Part.01、概述

北汽（广州）汽车有限公司成立于2011年4月1日，是北京汽车集团有限公司乘用车整车资源聚合和业务发展平台--北京汽车股份有限公司（上市名称：北京汽车，H股代码：01958）旗下的全资整车生产企业。定位：北汽自主品牌乘用车华南生产基地、整车出口基地、对外合资合作平台。产品：北汽中高端自主品牌轿车、SUV、MPV和北汽新能源汽车。

北汽（广州）汽车有限公司项目总投资50亿元人民币，规划产能30万辆/年。其中，一期投资36.2478亿元，建设用地1,247.462亩，红线内土地面积1,128亩，产能10万辆/年，建设内容包括冲压、焊装、涂装、总装四大分厂、质量中心、职工餐厅、10KV配电站、污水处理站、综合动力站房、供油站、试车跑道、PDI成品车停车场及配套公共设施，总建筑面积达21万平方米。

在广东省、广州市、增城区各级政府的大力支持和帮助下，北汽（广州）汽车有限公司以建设“资源集约型和环境友好型高水准汽车生产基地”为目标，对标国内外先进的工艺技术标准，采用国内领先、国际一流的先进设备和生产工艺，仅用18个月的时间就完成了工厂土建和工艺设备安装、调试工作，实现了首车下线。

2015年北汽（广州）汽车有限公司全面转入了生产运营期, 积极推进精益生产管理和全面质量管理，全面梳理制度流程体系，先后通过了ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系、OHSAS 18001职业健康安全管理体系、“两化”融合体系和安全生产标准化一级企业审核认证。

2015年11月，北汽广州公司先后获得了跨类生产轿车和新能源汽车生产资质，为下一步更好、更快发展创造了重要条件。

北汽广州公司积极承担企业社会责任，有效地拉动增城汽车整车及零部件产业的发展，促进了汽车及汽车零部件产业集群化，给周边地区群众创造了大量就业机会，提高了就业收入，为增城经济社会发展发挥了作用。严格依法诚信纳税，在当地树立起良好的企业诚信形象，获得了“2012—2016年度广州市纳税信用等级Ａ级纳税人证书”。

Part.02、总体架构

涂装车间建筑面积为4万平方米，主体二层，局部三层。涂装车间喷涂作业整体实现自动化、无人化，共有48台ABB机器人进行内外自动喷涂，是国内自主品牌首家在厂房规划建设时安装内喷机器人的企业。涂装整线输送采用自动控制、连续流水作业方式。涂装车间喷涂工艺采用3C2B (中涂+烘干+面漆+清漆+烘干)，电泳、中涂、面漆均采用水性漆。在涂装项目工艺规划和建设过程中，荣获《涂装车间节能方法》和《基于转轮浓缩和RTO的涂装车间废气处理方法及系统》二项国家发明专利。

涂装车间一层主要为油漆车身存储区和修饰区，涂装二层主要为机器人自动喷涂区、烘干区和前处理电泳线区，涂装局部三楼主要为喷涂区域集中送排风空调设备区，涂装车间东侧外围主要为废气浓缩转轮设备和废气焚烧RTO 设备。

Part.03、建设方案

涂装车间使用关键装备应用包括：高档数控机床与工业机器人48台，工业控制系统装备4套，智能传感装备2套，智能检测与装配装备2套，智能物流与仓储装备2套，软件与网络设备2套；具体明细详见附件一：智能制造核心装备应用情况。

车间工艺与通用设备布置简图（▲）

车间机器人应用图（▲）

涂装车间的通讯网络架构分为工业以太网（E网）和设备网（D网）；以太网通过采用网络故障诊断简单，易于扩展的，高可用性和高容差性的智能混合网络拓扑结构，实现网络故障的自动诊断和故障节点的自动隔离，有效的保障了生产网路及时性、有效性和安全性；设备网络（D网）的应用实现了上层设备中央控制器PLC与下层应用模块（I/O模块）的网络传输，实现设备数据信息的传输。涂装车间整体采用双网络架构方式，有效把工业网与设备网区分，保障了涂装车间网络的稳定运行。

涂装车间系统集成方案中整体采用AB品牌可编程逻辑控制器（PLC）作为CPU，同步使用以太网（E网）和工业网（D网）双网配合的传输方式，实现全车间自动化控制；全车间每套PLC均配置可编制触摸屏，满足人员对生产设备进行可视化和数字化的控制管理。

涂装车间的信息管理平台包括AVI控制系统和能源管理系统两部分。车间内部采用AVI控制系统，全线分布25个数据站点，贯穿整个生产线和各个机器人站点的通讯及数据交互。该系统采用软硬件方式搭建整个系统，硬件搭配使用图尔克（TURCK）和华清科盛(TBL)的超高频读写头、AB品牌PLC、IBM服务器，软件使用AB专业软件、SQL和TURCK专用软件，通过软硬件搭配方式实现数据的实时读取、传送、记录等功能，同步实现与公司MES系统进行有效数据交互，实现在多条喷涂生产线（中涂、色漆、清漆）根据不同车型和不同颜色进行柔性化定制生产，最终实现油漆车身数据在车间内部的数字化生产。

AVI系统站点简图（上图▲）

涂装车间作为能源使用大户，在多种能源（水、电、气）管控方面，同样能做到精准管控和能耗分析；在动力站房控制室安装了北京合众慧能公司设计的能源管管理系统，在涂装车间现场各条生产线均安装的能源采集传感器，实现能源数据采集，能源管理系统会自动根据数据采集量与单车能耗设定值作对比分析，从而实现车间电能、自来水、天然气的精准管控。

能源系统总图（上图▲）

涂装车间电表图（▲）  燃气监控图（▲）

涂装车间的制造管理模式是按照工厂制造执行系统（MES）进行生产运营。MES系统的建立是根据公司工厂初期建设的整体规划，为实现未来产量的高效、高品质的汽车生产线，所建立一个全面精准的工厂制造执行系统（MES）。MES在整个企业信息集成系统中将承上启下，建立生产活动与管理活动信息沟通的桥梁。MES作为面向车间层的生产管理技术与实时信息系统可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质；MES系统分为工厂级、车间级和生产线级；MES系统在车间内部的作用主要有以下方面：

a.监控涂装车间内主线体和主要设备的状态：运行、停止、故障、产量、零部件号、零部件名称、零部件产量；

b.显示每个设有AVI站点工段（两个站点之间）在线车辆信息，在线量和下线量；

c.车间计划产量和下线产量；

d.车辆在车间的分布情况；

e.焊装库区WBS 在线量；

f.总装缓存库区PBS 在线量；

g.显示各个主线线边每个求援和急停呼叫信息；

制造执行系统图（▲）

Part.04、技术难点与创新点

技术创新点一：涂装油漆车身套色工艺混线生产的应用方法。

《一种涂装生产套色车型自动分道功能系统》的发明专利，解决了套色工艺生产时的输送设备路由规划问题。本发明不但能在套色车混线生产时，自动根据套色车信息按照既定的路由规则实现分道运行，还能减少确认套色车的岗位人员的投入，及减少人员去手动操作设备造成未知故障的风险；本发明的路由规则可以在一定的权限下进行修改，后续可以本系统直接增加其他车型的路由规则；本发明有效的利用环网技术，实现了不同网段的PLC数据实时传输，有效防止了中涂打磨线的堵停。《一种涂装生产套色车型自动分道功能系统》，专利号：201910731637.0 。实审中

技术创新点二：整车连续全自动内喷精准喷涂的应用；

涂装车间共使用48台ABB机器人完成全自动涂胶、喷漆等作业工序，实现了整个喷涂作业完全自动化、无人化；机器人应用位置分别如下：2台工业机器人完成车身轮罩位置的焊缝密封作业工序，2台工业机器人完成左右下裙边喷胶作业工序；4台机器人完成车身PVC喷胶作业工序；中涂、色漆、清漆线共使用12台开门机器人、4台开盖机器人和24台喷涂机器人共同配合作业的方式，同步利用输送板链安装位置编码器的跟踪反馈功能，实现全自动内、外喷精准喷涂，成为中国首例实现了国内汽车行业整车连续全自动内、外喷涂的先行者。以下仅附上面漆内喷、外喷的图片。

面漆内喷（上图▲）

技术创新点三：环保废气的处理及排放

a.针对烘干炉设备燃烧产生的大量废气，引进了废气焚烧设备(RTO)，把电泳烘干（直燃炉）废气、中涂烘干和面涂烘干废气通过管道统一输送到RTO设备进行焚烧处理排放。

b.针对溶剂性漆雾（清漆） 含有大量VOC成分，会引起排放数据异常的情况，引进了废气浓缩设备（转轮），通过高温吸附和脱附技术把VOC废气集中输送到RTO设备进行焚烧处理排放。《基于浓缩转轮和RTO的涂装车间废气处理方法及系统》的发明专利，专利号：第1421793号。

技术创新点四：涂装车间节能方法

涂装车间设计一种节能方法，利用RTO废气焚烧处理后达标排放气体的剩余热量，送至一个热量回收设备，通过气液换热装置与热量回收设备进行余热回收利用提供锅炉管道循环水升温，达到节能目的。《涂装车间节能方法》的发明专利，专利号：第1421590号。

技术创新点五：涂装车间能源精准管控与能耗分析

在涂装车间现场各线体和工艺设备中安装多种能源（水、电、气）数据采集传感器，在动力站房控制室内安装能源管理系统，使用光纤网络作为网络传输实现了涂装车间能源的精准管控，逐步实现能源的节能降耗目标。

Part.05、解决的重大问题

5.1.涂装车间建设初期设计采用开盖机器人+开门机器人+喷涂机器人的搭配方式，开创了全国最早实现了全自动内喷的先例，解决了早期人工喷涂的局限性，提高了车身喷涂质量，减少了内喷喷涂作业人员。

5.2.涂装车间建设初期设计采用基于浓缩转轮和RTO的废气处理方法和系统的应用，解决了烘干炉、清漆废气等有机挥发性物质对大气的污染。利用转轮的废气浓缩功能，把有机挥发性物质进行浓缩处理后再送到RTO进行焚烧，减少了RTO的废气处理量，提高了RTO的废气处理效率，达到环保节能的效果。

5.3.涂装车间现有生产线输送设备，通过技术改造实现套色工艺油漆车身生产规划，解决了套色工艺生产时的输送设备路由规划问题，解决套色车混线生产的规划问题；该路由系统自动根据套色车信息按照既定的路由规则实现分道运行，还能减少确认套色车的岗位人员的投入，及减少人员去手动操作设备造成未知故障的风险，有效防止了中涂打磨线的堵停。

Part.06、国内外同行业对比

6.1 涂装车间建设初期设计采用开盖机器人+开门机器人+喷涂机器人的搭配方式，开创了全国最早实现了全自动内喷的先例；

6.2. 涂装车间建设初期设计采用基于浓缩转轮和RTO的废气处理方法和系统的应用，解决了烘干炉、清漆废气等有机挥发性物质对大气的污染。利用转轮的废气浓缩功能，把有机挥发性物质进行浓缩处理后再送到RTO进行焚烧，减少了RTO的废气处理量，提高了RTO的废气处理效率，达到环保节能的效果。《基于浓缩转轮和RTO的涂装车间废气处理方法及系统》的发明专利，专利号：第1421793号。

6.3. 涂装车间建设初期设计的一种节能方法，利用RTO废气焚烧处理后达标排放气体的剩余热量，送至一个热量回收设备，通过气液换热装置与热量回收设备进行余热回收利用提供锅炉管道循环水升温，达到节能目的。《涂装车间节能方法》的发明专利，专利号：第1421590号。

6.4. 在2015年通过设备技术改造项目，采用工业机器人与车身摄像系统（VMT）结合的技术，完成了车身轮罩位置的机器人涂胶代替人工涂胶作业；

6.5. 在2017年通过设备技术改造项目，采用工业机器人与车身摄像系统（VMT）结合的技术，完成了车身下裙边位置的机器人涂胶代替人工涂胶作业。目前涂装车间共采用48台ABB机器人完成全自动涂胶、喷漆等作业工序，实现了整个喷涂作业完全自动化、无人化；

Part.07、实施效果及效益分析

涂装车间涂装整线输送采用自动控制、连续流水作业方式。涂装车间喷涂工艺采用3C2B (中涂+烘干+面漆+清漆+烘干)，电泳、中涂、面漆均采用水性漆。全线按32JPH节拍生产，目前涂装车间制造运营成本单台总费用为1370元，制造综合效率为90%，现场人员为117人，一次产品直行率控制在95%以内，单台能耗费用为622.17元/台。

Part.08、下一步进行智能化改造提升的计划和思路

提升思路一：目前密封胶线采用人工胶枪涂胶方式进行车身焊缝密封作业，后续可以采用工业机器人和车身定位系统搭配使用的方式进行车身焊缝涂胶作业。

提升思路二：目前车身内部的阻尼垫的安装均由人工放置，后续可以采用工业机器人和车身定位系统搭配使用的方式进行车身内部阻尼垫的放置，或采用工业机器人和车身定位系统搭配使用的方式喷涂环保阻尼胶代替。

提升思路三：车身在喷房完成机器人喷涂后，人员进行目视抽检，后续可以引进机器人携带各种质量检查扫描仪器实现全车自动检查。

来源： 汽车智能制造技术