汽車製造

汽車製造生產過程
優化實現和效率提升

汽車的生產流程是一種具有複雜的生產步驟,
需要倚靠系統整合人為經驗及設備自動化的智能生產線,而我們該如何進行監測?

汽車製造製程 智慧監測


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衝壓製程

汽車製造五大工藝,衝壓→焊接→塗裝→總裝→檢測


汽車的生產流程是一種具有複雜的生產步驟並需要倚靠系統統整結合人為經驗及設備自動化的智能生產線,大致上會經過五大工藝,每一道都是很複雜龐大的工業生產過程。

衝壓:將金屬鋼板裁剪衝壓生產成各種不同用處形狀的部件。
焊接:由自動焊接手臂,將各類部件焊接組裝成車身。
塗裝:對車身部件噴塗烤漆,達到防鏽、美觀的步驟。
總裝:將所有車身、引擎、輪胎、儀表板、內裝等部件組裝完整。
檢測:模擬進行檢測試車,以確保出廠車輛的安全及質量。

焊接產線
監測應用

建立產線標準規範,確認焊接品質標準化
影響焊接品質的原因有很多,例如:電壓電流過大、表面處理不當、環境溫溼度影響等。要確保焊接品質,第一條件就是必須要求焊接設備的品質穩定度,焊接設備必須保持良好的工作狀態,包括電極磨損、氣體供應、焊接槍的正常運作。

藉由監測焊接手臂來掌控焊接製程中最大的變因,並及時發現潛在問題進行預測性維護來避免焊接不良,提高焊接品質的穩定度。

電焊異常,危害後續結構

建立產線標準規範,確認焊接品質標準化

在焊接過程中常見會發生的問題:
咬邊:焊槍角度位置不對等。
撞槍:部件組裝發生偏差或焊槍的TCP不準確。
斷焊:焊接細縫不連續。
焊偏:焊接位置不對或焊槍尋找時發生問題等。
未熔合:焊接金屬與母材或層間未完全熔合。
穿燒:焊接過程中過度加熱,導致母材穿孔。

影響焊接品質的原因有很多,過快的焊接速度可能使金屬無法充分融化和連接,而過慢可能導致過度加熱和變形。錯誤的電流和電壓設定可能導致焊接不均勻,並且可能增加焊點虛焊或缺陷的風險。

這些缺陷會影響焊接質量和零件裝配精度,可能需要重新調整或返工,嚴重的話還會降低焊接接頭的強度和耐久性,可能導致零件在使用過程中失效,影響車輛的安全性和可靠性。

工作環境不佳導致缺工

自動化流程導入,降低人力資源

電焊工作除了需要熟練的技術外,工作內容通常重複性高、人工進料動作單調,此外,工作環境常在高溫、高噪音、煙霧和有害氣體的環境下進行。因此,產生作業人員不易聘任。

導入VMS®-ML系統自動化監測進行製程管理,根據設備作動過程的訊號了解產品的電焊品質,標準化流程及產品品質,可有效降低人力資源及工廠運營成本,實現工業零組件生產中的科學化管理。


多功機械手焊接工作站監測系統

工作環境不佳導致缺工

人工檢驗方式,造成品質不一

人工檢驗方式,造成品質不一

數據化替代人工,確保產品一致性

人工檢驗方式在大批量生產中,會降低整體生產效率。而檢驗員長時間進行高強度的觀察和操作,也容易導致疲勞和注意力下降,進而影響檢測結果的準確性。一些焊接缺陷,如內部裂紋或微小氣孔,可能無法通過外觀檢查發現,影響最終產品的質量和可靠性。

利用VMS®-ML系統數據來記錄和追蹤,可以有效減少人工檢驗的不足,提高檢測的一致性和可追溯性,保障最終產品的質量和可靠性。

手臂動作複雜,監測困難

無需機台交握,安裝即可執行監測

無需機台交握,安裝即可執行監測

電焊手臂動作多樣且機構組成複雜,要執行監測時,除了在部署安裝感測器上造成困難外,各式手臂機台更有不同的製造廠商,機台數據資料皆由第三方設備商管理,造成機台交握上的困難。

VMS®-ML系統不需做機台交握、非侵入式量測方式,真正實現PLUG & IN,只需一顆依據製程關鍵監測指標相關的物理量感測器,如:電焊手臂使用電流鉤錶,標定電流點位,即可開始監測焊接手臂的電流、電壓來掌控焊接製程中最大的變因。

電著塗裝
泵浦監測

避免無預警停機所造成的不良品產出
汽車製程中電著塗裝主要是藉由電流產生的物理化學作用,將塗料均勻的塗佈在標的物上的一種技術。能夠為汽車鈑金進行防鏽塗料、光面處理,需要藉由大量的泵浦設備抽取水溶性塗料或蒸餾水,進行預清理、除油、水洗、除鏽、中和、磷化等等的水循環過濾清洗的工序。

藉由監測泵浦設備來避免在製程中發生設備無預警停止運轉,而造成塗層過厚、表面不均勻等不良品的產出。

大量泵浦,造成巡檢困難

大量泵浦,造成巡檢困難

線上監測取代人力巡檢,彈性新增架構

電著塗裝製程需要藉由大量的泵浦設備來抽取水溶性塗料或蒸餾水來進行鈑金的各項工序,由於泵浦數量眾多,不但位置範圍廣、數量多,光是量測這些設備(抽風機、壓縮機、高壓等馬達、真空泵浦等)就常耗費過多時間,巡檢更是費力。

可利用RM-IoT線上監測系統取代人力巡檢,系統能夠在設備發生異常時即時發送告警,通知使用者。實現連續性的資料採集,讓設備工程師空出雙手專注實現在他們真正的價值。

特殊的彈性新增架構,用戶建置點位可依預算逐步新增。用戶還可依據不同區域、設備不同重要程度做劃分管理。



不清楚設備狀態,導致無預警停機

套用規範快速了解設備狀態

泵浦的無預警停機,可能會導致預處理液體濃度和溫度分佈不均,影響脫脂、酸洗、中和和磷化效果,影響塗層附著力和防腐性能,導致預處理液體供應中斷,使得生產線不得不停止運行,影響生產效率。

RM-IoT系統內建ISO規範,用戶無需背表,只需依照馬達輸出範圍,套用適用規範即可。軟體並以燈號顏色區別設備狀態:優良、正常、警告、危險,幫助落實預測行維護,避免設備無預警停機。



不清楚設備狀態,導致無預警停機

ISO規範不符使用?

ISO規範不符使用?

自訂門檻與 AI 預測衰退

ISO 規範適用於廠區大部分轉子設備,而當ISO規範已不符使用需求時,用戶可自行訂立閥值管理或依照設備商提供的參數設定門檻。能有效幫助用戶執行分級管理設備,也更精準管理設備狀態。

此外,RM-IoT系統綜合VRMS振動訊號等特徵數據累積,透過AI演算交叉比對,進行預兆診斷。7天AI預測設備老化衰退程度,代替人為判斷頻譜煩惱,用戶可依照設備



大型手臂
監測應用

掌握設備狀態,排除狀況,優化製程
目前全球汽車製造中大約有 70% 以上的產線使用自動化機械手臂,其中利用大量且體積龐大的機械手臂進行搬運、組裝、清洗、焊接等工作,可以更高速、安全、準確、重複的處理各種不易人工處理的繁重工作。

藉由學習正確的訊號來掌握機械手臂的狀態,了解手臂在製程哪一個步驟中出現異常,進而調整或查修,優化產線。
起停瞬間振幅很大,振動總量門檻容易誤判

起停瞬間振幅很大,振動總量門檻容易誤判

建立規範,自動追蹤識別判分

大型機械手臂的運轉動作極為複雜,除了在起停瞬間振幅很大外,運轉中正常訊號及異常訊號常常會交錯在一起,若是以數值高低當作異常訊號門檻,就會導致誤判。

VMS®-ML 自動追蹤識別技術,根據不同的製造模式套用不同的學習規範,實現真正量身定做的門檻監測。並且在即時監測訊號中,自動偵測標定過的目標訊號。即使製造過程機械動作有發生異常或是有其他外在干擾,系統依然能夠正確判別數據訊號是否為同一組週期動作,並給予判分及結果。



大型手臂製程種類繁多 多種監測方式造成負擔

大型手臂製程種類繁多
多種監測方式造成負擔

依照需求搭配,一套可適用多台

大型機械手臂在汽車製造上負責多種製程工作,不同的製程會有不同的監測需求,或是相同產線上有多種不同的機械手臂,而維護機台的工程師就需要熟悉各種監測軟體。

VMS®-ML 是專為各種週期性生產設備所設計的監測系統。可依照需求搭配多通道版本,一套系統即可監測多台設備。系統將透過演算法將重要的結果以最簡單的紅綠燈及分數的呈現。內層保留各式數據分數及特徵圖,及提供多組規範可供使用者自行設定套用。操作簡單且結果容易判讀。工程師透過簡單的教育訓練後,即可立即開始監測。

如何得知手臂異常的時間點?

如何得知手臂異常的時間點?

了解異常時間點,確保動作順暢

大型機械手臂的動作複雜,手臂也通常需要執行多項任務,在每一道過程中都需要確保品質,若是手臂異常將可能導致組裝精度不足或焊接質量不佳、產品不達標,進而影響到下一道程序。

OLVMS®-ML 學習正確動作行為作為規範,並為各別動作進行監測與診斷,了解設備在哪一個動作出現異常或不穩定的狀態,提早進行預知保養。藉由收集健康歷程趨勢,作為數據化保養計畫參考依據。並可在維修保養前後進行穩定度測試,確認維修品質、保養效果。

廠區環境
監測應用

幫助產業執行ESG,實現持續發展
在汽車製造中除了要減少生產過程中可能造成的環境影響,如二氧化碳的排放或粉塵。另外還必須為員工提供安全的工作環境,持續關注產品的安全性和可持續性,減少排放廢氣,推動再生能源的使用。

藉由監測環境的各項數值,確保車輛製造表面質量、避免各項污染物造成員工健康的濳在危害,以及產品製造過程中所產生的環境污染物質。
溫溼度影響產品品質有毒氣體影響工安環境

影響製程品質與
確保工作區域的環境質量

溫度、濕度、顆粒物監測

在汽車製造中除了要減少生產過程中可能造成的環境影響,如二氧化碳的排放或粉塵。另外還必須為員工提供安全的工作環境,持續關注產品的安全性和可持續性,減少排放廢氣,推動再生能源的使用。

焊接、沖壓等金屬加工過程,溫度會影響金屬的強度和延展性。固化和塗料的乾燥過程都需要精確的溫度控制。高濕度環境容易導致金屬部件生銹和氧化、電子元件受潮,影響產品質量和使用壽命。噴塗過程中,顆粒物附著在漆面上,將影響表面質量。此外,長期暴露在高濃度顆粒物環境中的工人有健康疑慮。

監測各類數值統計分析 並適時發出告警

監測各類數值統計分析
並適時發出告警

提升靈活性,隨時隨地掌握

搭配需要的環境感測器,物聯網可以將生產數據和環境數據實時可視化,管理人員透過查看數據圖表和報告,提高決策的透明度和科學性。因此,即使不在廠區內,若能透過手機或其他裝置進行監測,提升管理的靈活性,就能夠適應多變的市場需求和生產計劃。

固德的監測物聯網,系統附加響應式 WEB 查看功能,透過本地端內網,不限登入人數,只需連結固定 IP 內網,開啟瀏覽器即可查看設備狀態資訊,支援 iOS 、Android 及 Windows 作業系統,一套適用於多種螢幕尺寸及各式智慧型裝置,利用手機隨身攜帶更方便使用者實時監看。

幫助管理能源消耗、碳排,落實ESG

透過減少能源消耗
降低製造成本與環境危害

幫助管理能源消耗、碳排,落實ESG

汽車製造過程中需要大量的能源來支持生產設備、車輛測試和裝配線等工藝。電能是運營的一個重要成本項目,通過電能管理,企業能夠降低能源成本、維護成本、減少碳稅支出。而能源消耗對環境造成重大影響,特別是二氧化碳排放。

透過電能管理有助於減少能源浪費、降低碳足跡、優化設施的電能使用可以延長設備的壽命,減少故障和維修需求。合理的電能管理可以幫助確保供應穩定性,避免停電和生產中斷,良好的電能管理可以確保企業遵守相關法規,避免罰款和法律問題。

汽車製造 智慧監測

落實預知保養 產線效率提升

數據蒐集分析:關鍵數據蒐集

1.數據蒐集分析:

關鍵數據蒐集
藉由感測器蒐集數據經由清洗提取特徵後、特徵值累積,可進行二次監測門檻趨勢管理。

可視化戰情:掌握設備狀態

2.可視化戰情:

掌握設備狀態
蒐集關鍵數據後,透過可視化圖表或報表,方便操作人員進行直觀的監測掌握設備狀態。

預測故障查修:落實預知保養

3.預測故障查修:

落實預知保養
長時間監測累積趨勢、AI演算方式來預測設備可能的損壞時機點,提早進行預測性維護。

決策優化:產線效率提升

4.決策優化:

產線效率提升
藉由產線各類數據監測結果,尋找缺失、調整參數或設備,進而實現製程優化效率提升。

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