汽車產(chǎn)業(yè)變革如火如荼，汽車焊裝作為車輛制造的核心環(huán)節(jié)，直接決定著整車的結(jié)構(gòu)安全性與生產(chǎn)效能，更是衡量汽車工業(yè)智能化水平的重要標(biāo)尺。在工業(yè)4.0與新能源汽車革命的雙重驅(qū)動(dòng)下，傳統(tǒng)焊接工藝正經(jīng)歷著智能化重構(gòu)——通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生、AI視覺檢測(cè)等技術(shù)的深度融合，智能焊裝工廠實(shí)現(xiàn)了從零部件精準(zhǔn)定位、多機(jī)器人協(xié)同焊接到實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)控的全鏈路閉環(huán)，推動(dòng)行業(yè)向高精度、零缺陷、柔性化生產(chǎn)持續(xù)進(jìn)化。

在這一背景下，由中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)、上海市焊接學(xué)會(huì)主辦、漢諾威米蘭星之球展覽（深圳）有限公司協(xié)辦的“汽車焊裝智能工廠技術(shù)研討會(huì)”在第28屆北京埃森焊接與切割展覽會(huì)期間同期舉辦，聚焦數(shù)字孿生在智能制造中的應(yīng)用、智能化焊接技術(shù)等前沿議題。本期，我們擷取會(huì)議上嘉賓演講的精華，看看這些標(biāo)桿企業(yè)是如何驅(qū)動(dòng)汽車焊裝從零部件精準(zhǔn)焊裝、高效裝配到智能質(zhì)檢的全流程躍升，以期讓我們產(chǎn)業(yè)鏈上的讀者在汽車焊裝的智能化革命中找到新的突破口。

“十四五”規(guī)劃提出推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，其中涉及數(shù)字孿生。然而今年作為“十四五”收官之年，數(shù)字孿生發(fā)展還存在諸多瓶頸：一方面，從事數(shù)字孿生的公司目前尚未形成規(guī)模收入，研發(fā)投入巨大，對(duì)商業(yè)化前景產(chǎn)生懷疑，面臨是否繼續(xù)推進(jìn)的困境；另一方面，業(yè)主/甲方在構(gòu)建智能制造和智慧生產(chǎn)管理系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)常難以有效應(yīng)用，即便在大廠、汽車龍頭企業(yè)及鋼鐵廠等有相關(guān)應(yīng)用，系統(tǒng)也往往運(yùn)行不久就被堵死的狀況。

不過，隨著DeepSeek的發(fā)布，大家對(duì)于人工智能的熱情被點(diǎn)燃了。“DeepSeek降低了AI門檻，增強(qiáng)了人們對(duì)降本增效、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及場(chǎng)景適配的信心，尤其是讓各方意識(shí)到人工智能并非遙不可及。在此背景下，隨著人工智能的推廣，智慧生產(chǎn)管理系統(tǒng)有望迎來較快發(fā)展。”東風(fēng)設(shè)計(jì)研究院有限公司副總工程師鄒征宇在他的主題演講《數(shù)字孿生在智能制造中的應(yīng)用》中分享道。

傳統(tǒng)人工智能以規(guī)則驅(qū)動(dòng)和監(jiān)督學(xué)習(xí)為主要核心，主要應(yīng)用在決策（金融風(fēng)控、策略游戲、自動(dòng)駕駛）、分類（圖像分類）、預(yù)測(cè)（天氣預(yù)報(bào)、股票金融）等領(lǐng)域。近幾年，從ChatGPT到DeepSeek，“生成式人工智能”進(jìn)入人們的視野，其與傳統(tǒng)人工智能最大的差別是無監(jiān)督或者自監(jiān)督的學(xué)習(xí)方式，主要應(yīng)用如生成文本、文章，或者用文本生成一些圖像，甚至有的可以拿來做編程，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新性輸出與跨模態(tài)融合。

深圳市鴻栢科技實(shí)業(yè)有限公司副總經(jīng)理李家波在主題演講《AI大模型在螺柱焊中的應(yīng)用》中介紹，鴻栢科技是一家傳統(tǒng)的制造型企業(yè)，為汽車廠提供焊裝設(shè)備，人工智能為其帶來助力。人工智能有三要素：算法、算力、數(shù)據(jù)，而鴻栢科技作為設(shè)備制造商能提供的是兩點(diǎn)可為其帶來數(shù)據(jù)和知識(shí)方面的助力。“鴻栢螺柱焊群控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)鴻栢旗下各種螺柱焊、點(diǎn)焊、弧焊設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與集中控制。它能夠?yàn)镸ES、AI系統(tǒng)提供高精度、高分辨率、多維度的焊點(diǎn)數(shù)據(jù)集。以螺柱焊的系統(tǒng)來說，螺柱焊現(xiàn)在能夠?yàn)锳I系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)分辨率是10個(gè)微秒，數(shù)據(jù)的垂直精度可以達(dá)到16位。”李家波分享道。

據(jù)上汽大眾汽車有限公司規(guī)劃部專家孫海濤介紹，上汽大眾的車身工藝會(huì)采用上汽集團(tuán)和德國(guó)大眾的技術(shù)精華。“在汽車漏水槽方面，我們做過深度經(jīng)濟(jì)性計(jì)算，與傳統(tǒng)的點(diǎn)焊工藝相比，激光槍投資高但有專用的激光法，點(diǎn)焊雖一次性投資低但運(yùn)營(yíng)成本高（電極帽等損耗大），且因現(xiàn)在車型造型傾向流線型、對(duì)風(fēng)阻系數(shù)要求高，很多車型因空間限制不能用傳統(tǒng)點(diǎn)焊，只能在激光槍和 CMT+中選擇。”他在《焊裝規(guī)劃智能制造前行道路上的一些思考》的主題演講中分享道，最終經(jīng)多方面比較，上汽大眾優(yōu)先選擇了采用CMT+工藝。

焊裝技術(shù)經(jīng)歷了更迭的過程，從手工焊接演變到了機(jī)械化、自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化。在往智能化發(fā)展的道路上，對(duì)于很多中小企業(yè)來說，如何將人工智能技術(shù)融入到焊接工藝中是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。“布局專家系統(tǒng)和機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)中小企業(yè)來說難度不大，但進(jìn)入到深度學(xué)習(xí)和AI以后對(duì)算力的需求非常龐大，需要巨大的前期投入。未來中小企業(yè)焊裝的智能化的突破點(diǎn)還是在專家系統(tǒng)和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域。”柳州五菱新能源汽車有限公司副總工程師韋樂俠在《汽車白車身關(guān)鍵焊接件焊接工藝設(shè)計(jì)及智能產(chǎn)線設(shè)計(jì)實(shí)踐》中分享道。

“焊裝不只是搭建產(chǎn)線、制作工裝，關(guān)鍵是要焊出合格的白車身。我們?cè)陂_發(fā)焊裝系統(tǒng)需嵌入的模塊時(shí)，需要解決后端視覺檢測(cè)與數(shù)據(jù)回饋的問題，用得到的數(shù)據(jù)來指導(dǎo)未來開發(fā)，這樣得以形成閉環(huán)。”韋樂俠表示，“AI對(duì)焊裝模塊中用標(biāo)準(zhǔn)化來打通各個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)有非常大的幫助。”

據(jù)一汽-大眾汽車有限公司規(guī)劃部正高級(jí)工程師韓立軍在《基于能耗的電阻點(diǎn)焊焊接參數(shù)模型研究》的主題演講中分享，一汽大眾在智慧工廠建設(shè)過程中主要?dú)v經(jīng)了三個(gè)階段。第一階段是擁有充裕資金支持的時(shí)候，公司開展了涵蓋幾乎所有技術(shù)領(lǐng)域的300 多個(gè)項(xiàng)目；近些年隨著汽車行業(yè)發(fā)展進(jìn)入“彷徨期”，對(duì)智慧工廠的理解也較為困惑；現(xiàn)階段則進(jìn)入覺醒期，明確了下一步方向，即不考慮減員，而是通過智能化手段考慮節(jié)能，因?yàn)槟芎膸淼氖找婵梢灾庇^感受到。

“我們?cè)谕七M(jìn)智能點(diǎn)焊時(shí)走了不少?gòu)澛?，考慮到當(dāng)下經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，全面實(shí)現(xiàn)焊接智能化不現(xiàn)實(shí)，于是找到突破口，通過調(diào)整焊接參數(shù)來降低能耗。國(guó)內(nèi)大企業(yè)產(chǎn)量數(shù)據(jù)豐富，能為模型計(jì)算提供大量基礎(chǔ)，我們借助大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)使得到十分可靠的模型，目前已在長(zhǎng)春奧迪A4車型上實(shí)施，基本完成了車身下部和主焊線能耗的調(diào)整。”韓立軍分享道。

汽車用金屬材料主要涉及熱成形鋼和鑄鋁，涉及到三種焊接需求——熱成形鋼之間的焊接，鋁合金之間的焊接以及鋁合金和鋼的焊接。中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高級(jí)工程師陶武在《輕質(zhì)混合材料車身低成本高效焊接技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用》的主題演講中分享了其團(tuán)隊(duì)在車身焊接領(lǐng)域的多項(xiàng)原創(chuàng)技術(shù)——“盤古界”、“牛頓環(huán)”、“昆侖鏡”。

“盤古界”是鋁硅鍍層熱成形鋼的激光拼焊技術(shù)。鋁硅鍍層熱成形鋼在汽車車身基本所有的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位都有應(yīng)用，“盤古界”不需要去除鍍層，降本增效，工藝簡(jiǎn)單，無需保護(hù)氣體。“牛頓環(huán)”鋁合金電阻點(diǎn)焊可以獲得非常穩(wěn)定的焊接質(zhì)量，減少表面的粘連以及抑制缺陷。“昆侖鏡”鋁鋼電阻點(diǎn)焊針對(duì)低延伸率金屬都可以完成焊接，強(qiáng)度可達(dá)到2000兆帕，焊接效率高、性能好。

傳統(tǒng)機(jī)器人焊接在工程應(yīng)用中存在不足，例如沒有把焊接質(zhì)量的結(jié)果和焊接路徑規(guī)劃統(tǒng)一考慮在內(nèi)。其次，不同工件的焊縫路徑規(guī)劃起來比較復(fù)雜，而且有時(shí)候它并不是平面或者簡(jiǎn)單的立體，而是空間的曲面（空間曲線的焊縫）。此外，現(xiàn)有的全自動(dòng)方案少，操作復(fù)雜，且培訓(xùn)需要花比較多時(shí)間。而焊接機(jī)器人系統(tǒng)有時(shí)候并不是很智能，保護(hù)和檢測(cè)手段不充分就會(huì)在焊接過程中遇到問題進(jìn)而造成故障。

北京信息科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院主任秦宇飛在《智能焊接機(jī)器人系統(tǒng)》的主題演講中表示，智能焊接技術(shù)是指利用自動(dòng)化設(shè)備、機(jī)器人系統(tǒng)、人工智能算法、多源傳感技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)焊接過程的自感知、自決策、自執(zhí)行與自適應(yīng)，從而提升焊接質(zhì)量、效率和安全性的一類先進(jìn)制造技術(shù)。隨后，他分享了其參與的項(xiàng)目中，利用3D相機(jī)以及自主設(shè)計(jì)的智能焊接軟件，結(jié)合焊后反饋融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能焊接的案例。

汽車焊裝智能化變革浪潮洶涌，在工業(yè)4.0與新能源汽車革命的推動(dòng)下，從技術(shù)融合到企業(yè)實(shí)踐，從前沿探索到現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)，各方都在積極探尋適合自身的發(fā)展路徑。盡管面臨數(shù)字孿生發(fā)展瓶頸、人工智能算力投入難題等諸多挑戰(zhàn)，但隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，汽車焊裝智能化已展現(xiàn)出強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿?。未來，隨著更多創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用和企業(yè)間的交流合作，汽車焊裝智能化有望實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的發(fā)展，為汽車產(chǎn)業(yè)的整體升級(jí)注入強(qiáng)勁動(dòng)力，讓我們共同期待汽車焊裝智能化為汽車行業(yè)帶來的驚喜！