在自然的氛围中探索Can总线应用：精益制造视角下的汽车产线设计

无论我们讨论何种生产，精益思想对于工厂而言是基准，精益就关乎“质量”、“成本”、“交付”三个核心话题，一切都围绕这三个生产的核心话题而展开。经过数十年的发展，精益制造已经成为全球优秀的制造商所共同执行的运行管理体系，因为必须确保稳定可靠的生产，然后才能谈到数字化转型、智能化升级，因此，我们必须让技术回归制造的本质，在这个基础上探讨产线设计。

应对个性化生产难题

智能制造正在成为产业聚焦的热点话题，就目标而言，智能制造要解决“个性化需求”和“成本效率”不断提升的问题。归结起来，主要聚焦了几个问题：

（1）通过软件定义智能来让机器与产线适应变化的需求；

（2）通过对生产全局数据分析来优化生产效率；

无论对于“标准流水线”还是“大规模定制”，企业竞争力来自于质量、成本与交付能力，因此，对于产线投资者来说，稳定的高品质生产才能真正让企业获得增值，从而长期获利。

第二个问题容易理解，今天通过工业互联技术，可以将原有的单机生产进行连接，并实现数据透明传输。但是，对于第一个问题却会遇到瓶颈，因为机械刚性的使得要获得柔性的产品变成了难点。产线在自动化系统规划下实现了根据工艺建模能够适应变化但却需要执行机构能够胜任这样的变化，那么传统的产线就成为了瓶颈。

评估产线投资效率关键指标包括OEE，这对于大部分End User极为关注，同时产品上市时间和投资回报也是关键评估指标。

回归本质-生命周期评估

如果我们仍然延续传统的一套操作模式，那么想要达到高品质、高速度、高可靠度就会变得不那么容易。如果我们采用新的方法，比如引入Can总線，它能帮助提高通信速率并减少误码，这样可以更好地监控整个车辆组装过程，从而提高整体生命周期管理水平。这不仅有助于降低维护成本，还能缩短产品上市时间，使得客户更快地获取新车款，也意味着公司可以快速响应市场变化，从中获得更多竞争优势。

图1-OEE影响因素及控制工艺分析

个性化并非易事

了解了OEE这个关键指标，我们就会发现个性化实际上对于生产而言，将带来很多挑战：

（1）开机损失：如果频繁换型，那么开机浪费无法解决，由于订单变小，而开机浪费是固定值，那么这会导致不良品率提升，因为分母变小。

（2）设置与调校：因为频繁换型所需调校时间，使得设备可用性大幅下降。原来每周更换一次模具、调校机械，对于个性化可能每天都需要数小时，那么设备增值加工时间就会变小。

传统机械带来的柔性瓶颈

除了换型带来的品质和可用性的损失，传统机械还存在以下问题：

图2-传统机械由链条或皮带传输

（1）磨损：由于齿轮等磨损会导致精度不足，并使得机器无法高性能运转。

（2）不能灵活调整：包括感应电机或者分度盘等方式组装加工过程，不利高速平稳调整。

（3）不能实现调整：分度盘因批量加工设计，其间距移动速度都不能轻易改变，以致新产品往往要重新设计系统测试验证，这些都会使整体不可用。

图3-ACOPOStrak柔性电驱输送系统

柔性电驱技术应运生

为了面对更加复杂多样的个人需求、新一代柔系列电驱动技术诞生，如Beckhoff SuperTrak/ACOPOStrak，如图4，它采用长定子直线电磁悬浮滑块运行轨道之上的滑块装载，被加工对象运行轨道之上，可理解为磁悬浮列车，其上的滑块利用电子磁方式，可以根据软件定义调整间距、运行速度加速度以满足不同物料处理要求，更符合现代快速反应市场环境下的需求。此外，还具有多种轨道形式设计，如图5，可以构成非常灵活的集成式工作站，与众不同的特点：

Graph 5 - ACOPOStrak System Benefits:

(1) Hot swapping: Rapid change of fixtures and the ability to perform this in real-time on a fixed area;

(2) Digital Twin: Allows for testing and validation of new production combinations in a virtual environment, ensuring quick entry into stable production after fixture change. This reduces risks associated with investing in new lines;

(3) Track Variability: Enables flexible adjustments without complex changes to the line, tailored for "flexible" manufacturing.

(4) Collaborative Work: Electric-magnetic-software integration enables coordination between robots, workstations, packaging machines, molding machines, etc., via bus communication.

(5) Flexible Adjustment: Quick adjustment of sliders can be simulated virtually or performed physically as needed.

This technology offers multiple aspects of OEE improvement:

Faster fixture changes,

More reliable product quality,

Lower downtime risk,

Overall higher OEE levels that allow for high-quality production even under individualized demands.

The Can总線 plays an essential role here by enabling faster data transmission rates and reducing errors during communication. This allows better monitoring throughout the vehicle assembly process and enhances lifecycle management capabilities. By leveraging these advantages through smart manufacturing practices such as precision engineering and automation technologies like robotic systems integrated with advanced control systems based on artificial intelligence (AI), we can make substantial strides towards achieving highly efficient production processes while maintaining flexibility within our operations.

By adopting such cutting-edge solutions like Beuckhoffs' ACOPROSTRAK system coupled with CAN 总線 technology in car factory design & implementation, it is possible to significantly boost efficiency while making room for greater customization options catering to specific customer needs – thereby enhancing overall competitiveness within the automotive industry.