企业真正的核心竞争力 前途技术解析——生产篇

早先一些时候,我们通过两篇文章介绍了用四年时间从底层技术做起、立志造好车的前途汽车,为其第一款产品前途K50精心准备的机械基础(《材料、工艺与结构 前途技术解析——车身悬挂篇》,《纯电跑车的"硬实力" 前途技术解析——三电篇》)。而这篇文章将揭秘K50生产过程中的技术特色。

企业真正的核心竞争力 前途技术解析——生产篇

近日我们受前途汽车的邀请,有机会参观了其苏州生产基地,以及前途K50的动力电池工厂——华特电动工厂。面对现代化的生产线,通过与工程师们的深入交流,对于前途汽车这个企业对于践行“创新”的追求有了更加深入的了解。这里就和大家分享一下这次行程的心得。

一、好设备不等于可以造出好产品

在华特电动参观时,给我留下最深刻印象不是诸多自动化设备,而是其总经理翟晟博士的一句话:有了好设备不等于就可以造出好产品

随着近些年我国汽车产业的大发展,新建生产线不断涌现,先进的生产设备层出不穷,自动化程度越来越高,而在最终整车质量上虽然有了长足进步,但仍与国外一线品牌存在着一定差距。为什么?那就是我们的硬件水平已经达到甚至超过了人家,但在“软件”上还有不足。

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翟晟博士这句话正是有着这两层含义,一是企业要为好产品准备优秀的生产设备,二是硬件基础之上“软件设计”则最终决定了产品的品质。而这个“软件设计”包括了生产工艺设计、质量监控和生产者技能等多个方面。而通过这几天的走访,前途汽车上下则确实在“软件”上下了很大的功夫。

华特电动在对于车辆安全有着至关重要影响的电池总成方面,就做出了诸多应对。

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首先,华特在选择了软包电池单体,众所周知这种软包单体是在三种主流封装类型中热失控时安全性最好的类型。所用单体的供应商为上海卡耐新能源有限公司,其电芯技术来源于日本的英耐时。

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一般来说电池包的生产厂家只需要在供应商在把电芯发来之后,对收到的电芯进行质量管理和检测即可,但华特电动为了尽可能保证电池单体的“一致性”,对供应商电芯生产过程遵循严格的监控机制。生产期间,前途汽车工作人员到卡耐驻场监控,严格把关电芯质量。由于电芯的原材料不同批次间不可避免的存在细微差异,因此华特要求卡耐供货的每一批电芯,都必须采用同一批原材料。

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由于把控住了源头,再加上华特电动在电芯上料阶段又对每一个电芯进行了线上检测,而在电池成组、焊接、成箱、总成等诸多环节也都设置了多重的检测体系,这样最终生产出的电池标准箱乃至最终的电池总成才具备了相当出色的一致性基础。结合华特电动自行开发的分布式BMS电池管理系统、主动液冷/热温控系统和安全绝热的复合材料标准箱体,最终华特电动的RESS系统实现了“高安全、长寿命、高性能、轻量化、低能耗”的产品特色。

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对于华特电动这种严格到甚至“干涉供应商内政”的全程质量管控方式,中国汽车工程学会名誉理事长付于武称赞为“第一次听说这种管控方式,但是这种管控思想非常系统,我赞同这种做法。”而一再对于近期动力电池安全问题提出批评的中国北方车辆研究所动力电池实验室主任王子冬更是在近期直言“前途汽车是现在中国电动车行业中,电池设计思路最安全的,没有之一。”(王子冬对于动力电池安全的批评可见我之前的文章《纯电里程可能已经过剩 新能源汽车政策面临调整》)

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而放大到前途汽车整体来看,其对于质量的重视同样不是局限于某一环节的。在前途汽车焊接车间,工程师在向我介绍生产线时无论是介绍设备还是讲解工艺,最终都会不自主的以某一环节、某一分总成线的质量管控收尾。在骄傲于其国内首条全铝合金框架式车身生产线的同时,更骄傲于其严格的质量管控体系。

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以精度控制为例,传统主机厂通常仅设置1个在线测量工位,即在主线后测量车身总成,而前途汽车则在每个分总成区域都设置了在线测量工位,实现全过程的尺寸控制,保证产品的一致性。不止如此,甚至还在更细致的工艺阶段设置了各种检测夹具,将加工精度控制在了极为优秀的水平。通过全过程的尺寸监控,还可针对前途汽车的核心技术之一—铝合金车身的尺寸变形规律,提供更加全面的监控分析,进一步提升了产品品质。

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除了完善的在线检测,焊接车间还设置了包括线下的三坐标检测的多重抽检体系。而对于焊接质量除了常规手段外,还设置了周期性的全车破拆检测。即使用大地水切机冷切割系统将车身上所有焊接点进行无损(材料内部结构)破拆,以检验一定周期内的焊接质量是否有偏离工艺设计的趋势。

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在前途汽车的总装车间,6个主要整车质量检验工序及6种质量检测设备的应用更是将质量管控做到了极致。而独立的整车质量评审中心更是站在消费者的角度对产品进行抽检,去苛刻的评审车辆的一切。此外,前途汽车还通过MES(Manufacturing Execution System)即制造企业生产过程执行系统对每辆车的全部生产数据进行在线记录,做到全流程的可追溯,对于车辆后期的维护与产品改进都提供了非常重要的依据。

二、不断改进的工艺

对于质量的有效管控可以保证产品的品质,但却不能提升产品的品质。要得到更好的产品,则需从工艺上下手,不断的改进、不断的提升。当然具体的工艺是极为复杂的,而且也是一家生产企业的核心机密,在短暂的参观过程中笔者所能了解到的极为有限。这里就举几个印象深刻的小例子,借以管中窥豹一二。

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焊接车间里我注意到了成品车身看起来,似乎与上市时有些不同。好奇的与工程师沟通后,得知这其中最大的不同是在于车身的最后焊缝清洗已经由早前的打磨清洗改为激光清洗工艺。高效的非接触式的激光清洗使得成品车身上原本不易清理干净的焊接痕迹得以清楚,视觉观感明显改善。

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那么这项工艺改进仅只是为了让用户其实不怎么看得见车身好看一些吗?其实更关键的是焊接前的焊接面清理也同样改为了激光清洗。铝合金材料表面致密的氧化层与生产过程中附着的油污都是焊接的大敌,传统的打磨清理效率低、效果差,一定程度上增大了焊接工作的难度。而在改用激光清洗后,一方面极大的提升了焊接质量与成品视觉质感,另一方面也显著提升了生产效率。为此焊接车间一共添加了10台激光清洗设备。

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此外还有两点明显变化。一是在后部车身处增加了多处工艺梁(在生产过程中加装的用以结构支撑的临时性结构),以避免电池总成安装前由于框架结构不完整而引发的轻微形变,进而提升整体安装精度,提升成品率。二是原先安装一般生产工艺在总装线安装的后防倾杆被调整至焊接车间安装,这是由于车身经预装车间安装车身覆盖件后这个防倾杆安装上极为不便,这个细微的调整又起到了事半功倍的效果。

不止于此,作为一款质感极为重要的高端电动汽车,前途K50的生产中其实还进行了多次的细节调整。比如快充口和行李舱口背板,就由原来直接外露的铝合金材质分别调整为视觉感受更好的涂漆工艺与电镀工艺。

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而在前途汽车国内首创的碳纤维成型车间里,也处处可以见到这种工艺上的精细所在。例如在抓取工序上,前途汽车通过首创的新模式:在模具上开大量气孔,高压气体通过气孔导入,产生的压差将预浸料与模具分离。这一有效的方式解决了预浸料分离时易变形的行业难题。

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在模压方面,前途汽车淘汰了传统模具采用油升温的老方法,而采用了蒸汽加热法,节省了大量时间,使生产速度较传统方法提高了十几倍。利用业内领先的四角调平技术,尺寸精度能达到0.05mm,整个模压过程实现了全自动化,保证了零件的性能、成型质量、表面质量等技术指标。

在攻克碳纤维的切割的难点上,前途汽车也自有独门绝技:自主开发的机械臂铣削工艺,不仅规避了CNC加工及水切割的缺点,独立开发的校正系统,更是使得切割线轮廓度达到0.2mm。

在清洗工序方面,前途汽车首创了干冰清洗的方法,攻破了水洗打磨无法实现自动化的弊端。利用干冰小颗粒高速冲击到零件表面迅速汽化升华热交换,使污垢迅速冷冻,从而使凝结、脆化、剥离过程完全实现自动化。

凡此种种,不一而足。

三、务实的品质与成本平衡

企业永远是以营利为目的的,而企业所谓的企业价值与社会责任都是在健康发展的盈利过程中得以自然显现的。

翟晟博士在阐述华特电动动力电池回收与梯次利用规划的时候表达了这一观点,作为例证华特的标准电池箱就是这样的产品。

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常规来讲,由于电池总成的非标准性并不具备直接的梯次利用可行性,一般会将回收的电池包PACK拆解,检测内部电芯的状况,然后将可用电芯重新打包。如此一番过程下来,全新的包装、电控、散热等等,再利用的电池包的价格可想而知。

而近期动力电池利用的代表性企业中国铁塔给出的采购价格仅为0.68元/Wh,这么算下来很可能大多数新能源汽车企业都无法覆盖电池补贴退出后的电池回收成本。

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而华特电动的标准电池箱设计则可以通过对回收电池箱的BMS重新写入适用于梯次利用使用逻辑的控制程序,直接转交与后续梯次利用。这就极大的降低了再循环成本,觉华特电动解释甚至可以很大程度上实现以循环梯次利用的收益反哺新车动力电池,使得企业能更加从容的应对新能源汽车补贴退坡后的市场环境。

大处如此前瞻,小处亦不轻忽。

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在参观总装车间时,笔者曾对多处未知用途的疑似空闲工位提出了疑问。而答案则是此乃有意为之的“预留工位”。前途汽车自主设计的生产线上为已经投产的前途K50和前途汽车下一款车型共线生产、合理共用产能做出的先期准备。避免重复建设、最大化利用设备产能,是有效降低产品成本的有效措施。

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而其碳纤维车间对于碳纤维成型工艺选择,则更体现出了这一点。基于车辆性能的考虑,全车除易损的前后保险柜外所有外附件全部采用碳纤维材质,总质量却只有48kg。在碳纤维车间内第一次尝试举起庞大的车顶碳纤维件的时候,由于过于高估了零件重量差点闪到了腰,最终直接变“双手举”为“单手拎”,可见碳纤维对于轻量化的贡献。这种在我们日常闲聊中除了贵没大毛病的轻量化覆盖材料应用于量产车同样面对这成本的问题。

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为了降低成本,前途汽车选择了碳纤维预浸料加工成型工艺,而放弃了宝马汽车所采用的高温压注成型工艺。虽然在成型效率上有些许降低,但生产成本特别是设备成本上却得到了显著降低。

从这我们也可以看出,前途汽车在工艺选择上既没有妥协于成本放弃不断的改进提升,又没有一味的“财大气粗”的砸钱。而是不断在成本与品质提升间努力的寻求着平衡,该花的不能省,不该花的绝不浪费。

总结:

我们无法期待世上有完美的产品,而却可以期待一个产品不断趋于完美。与评价已经生产出来的了的单一一件产品不同,看待一家企业,我们所做出的评价既要考察它现已推出的产品,更要关注它的企业文化。这个“企业文化”是包括其产品规划、工艺设计和质量、成本管控等方方面面的“软件”设施。可喜的是就我所见,前途汽车对于践行“创新”的追求绝不是流于口号与形式,而是真正的贯彻到了企业的方方面面之中。对于这样一家充满活力的企业,我们也不妨给予更多的期待。

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来源:EV知道

链接:http://www.evzhidao.com/news-105567102_all.html

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