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汽车生产自动化系统的发展趋势

汽车生产自动化系统的发展趋势 2011年12月04日 来源： 由于中国巨大的汽车市场，各个国际汽车巨头目前纷纷在中国各地投资建厂，汽车制造商为了扩大品牌占有率和汽车销售，会对原有厂房或生产线进行扩建或改造，同时，由于汽车厂商的建厂、改造，必然会带动相关零部件厂商间的竞争，从而零部件厂商也会为了扩大生产而采取相应措施，因此，需要越来越先进的生产设备和系统来扩大自己的生产、增进效率、降低成本。汽车自动化系统的发展成为了业界瞩目的焦点之一。 一、控制系统正在向现场总线方向发展 对于每一个工业界的应用需求来讲，为了促进现场的智能化、控制功能分散化、控制系统开放化的效益，工业以太网（Industrial Ethernet）以及现场总线（fieldbus）技术的确是一个非常好的选择，为生产效益提升所贡献的综效（synergy），这是每一位制造业的朋友们都有目共睹的。 在汽车制造行业中，由于近几年来国际的大型投资项目进入到中国市场，尤其是日本的三大汽车公司的项目。身为汽车行业应用解决方案的领头品牌，欧姆龙系统方案正在各个项目中展开，包括生产执行系统（MES），设备监控管理系统(FMCS)，情报讯息系统(RFID, 2-Dimension Code, BCR)，无线生产资料通讯系统(WT30,WD30)等。拿欧姆龙的现场总线来说，它是基于DeviceNet的平台而构建起来的。当然，以DeviceNet身为第一个符合中国国家现场总线标准的解决方案的立场而言，对于各个相关的工业领域的应用，包括汽车，半导体，液晶，化工，钢铁，石油，食品等等行业，DeviceNet的确扮演着非常重要的角色。DeviceNet的解决方案（产品）除了PLC之外，还有相当多的传感器，控制元件，运动单元，配合着欧姆龙的Control Link 控制方案，可以非常整体（integrated）地来满足所有工业界应用的需求。 二、工业控制网络将向有线和无线相结合方向发展。 有线局域网以其广泛的适用性和技术价格方面的优势，获得了成功并得到了迅速发展。然而，在某些工业的生产现场，由于工业环境禁止、限制使用电缆或很难使用电缆，有线局域网很难发挥作用，因此无线局域网技术得到了发展和应用。随着微电子技术的不断发展，无线局域网技术将在工业控制网络中发挥越来越大的作用。 因此，关于无线方案的应用，在目前的市场需求环境之中是非常巨大的，包括个人的生活需求，商业环境需求，和生产制造环境的需求。由于无线应用解决方案的出现，为大家带来了无数的方便性和灵活性。但是，特别是在工业生产的需求领域之中，假如无线的需求方案无法提供一个可信赖的，安全的操作实用性的时候，无线的解决方案就会变成一种危险的问题状况。 无线网络的方案，在制造行业的生产现场里，可以让一个工厂变得更灵活，更方便。譬如说：在工厂的设备安装的平面规划时的柔性，在工厂的设备安装面积利用率的提升，在工艺流程改造和移动时的简单性……等等。当然，无线通讯的安全完全被保证，必须根据国家规范来加以限制，这是最基本的条件。 欧姆龙的工业领域无线方案在汽车制造行业中应用广泛，特别是，例如用于生产情报的安东（Andon）系统，和其他的汽车生产现场的特别应用场所。此外，欧姆龙的工业级无线应用方案（WT30，WD30），可方便地、快速地构建起“无线DeviceNet现场总线”的系统。目前，各大日本汽车生产工厂已经都采用了欧姆龙公司的方案。 三、PLC的发展方向和其他特殊应用方案趋势。 长期以来，PLC始终处于工业控制自动化领域的主战场位置，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与DCS和工业PC形成了三足鼎立之势。 目前，国内PLC市场仍以国外产品为主，如欧姆龙、Siemens、Modicon、A-B、三菱、GE的产品。虽然国内也有大约30家的生产厂商，但是目前都尚未到达足够的生产规模。 据专家估计，从2000年PLC的国内市场销量为15~20万套（其中进口占90%左右），约25~35亿元人民币，年增长率约为12%。预计到2005年全国PLC需求量将达到25万套左右，约35~45亿元人民币的规模。同时，PLC市场的变化也反映了全世界制造业的状况，2000后大幅度下滑。但是，按照Automation Research Corp的预测，尽管全球经济下滑，PLC市场将会复苏，估计全球PLC市场在2000年为76亿美元，到2005年底将回到76亿美元，并继续略微增长。 基本上，体积微型化、网络化、PC化和开放性是PLC未来发展的几个主要的方向。但是，随着软PLC（Soft PLC）控制组态软件的进一步完善和发展，安装有软PLC组态软件和PC-based控制的市场份额也将逐步得到增长。 目前对于PLC的市场发展来讲，在中国PLC应用市场的占有率和行业应用覆盖率两方面，欧姆龙的PLC产品都能居于比较领先的地位。 其次，还有一个问题值得思考，那就是“在汽车制造领域之中，除了PLC和一般的控制元件之外，市场的使用者还需求什么呢？”这里有两个优秀方案可作说明。 首先，是“情报收集管理”的方案。在一个复杂的汽车生产工艺之中，大量的情报收集、管理、应用是绝对必要的。当然，除了必要建构上位的生产管理系统之外，如何从现场取得精确而可靠的生产数据，就是一个绝对关键的必要手段。从传统的人员手动识别方法，条形码(Bar code)的应用方法之后，RFID（Radio Frequency InDentification）可以说是一个更具备弹性，资料内存更大，而且可重复使用的优秀应用方案。 其次，为了每一台汽车的品质保证，安全保证的目的，美国电子工业协会(ECC200规范)，美国汽车工业协会(ECC200规范)，日本汽车工业协会，日本汽车部品工业协会，国际标准规格ISO15394对此作了明确的规范。在规范的要求之下，每一个关键的汽车零部件，包括发动机每一个零部件、安全气囊、避震器等等，都必须刻印上个别的单一的身份特别码(Identification code)来加以管理，使用的是一位码（1-dimension code） 或者二维码（2-dimension code)。目前来讲，这还只是一个刚刚开始新的规范，但是对于今后的汽车市场发展来说却是绝对会被执行的。目前已经有几家大型重要的汽车生产厂商开始导入这个规范。欧姆龙的V530-R160系列，V400-HS系列正是这个标准应用的领头羊。虽然在中国国内市场目前还没有被要求导入，但是对于中国的汽车生产厂家来讲，在面向国际市场需求的未来发展，这个工艺应用方向是完全必要的，是必须要实现的。原载《国际汽车设计及制造》(end)

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