坡影響，增速逐步放緩，但2016年新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷分別達(dá)51.7萬輛和50.7萬輛，遠(yuǎn)超2015年整體水平。2017年，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷為79.4萬輛和77.7萬輛，同比分別增長(zhǎng)53.8%和53.3%，市場(chǎng)占比達(dá)到2.7%，比上年提高了0.9個(gè)百分點(diǎn)。其中，純電動(dòng)乘用車產(chǎn)銷分別完成47.8萬輛和46.8萬輛，同比分別增長(zhǎng)81.7%和82.1%;插電式混合動(dòng)力乘用車產(chǎn)銷分別完成11.4萬輛和11.1萬輛，同比分別增長(zhǎng)40.3%和39.4%。

4）新能源汽車政策，持續(xù)推動(dòng)新能源汽車發(fā)展：

補(bǔ)貼金額逐年退坡，門檻持續(xù)提升。2017年補(bǔ)貼政策對(duì)大部分類型新能源車的補(bǔ)貼都進(jìn)行了下調(diào)，同時(shí)規(guī)定地方補(bǔ)貼不得超過中央財(cái)政補(bǔ)貼50%（原為100%）。在乘用車領(lǐng)域，以工況法續(xù)駛里程R為指標(biāo)，對(duì)高續(xù)駛里程車型的補(bǔ)貼額度為低續(xù)駛里程車型的2.2倍；同時(shí)規(guī)定純電動(dòng)乘用車的動(dòng)力電池能量密度不低于90Wh/kg，對(duì)高于120Wh/kg的按1.1倍給予補(bǔ)貼。2018年，預(yù)計(jì)在客車領(lǐng)域，政府對(duì)單車長(zhǎng)度在6米到8米（不包含6米）的客車補(bǔ)貼上限從9萬元下降到3萬元，客車補(bǔ)貼上限基本上都減少一倍。

“補(bǔ)貼+雙積分”持續(xù)推動(dòng)行業(yè)發(fā)展，2025年國(guó)內(nèi)滲透率有望達(dá)到20%以上。2017年2月20日，三部委聯(lián)合印發(fā)了《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》，其中新能源領(lǐng)域的階段性目標(biāo)是“到2020年新能源汽車年產(chǎn)銷達(dá)到200萬輛”以及“到2025年新能源汽車占汽車總產(chǎn)銷的20%以上”。2017年10月17日，工信部、財(cái)政部、商務(wù)部、海關(guān)總署、質(zhì)檢總局聯(lián)合發(fā)布了《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》（即“雙積分政策”），對(duì)新能源車的技術(shù)含量、配套設(shè)施、服務(wù)水平有了更高的要求。

二、汽車生產(chǎn)基本工序介紹：

1）汽車制造工藝流程圖

圖：汽車行業(yè)主要工藝流程

2）沖壓車間

沖壓車間主要從事外殼的加工，板材通過一系列沖壓生產(chǎn)線，最終加工為汽車殼體的零件。

圖：沖壓車間流程示意圖

自動(dòng)化沖壓線或大型壓機(jī)線的生產(chǎn)率基本上取決于其自動(dòng)化部件進(jìn)行通信的能力。此流程通過使用分布式I/O、HMI人機(jī)操作面板和監(jiān)視系統(tǒng)而取得平穩(wěn)的相互作用。

圖：沖壓車間流程–開卷線工藝流程圖

3）車身車間流程

來自沖壓車間的零件進(jìn)入車身車間以后，依次通過安裝生產(chǎn)線，包括汽車的前部，底部，尾部，側(cè)面，頂部，葉子板，車門等，完成車身的安裝，最終進(jìn)入噴涂車間。

圖：車身車間流程

圖：車身車間生產(chǎn)過程

4）噴涂車間

白車身通過預(yù)處理、電泳（底涂）、底漆噴涂、最終噴涂、透明罩光噴涂等幾大工藝，完成了車身的噴涂過程。

　圖：噴涂車間流程示意圖

圖：噴涂車間流程圖

5）總裝配車間

經(jīng)過噴涂的車身通過修整、內(nèi)裝、合裝以及測(cè)試等幾大步驟完成總裝。

圖：總裝配車間流程示意圖

三、主要工藝介紹：

1）鑄造工藝

鑄造工藝是指將室溫中為液態(tài)但不久后將固化的物質(zhì)倒入特定形狀的鑄模待其凝固成形的加工方式。被鑄物質(zhì)多為原為固態(tài)但加熱至液態(tài)的金屬（例：銅、鐵、鋁、錫、鉛等），而鑄模的材料可以是沙、金屬甚至陶瓷。因應(yīng)不同要求，使用的方法也會(huì)有所不同。鑄造工藝是最經(jīng)濟(jì)且便捷的金屬成形工藝。在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，由于鑄造成形工藝的特殊優(yōu)勢(shì)，有些復(fù)雜結(jié)構(gòu)件目前尚無其他制造工藝可替代。

2）鍛造工藝

鍛壓是鍛造和沖壓的合稱，是利用鍛壓機(jī)械的錘頭、砧塊、沖頭或通過模具對(duì)坯料施加壓力，使之產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的制件的成形加工方法。鍛壓主要用于生產(chǎn)金屬制件，而軋制、拔制等主要用于生產(chǎn)板材、帶材、管材、型材和線材等通用性金屬材料。鍛壓和冶金工業(yè)中的軋制、拔制等都屬于塑性加工，或稱壓力加工，但鍛壓主要用以生產(chǎn)金屬制件，而軋制、拔制等主要用以生產(chǎn)板材、帶材、管材、型材和線材等通用性金屬材料。

3）冷沖壓工藝

沖壓是靠壓力機(jī)和模具對(duì)板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工(或稱壓力加工)，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。

4）焊接工藝

汽車工業(yè)中，焊接是汽車零部件與車身制造中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，起著承上啟下的特殊作用；同時(shí)，汽車產(chǎn)品的車型眾多、成形結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件生產(chǎn)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化以及汽車制造在質(zhì)量、效率和成本等方面的綜合要求，都決定了汽車焊接加工是一個(gè)多學(xué)科、跨領(lǐng)域和技術(shù)集成性強(qiáng)的生產(chǎn)過程。

中國(guó)汽車自主品牌廠家的不斷壯大與跨越式發(fā)展，為焊接領(lǐng)域的新技術(shù)應(yīng)用及技術(shù)研究提供了非常好的機(jī)遇。低能耗、高效率、無毒、無污染的焊接設(shè)備將是今后汽車焊接線上的技術(shù)進(jìn)步趨勢(shì)。

5）金屬切削加工

金屬切削加工過程中刀具與工件之間相互作用和各自的變化規(guī)律是一門學(xué)科。在設(shè)計(jì)機(jī)床和刀具﹑制訂機(jī)器零件的切削工藝及其定額﹑合理地使用刀具和機(jī)床以及控制切削過程時(shí)﹐都要利用金屬切削原理的研究成果﹐使機(jī)器零件的加工達(dá)到經(jīng)濟(jì)﹑優(yōu)質(zhì)和高效率的目的。

6）熱處理工藝

熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過程，有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過程。這些過程互相銜接，不可間斷。

熱處理是機(jī)械零件和工模具制造過程中的重要工序之一。大體來說，它可以保證和提高工件的各種性能，如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應(yīng)力狀態(tài)，以利于進(jìn)行各種冷、熱加工。

四、裝配工藝：

1）汽車裝配工藝

汽車裝配生產(chǎn)線，一般是指由輸送設(shè)備(空中懸掛輸送設(shè)備和地面輸送設(shè)備)和專用設(shè)備(如舉升、翻轉(zhuǎn)、加注設(shè)備、助力機(jī)械手、檢測(cè)、螺栓螺母的緊固設(shè)備等)構(gòu)成的有機(jī)整體。

2）轎車（承載式車身）工藝裝備

轎車的工藝裝備包括：輸送設(shè)備、加注設(shè)備、螺栓緊固設(shè)備和專用裝配設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備、質(zhì)量控制設(shè)備等。

3）非承載式車身裝配工藝裝備

因?yàn)檐嚿沓休d型式的差異，此類整車的內(nèi)飾和底盤裝配是分開單獨(dú)進(jìn)行的。而底盤裝配和最終裝配串接在一起。裝配的順序是先完成車架的預(yù)裝，裝配前后橋及傳動(dòng)軸等，由翻轉(zhuǎn)機(jī)完成車架翻轉(zhuǎn)，然后安裝發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱總成，裝駕駛室內(nèi)飾總成，裝車輪、油水加注等。

4）自動(dòng)化產(chǎn)品在汽車行業(yè)的應(yīng)用

汽車行業(yè)主要用到包括PLC，HMI，低壓變頻器等自動(dòng)化產(chǎn)品，其在汽車的沖壓、焊裝、總裝和涂裝工序中發(fā)揮了重要的作用。

A．PLC產(chǎn)品在汽車行業(yè)的應(yīng)用

圖：汽車行業(yè)控制系統(tǒng)

汽車制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模大，自動(dòng)化水平要求高，涉及的自動(dòng)化技術(shù)和產(chǎn)品包括控制產(chǎn)品、現(xiàn)場(chǎng)總線、運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器視覺、離散傳感器、安全產(chǎn)品等等，汽車制造業(yè)成為自動(dòng)化的主力市場(chǎng)之一。汽車行業(yè)是PLC應(yīng)用的第二大最終用戶行業(yè)，僅次于冶金行業(yè)。

汽車生產(chǎn)線分為沖壓、焊裝、總裝和涂裝（噴漆）四大工序。每個(gè)工序都會(huì)大量使用PLC進(jìn)行控制，因此是PLC應(yīng)用最大的潛力行業(yè)，也是對(duì)綜合技術(shù)要求最高的FA行業(yè)。

沖壓車間除用機(jī)械手以外，其他控制都用PLC。焊裝車間主要用于傳輸控制，一條生產(chǎn)線用5－8個(gè)PLC。如標(biāo)志206壓裝線，采用分布式控制，每一個(gè)PLC控制一個(gè)小系統(tǒng)，如物流生產(chǎn)線上的工位?？傃b車間PLC主要用于輸送線控制，輸送線分三種：高架線、內(nèi)飾線和終裝線。高架線上PLC用于后軸和前軸的發(fā)動(dòng)機(jī)控制，終裝線用于進(jìn)行測(cè)試控制和各個(gè)工位的移動(dòng)控制。一般一段工藝（如終裝線）用一個(gè)PLC，中型的在300IO左右，大的1000IO以上。

汽車行業(yè)的PLC用戶不僅包括各種類型的整車廠家，還包括各種總成、部件以及零件廠家，不同廠家使用的PLC差別較大，覆蓋各種規(guī)模的PLC產(chǎn)品。在零部件廠家，大、中、小型PLC分別用于輸送機(jī)控制、烤爐控制柜，和空調(diào)控制。

汽車行業(yè)大中型PLC產(chǎn)品應(yīng)用較多，從應(yīng)用的產(chǎn)品價(jià)值看，中型PLC比例最大。小型PLC應(yīng)用很少，主要在一些前處置電小車中有應(yīng)用。

與前幾年略有不同，三年前汽車生產(chǎn)線和其自動(dòng)化產(chǎn)品基本都是國(guó)際采購(gòu)的，在中國(guó)的汽車生產(chǎn)線大多來自進(jìn)口，PLC隨生產(chǎn)線同時(shí)引進(jìn)，只是在國(guó)內(nèi)采購(gòu)相關(guān)的備件。但是近幾年汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，汽車大幅降價(jià)，廠商開始降低成本，很多生產(chǎn)線上的自動(dòng)化產(chǎn)品開始國(guó)內(nèi)采購(gòu)。但是汽車產(chǎn)業(yè)是分散制造行業(yè)，不同的零部件來自不同的分廠，使用不同的生產(chǎn)設(shè)施，因此一家汽車制造廠會(huì)使用多個(gè)品牌的PLC。

Siemens、Omron、Mitsubishi、RockwellAutomation在汽車行業(yè)的用戶覆蓋最廣泛，其他品牌如ABB、Schneider、GEFanuc、Koyo和LS在特定的用戶也有運(yùn)用。汽車行業(yè)的品牌選擇有一定的國(guó)別特征，通常日本汽車企業(yè)如本田、尼桑等會(huì)優(yōu)先選用Mitsubishi的PLC產(chǎn)品。

B．HMI在汽車行業(yè)的應(yīng)用

自從汽車問世以來，便出現(xiàn)了駕駛者掌握自己車輛行駛速度和周邊狀況信息的需求。這方面，車速表是一個(gè)很好的例子，它可以彌補(bǔ)人類缺乏的速度感。其他例子還包括了解側(cè)向速度和行駛動(dòng)力。從人機(jī)接口（HMI）到掃一眼車速表、憑自己的感覺和按動(dòng)按鈕，對(duì)于一代又一代駕駛者來說，這類信息源已經(jīng)相當(dāng)豐富了。汽車人機(jī)工學(xué)設(shè)計(jì)主要保證顯示器易于讀取，按鈕操控簡(jiǎn)便并在駕駛室內(nèi)合理布局。

現(xiàn)在，HMI已廣泛應(yīng)用于汽車駕駛室，今后將向縱深領(lǐng)域發(fā)展。例如，實(shí)現(xiàn)駕駛信息系統(tǒng)與駕駛輔助系統(tǒng)的交互。電子輔助系統(tǒng)以及汽車與外界連接技術(shù)的不斷進(jìn)步（例如通過互聯(lián)網(wǎng)）為HMI提出了新的任務(wù)。

另外，智能網(wǎng)聯(lián)越來越被強(qiáng)調(diào)，而汽車HMI可以使駕駛員方便快捷地查詢、設(shè)置和切換車輛系統(tǒng)的各種信息，在增強(qiáng)駕駛樂趣的同時(shí)保證駕駛安全性。HMI的發(fā)展趨勢(shì)將基于車聯(lián)網(wǎng)以及自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展，未來HMI數(shù)字化趨勢(shì)愈加明顯，為車主帶來更多的駕駛樂趣。

C．低壓變頻器在汽車行業(yè)的應(yīng)用

低壓變頻器主要應(yīng)用在涂裝車間里，涂裝車間工藝空調(diào)加裝低壓變頻器進(jìn)行控制，至少可以實(shí)現(xiàn)如下幾個(gè)目的：

1、方便維護(hù)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或者室體內(nèi)風(fēng)量，方便、簡(jiǎn)單。

軟啟動(dòng)器控制，只能在風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候避免啟動(dòng)時(shí)的大電流對(duì)電機(jī)的沖擊，不能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的靈活調(diào)速。運(yùn)行中的風(fēng)機(jī)是運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速，風(fēng)量的調(diào)節(jié)只能簡(jiǎn)單的依靠風(fēng)門的調(diào)節(jié)。電機(jī)或其他機(jī)械的維護(hù)量大，而且由于廠區(qū)大、樓層高、車間噪音大等，對(duì)操作人員來說，維護(hù)工作量大也非常辛苦。

采用低壓變頻器控制，則完全改變了上述不利情況。風(fēng)量的調(diào)節(jié)可以輕松通過低壓變頻器來調(diào)節(jié)電機(jī)的速度實(shí)現(xiàn)，在生產(chǎn)車間，通過網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)用觸摸屏就近調(diào)整相關(guān)參數(shù)，輕松實(shí)現(xiàn)維護(hù)、調(diào)速，由于電機(jī)工作在適當(dāng)?shù)墓に囁俣戎?，?duì)于電機(jī)等相關(guān)機(jī)械的磨損也大大獲得改善。

2、節(jié)能降耗，經(jīng)濟(jì)效益明顯：

軟啟動(dòng)器控制，由于電機(jī)長(zhǎng)期工作在額定轉(zhuǎn)速，甚至于正常的節(jié)假日也是如此。這樣，就帶來了不必要的電力浪費(fèi)和大量的機(jī)械維護(hù)成本。

采用低壓變頻器控制，輕松實(shí)現(xiàn)電機(jī)速度可調(diào)（近乎無極）。尤其在正常的節(jié)假日，完全可以在極低速運(yùn)行。能源節(jié)約至少40%，因?yàn)楦脑於黾拥馁M(fèi)用，單就電費(fèi)最多1年可以節(jié)約收回投入。其他機(jī)械的維護(hù)節(jié)約就不必計(jì)算了。

3、調(diào)控方便直觀，應(yīng)急發(fā)生時(shí)縮短處理時(shí)間。

由于軟啟動(dòng)器控制，并非智能化設(shè)備，不能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制，也很難實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，調(diào)控時(shí)就要到控制柜直接調(diào)整，單人操作還不能實(shí)現(xiàn)，至少需要2人配合。當(dāng)有應(yīng)急事件發(fā)生時(shí)，也要從生產(chǎn)車間到控制室來操作或做急停處理，這樣就會(huì)帶來處理時(shí)間長(zhǎng)，增加危險(xiǎn)事件發(fā)生的概率。

加裝低壓變頻器控制之后，通過生產(chǎn)車間就近的觸摸屏，借助于網(wǎng)絡(luò)，可以輕松實(shí)現(xiàn)單人調(diào)試、直觀很快的應(yīng)急處理突發(fā)事件。

五、汽車行業(yè)主要自動(dòng)化產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模：

汽車行業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模-分產(chǎn)品

汽車行業(yè)用到的自動(dòng)化產(chǎn)品主要包括PLC、HMI、組態(tài)監(jiān)控軟件、低壓變頻器等自動(dòng)化產(chǎn)品，其中低壓變頻器的比重趕超PLC比重，占比最大。