目前的汽车制造模式,即提供多种车型、颜色和选择,被称为大规模定制。然而,大规模定制正在转变为大规模个性化。在大规模个性化中,产品被独特地迎合消费者的欲望。例如,一些购车者可能想用奢侈品牌(如路易威登)来取代普通的汽车座椅,以使自己与众不同。

自动电动汽车(aev)的出现可能会加速这一趋势。AEV不需要司机来操作车辆。因此,它为司机和乘客创造了除驾驶以外的活动空间和时间。汽车可以是那些忙于工作的人的办公室,也可以是那些需要休息的人的休息区。如果汽车成为家庭或办公室的延伸,它就不再是一种选择,而是一种必需品,就像办公室或房子一样定制它的内部。

然而,如果采用专为大批量、低混合生产而设计的制造工艺和价值链,将很难大规模生产个性化汽车。

汽车制造价值链由冲压车间、车身车间、喷漆车间和装配组成。在自动化方面,装配过程不同于其他过程。印刷车间、车身车间和油漆车间的自动化水平通常很高。许多工作几乎是100%自动化的。然而,由于任务的复杂性和零件的多样性,总装很难实现自动化。

在保持各种自动化水平的同时实现大规模个性化的一种方法是将总装与价值链分离。冲压车间、车身车间和涂装车间将继续作为中心位置的大规模生产中心,而最终组装将在位于城市地区的独立微型工厂进行。装配过程不需要在物理上与其他制造过程一起。相反,它可以转移到劳动力供应有弹性的城市地区。该模型可实现小批量、高混合生产。

然而,在城市建立装配厂的一个障碍是建筑规模的限制。很难找到大片的空地来安装传送带。这种生产线对于传统的汽车装配厂来说是必不可少的,这些装配厂是为低混合、大批量生产而设计的。但是,在城市装配厂,这样的生产线将成为不灵活和昂贵的纪念碑。为了实现大规模个性化,城市装配厂必须采用异步生产系统。它们的设计必须具有最大的灵活性和最小的资本投资。

无输送机的设计解决了这个问题。更好的是,它非常适合电动汽车的组装,因为与汽油动力汽车相比,电动汽车所需的部件数量要少得多。

自汽车行业诞生以来,汽车装配厂一直建在城市地区。然而,近年来一个显著的变化是电动汽车生产的城市化。我想到了几个例子。

第一个是2021年英国电动汽车创业公司Arrival在南卡罗来纳州Rock Hill建造的微型工厂。Arrival的目标是让电动巴士和货车尽可能便宜。框架用铝代替钢。车身面板由专有复合材料制成。在不需要数百英亩土地和特殊用途的建筑的情况下,这个微型工厂在现有的空仓库空间里用了大约六个月的时间建成。工厂没有昂贵的金属冲压机、焊接或油漆车间,也没有固定的输送线。相反,一个平板滑板底盘是由挤压铝型材组装而成的。车身面板用航空航天级粘合剂粘合。涂饰是通过对复合材料进行染色或对车辆进行包装来完成的。agv运输部件而不是输送线。

另一个例子是e.GO Mobile在德国亚琛的电动汽车装配厂。e.GO成立于2015年,始于亚琛工业大学。该工厂最大限度地发挥了城市基础设施的优势,而不违反居民区的环境标准。例如,工厂已采取与排放有关的调整和隔音措施,以减轻工厂对当地居民的影响。进站和出站物流的设置方式可以分流邻近居民区的交通。

第三个例子是大众汽车在德国德累斯顿的装配厂。工厂建于2001年,采用玻璃结构,人们可以看到里面。最初,超过17000名市民签署了一份请愿书,反对建造工厂,原因是预期的废气排放和进出的卡车。然而,在大众采纳了利用名为CarGoTram的公共有轨电车基础设施来运送材料和产品的创新想法后,工厂最终获得了批准。该工厂现在每天两班倒,生产72个电子高尔夫球。

另一个有望引起业界关注的城市汽车工厂是新加坡现代汽车全球创新中心。据悉,该智能工厂计划于2022年下半年开业,旨在连接人、自然和技术。

车辆作为传送带

城市汽车装配厂的设计应具有最大的灵活性,最小的资本投资和异步生产。这使得传送带不再使用,而是青睐自动运输技术。有两种选择:自主移动机器人(AMR)和VaaC。

amr是一种配备了车载传感器的车辆,可以沿着预定的路径自动移动车辆或材料,而不需要在地板上放置磁带。

在VaaC中,EV引导自己完成组装过程。一个临时安装在电动汽车下方的传感器滑橇,基于本地传感和与高级车队管理系统的通信来引导电动汽车。滑橇的设计很容易在组装结束时拆卸。撬体有一组销,暂时与定位孔在车身下面。该防滑装置配备了大量传感器,可以探测到电动汽车周围的物体。

作为传感器滑橇的替代方案,可以使用安全传感器制导系统。引导系统安装在底盘上,暂时控制车辆的控制系统。从本质上讲,电动汽车变成了自动驾驶汽车。制导系统包括传感器、收发器和紧急停止装置。传感器检测入侵预定区域。该范围由安全额定传感和停止距离标准决定。制导系统还包括一个路径投影仪,它将可见光束从车辆向前投射。在某些情况下,制导系统可能在底盘的一个或多个角落有多个传感器。每个传感器都可以配置为在一个三维空间中进行感知,这样这些空间就可以在底盘周围形成一个缓冲区。

另一项可以实现无传送带装配系统的技术是车载定位装置。在一个典型的汽车厂,使用特殊的设备来提升或倾斜车辆,以优化装配工的工作位置。然而,这样的设备需要大量的电力,不容易重新配置。相反,使用车载动力装置来定位车辆将是可取的。这样的设备不需要外部电源,还可以节省空间。

定位装置将由车辆的一个或多个轮子驱动,而不需要外部动力。它由两个滚轮、一个皮带和一个被动运动装置组成。代替皮带,该设备可能包括其他机制,如链条,传动轴或液压。当车辆的车轮定位并在两个滚轮之间互锁时,车轮的运动驱动传送带,驱动被动运动装置,使车辆上升或下降。

在不久的将来,我们可以想象这样一个场景:汽车工厂本身不再存在,而是与汽车经销商合并。利用VaaC概念和滑板式汽车设计平台,一个微型工厂可以建在汽车经销商的仓库里。然后,车辆部件——滑板、车身部件、座椅、玻璃、控制台等——从供应商直接运往经销商。经销商组装车辆,并通过订单到交货系统将车辆交付给客户。我们可以称之为销售点工厂,这是使用我们提出的技术的一个可能的实际场景。