汽車制造一直站在制造精度與效率博弈的最前線。車身要輕,卻要承受碰撞載荷。產(chǎn)線要快,卻不能容忍任何一個焊接飛濺。當(dāng)新車型導(dǎo)入速度不斷壓縮、零部件異構(gòu)性持續(xù)攀升,傳統(tǒng)質(zhì)檢模式——依賴圖紙、測量臂、三坐標(biāo)和人工打勾——正在觸及能力天花板。
真正的“質(zhì)量”不再只是最后一道閘門的全檢判定,而是一套嵌入制造全流程的動態(tài)保證系統(tǒng)。增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)正在將CAD設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)可視化地“裝進(jìn)”現(xiàn)場操作者的視野,讓偏差無處可藏。來自實際產(chǎn)線的驗證數(shù)據(jù)也提供了佐證:學(xué)術(shù)研究顯示,在白車身檢測領(lǐng)域,AR方案的基準(zhǔn)測量時間可比傳統(tǒng)方法縮短約20%。
本文收集了5個已公開的真實落地案例,覆蓋焊接夾具校準(zhǔn)、大型結(jié)構(gòu)件抽檢、白車身框架驗證、焊裝線來料控制和整車裝配質(zhì)量門——通過這一發(fā)展進(jìn)程,展示Twyn等AR工具在汽車制造過程中逐步延伸并貫穿全流程的實踐軌跡。
案例一:Chropynska Slovakia——焊接件的零返工防線
行業(yè)挑戰(zhàn):多層次質(zhì)量風(fēng)險并存的制造困局
Chropynska Slovakia是歐洲一家面向汽車、航空航天和鐵路行業(yè)的自動化焊接生產(chǎn)線和工裝夾具制造商,為全球一線汽車集團(tuán)提供關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備。在其業(yè)務(wù)中,每一套焊接工裝都需要為特定車型的部件量身定制。一旦用于定位的基準(zhǔn)面或銷釘存在偏差,后續(xù)量產(chǎn)中成千上萬的零件都將出現(xiàn)系統(tǒng)性焊接偏差,整個批次可能面臨報廢。
汽車焊裝產(chǎn)線對精度要求達(dá)到了“零容忍”級別。Chropynska質(zhì)量經(jīng)理Kristína Uhrínová坦言:“在我們這個行業(yè),返工成本極其昂貴。我們已經(jīng)看到,增強(qiáng)現(xiàn)實讓我們能夠避免這些返工?!?/p>
AR方案與實施:三節(jié)點的無縫介入
自2022年以來,Chropynska開始采用Visometry的Twyn移動AR視覺檢測平臺。不同于昂貴的激光跟蹤儀或固定式三坐標(biāo)測量機(jī),Twyn運(yùn)行在iPad上,將3D CAD模型實時疊加到攝像頭拍攝的工件畫面上,實現(xiàn)“設(shè)計(as-planned)”與“建造(as-built)”的直觀可視化對比。
在Chropynska的焊裝車間,AR質(zhì)檢貫穿了三個關(guān)鍵節(jié)點:
第一,焊前精密預(yù)定位。在點火焊接之前,操作員手持iPad快速掃過工件,Twyn能精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)焊接零件的錯位、旋轉(zhuǎn)甚至缺失。
第二,來料質(zhì)量攔截。對供應(yīng)商送達(dá)的外協(xié)零件即時進(jìn)行CAD比對,確保所有進(jìn)入產(chǎn)線的零件符合CAD規(guī)格,將質(zhì)量防線前移。
第三,焊后組合體檢定。對于完成焊接的組合件,除傳統(tǒng)量測外,使用Twyn快速識別帶有偏差的部件,以輔助后續(xù)精測或現(xiàn)場返修。
核心數(shù)據(jù):分鐘級跨越,大幅減少繁重的返工
引入AR解決方案后,Chropynska的生產(chǎn)效率實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍:
| 指標(biāo) | 前后對比 |
| 檢測耗時 | 原需數(shù)小時的焊接組件檢驗流程,縮短至數(shù)分鐘 |
| 質(zhì)量成本 | 消除了繁重的返工和拆卸成本,避免停工等待 |
| 數(shù)據(jù)追溯 | 實現(xiàn)所有質(zhì)量環(huán)節(jié)的可視化記錄,并支持向其他部門即時分享報告 |
質(zhì)量經(jīng)理Kristína Uhrínová總結(jié)了AR工具的價值:“Twyn讓我們對實際和預(yù)期狀態(tài)進(jìn)行直觀比較,以往需手工且極易出錯的流程現(xiàn)在得以簡化,并顯著提速?!?/p>
案例二:Gothaer Fahrzeugtechnik——14米吊臂的“不落地”現(xiàn)場檢測
行業(yè)挑戰(zhàn):大型構(gòu)件搬運(yùn)背后的巨大隱性成本
Gothaer Fahrzeugtechnik(GFT)是一家為移動式起重機(jī)、特種車輛和通用機(jī)械提供高強(qiáng)鋼焊接結(jié)構(gòu)件的頂級制造商。汽車起重機(jī)吊臂主弦桿、桁架式格構(gòu)臂架等核心部件長達(dá)14米,公差要求極其嚴(yán)苛。
過去,所有檢驗完全依賴傳統(tǒng)計量系統(tǒng)。但隨著部件尺寸逐年增長,將這些巨物運(yùn)往專用的恒溫測量室變得日益耗時低效。運(yùn)輸和等待往往占到整個檢測流程70%以上的時間,一旦在測量室發(fā)現(xiàn)問題,反饋到工位的周期長達(dá)數(shù)小時。
AR方案與成效:從停機(jī)搬運(yùn)到現(xiàn)場即刻判定
大約三年前,GFT引進(jìn)了Twyn移動AR檢測方案。如今,GFT每天使用Twyn測試幾乎所有部件,尤其驗證所有附加部件是否齊全并正確地安裝在預(yù)定位置。一旦Twyn檢測到裝配體與CAD數(shù)據(jù)之間存在偏差,生產(chǎn)人員將當(dāng)場糾正錯誤,或者在必要時重新使用計量系統(tǒng)進(jìn)行二次精確測量。
GFT已將此技術(shù)部署至其在羅馬尼亞和德國的多個生產(chǎn)基地。除了日常焊接件檢查外,Twyn還用于驗證焊接和定位焊夾具,并在生產(chǎn)階段間設(shè)置質(zhì)量門、來料及出貨檢驗環(huán)節(jié)發(fā)揮關(guān)鍵支柱作用。
核心數(shù)據(jù)
Twyn幫助GFT大幅減少返工和退貨,檢驗時間縮短達(dá)80%,生產(chǎn)錯誤率降低最高達(dá)90%。GFT質(zhì)量主管Sebastian Stra?burg特別評價了供應(yīng)商的響應(yīng)速度:“無論我們是因為臨時許可證還是軟件問題打來電話,Visometry總有人隨時準(zhǔn)備提供幫助?!?/p>
案例三:白車身驗證中的百分百全覆蓋
行業(yè)挑戰(zhàn):“牽一發(fā)動全身”的基礎(chǔ)框架驗證
白車身是整車制造的基石。如果車身框架的安裝基準(zhǔn)點、螺紋孔或焊接定位出現(xiàn)偏差,后續(xù)的內(nèi)飾、底盤子系統(tǒng)、電子元件乃至發(fā)動機(jī)都將無法無縫集成。在汽車制造環(huán)節(jié),傳統(tǒng)的車身檢查極度依賴物理檢具和通止規(guī)。但由于車型平臺眾多、換代頻繁,開一副新檢具的成本動輒百萬元級,且開發(fā)周期長達(dá)數(shù)月。面對多車型混流生產(chǎn),這種“硬檢具”模式在柔性和效率上已捉襟見肘。
AR方案與成效:借助Twyn的顏色識別機(jī)制
在應(yīng)對這一挑戰(zhàn)的汽車車身車間,通過引入Twyn,實現(xiàn)了對復(fù)雜焊裝和待裝配車身的快速數(shù)字化比對。
車間將不同的功能組件以特定的顏色在增強(qiáng)現(xiàn)實畫面中進(jìn)行定義。當(dāng)操作員手持iPad對準(zhǔn)車身框架時,進(jìn)氣道、線束支架、天窗加強(qiáng)框等來自數(shù)十家供應(yīng)商的組件清晰且毫無遮擋地呈現(xiàn)在真實的物理骨架上。通過利用CAD顏色來區(qū)分不同部件,就像開啟了“透視輔助”,讓復(fù)雜的3D裝配狀態(tài)一覽無余。
操作員在工作站上轉(zhuǎn)動視角,屏幕上的顏色區(qū)塊能夠直接揭示是否有支架漏焊、錯裝或被異物替代。這種“顏色判別法”為白車身的基礎(chǔ)框架首檢實現(xiàn)了無需專用大型檢具的100%全覆蓋,并確保了后續(xù)總裝階段的無縫銜接。
案例四:某運(yùn)動汽車制造商——少即是多的高效質(zhì)量門
行業(yè)挑戰(zhàn):沖壓車間的生產(chǎn)節(jié)拍與檢測瓶頸
沖壓車間每分鐘可產(chǎn)出十?dāng)?shù)件鈑金件,高強(qiáng)度生產(chǎn)不允許任何秒級延誤。在快節(jié)奏且多油污的沖壓環(huán)境中,手持圖紙或頻繁搬動鈑金件去測量不僅跟不上產(chǎn)線速度,還會帶來油污、卷邊、撕裂和縮頸等多重質(zhì)量風(fēng)險??傃b環(huán)節(jié)面臨的問題同樣棘手:現(xiàn)代跑車追求極致空氣動力學(xué),強(qiáng)調(diào)極小的裝配間隙與“零階差”。細(xì)微的匹配失誤即會誘發(fā)高速風(fēng)噪、漏水、內(nèi)飾異響,極大降低整車美學(xué)評價和客戶滿意率。
AR方案與成效:來自Visometry首屆用戶峰會的線索
在2025年6月Visometry于達(dá)姆施塔特舉辦的首屆Twyn用戶會議上,一家知名運(yùn)動汽車制造商詳細(xì)展示了Twyn在其產(chǎn)線上的應(yīng)用實踐。
他們將Twyn部署在沖壓車間的在線抽檢和總裝階段的質(zhì)量門工位。不同于傳統(tǒng)的全尺寸劃線檢測,該制造商利用實時CAD對比在數(shù)秒內(nèi)確認(rèn)鈑金件的切邊及孔位是否符合理論值。在總裝匹配環(huán)節(jié),相應(yīng)質(zhì)檢人員利用iPad掃描車身外觀高關(guān)注區(qū)域,強(qiáng)化了對車身覆蓋件裝配間隙和曲面面差的直觀數(shù)據(jù)記錄。
這種使用單臺iPad運(yùn)行的移動式AR檢查解決方案,無需將零部件移至專用測量間,即可在產(chǎn)線上即時完成質(zhì)量門判定,從而在高速混流生產(chǎn)中實現(xiàn)無縫品控。
案例五:Stellantis——頭部OEM的規(guī)模化推廣
行業(yè)挑戰(zhàn):超大規(guī)模多品牌制造下的質(zhì)量決策博弈
作為全球領(lǐng)先的汽車制造商及出行方案提供商,Stellantis集團(tuán)旗下?lián)碛鞋斏?、阿爾法·羅密歐、Jeep等14個標(biāo)志性汽車品牌。在其全球制造體系中,從底盤焊裝分總成到白車身主拼,結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜,工序繁多。
Stellantis面臨的質(zhì)量控制挑戰(zhàn)是超大規(guī)模制造下的典型:如何在遍布全球的工廠中快速檢測底盤焊接件和車身支架位置,使檢測標(biāo)準(zhǔn)化、可重復(fù),并在發(fā)現(xiàn)問題時第一時間將偏差反饋給產(chǎn)線,而不是等待批次結(jié)束后的事后分析。
AR方案與成效:可視化質(zhì)量地圖強(qiáng)化全流程決策
2024年,隨著Visometry與AR-BigTec(安寶特)在亞洲建立分銷網(wǎng)絡(luò),Stellantis等頭部汽車制造商加速將Twyn納入其工業(yè)4.0質(zhì)量閉環(huán)。在全球多個總裝工廠的實踐中,Stellantis主要用Twyn來檢查其車輛底盤中焊接件和支架的位置是否正確,以驗證沖壓與焊接的精準(zhǔn)度。
操作員手持iPad掃描白車身或拖曳臂等底盤構(gòu)件,設(shè)備屏幕上實時疊加出代表名義位置的綠色半透明輪廓。一旦焊接件發(fā)生偏位或發(fā)生熱變形,屏幕上會立刻將該區(qū)域渲染成代表偏差的紅色以警示操作員。這一功能使用戶能夠快速識別并糾正焊接、組裝問題,顯著減少缺陷、返工和報廢率,并通過即時反饋加速生產(chǎn)流程優(yōu)化。
Stellantis的實踐表明,AR質(zhì)檢的深層價值不僅是“發(fā)現(xiàn)問題”,更是“驅(qū)動制造工程快速優(yōu)化”。企業(yè)獲得了前所未有的全流程數(shù)字化質(zhì)量視圖,從而在大規(guī)模復(fù)雜制造中實現(xiàn)了更透明、響應(yīng)更精準(zhǔn)的質(zhì)量決策。
案例啟示與行動指南
案例卡速覽
| 維度 | Chropynska | Gothaer FT | 白車身車間 | 運(yùn)動汽車制造商 | Stellantis |
| 行業(yè)定位 | 焊裝產(chǎn)線設(shè)備與工裝夾具 | 起重機(jī)及特種車輛大型焊接 | 整車OEM | 運(yùn)動汽車OEM | 全球多品牌OEM |
| 應(yīng)用前痛點 | 人工對比極慢;返工停工成本高昂 | 14米超長構(gòu)件難以運(yùn)輸搬運(yùn);計量室瓶頸 | 依賴硬檢具;覆蓋率低;切換周期長 | 沖壓節(jié)拍快;間隙面差檢測靠人工 | 多工廠跨地域;質(zhì)量數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一 |
| 典型場景 | 焊前定位;來料檢驗;終檢 | 裝配完整性;現(xiàn)場每日全檢;質(zhì)量門 | 白車身基準(zhǔn)孔/架比對 | 沖壓車間抽檢;總裝區(qū)曲面比對 | 底盤焊接及支架定位;外協(xié)件核查 |
| 核心成效 | 數(shù)小時→幾分鐘檢測;大幅消除返工 | 檢驗時間縮短80%;錯誤率降低90% | 無需專用檢具的100%覆蓋 | 產(chǎn)線直檢秒級判定;順暢的門巡查 | 偏差實時預(yù)警;加速工程優(yōu)化決策 |
邁向AR質(zhì)量檢測的四步法
第一步:識別企業(yè)內(nèi)最適合優(yōu)先試點的“痛點位”
優(yōu)先在質(zhì)量問題返工成本最高的核心焊裝和質(zhì)量門環(huán)節(jié)引入AR。Twyn的一線實測數(shù)據(jù)表明,這些場景的投入回報比最高。因為在這些工序中,錯焊、漏焊及裝配干涉是最大質(zhì)量成本黑洞,AR能立刻減少返工和報廢帶來的各類損失。
第二步:輕量化集成,無需“重資產(chǎn)改造”
AR方案的落地不要求停產(chǎn)或改造產(chǎn)線。Chropynska已證明,Twyn可兼容STEP、IGES、JT、OBJ等主流工業(yè)CAD格式,只需要將現(xiàn)有的產(chǎn)品工程模型或數(shù)字孿生數(shù)據(jù)導(dǎo)入并按步驟配置檢測方案,一線人員即可手持平板在車間巡檢。對于多品種小批量或新品導(dǎo)入頻繁的企業(yè),這種敏捷性優(yōu)勢更加突出。
第三步:建立“AR快速篩查 → 傳統(tǒng)計量精測”的協(xié)同新標(biāo)準(zhǔn)
引入AR并不意味著拋棄傳統(tǒng)計量。正確的做法可以參考GFT案例:先通過Twyn對所有工件進(jìn)行快速的CAD比對初篩(無接觸、全尺寸);僅對判定為偏差超標(biāo)的局部區(qū)域啟動三坐標(biāo)或激光跟蹤儀等精密復(fù)測。此舉為企業(yè)建立了兼顧效率與精度的質(zhì)量雙層防線。
第四步:從孤立工位到穿透“全廠質(zhì)量數(shù)據(jù)流”
利用Twyn的數(shù)字化報告能力,將分布在不同工位、不同產(chǎn)線甚至不同工廠的AR抽檢數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總。GFT團(tuán)隊利用該功能打通了跨生產(chǎn)階段的質(zhì)量門,而Stellantis則進(jìn)一步在供應(yīng)商體系中推廣AR質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)。這些可視化報表應(yīng)當(dāng)與MES系統(tǒng)進(jìn)行銜接,實現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)的全流程追溯。
從斯洛伐克焊裝車間里被提前識別的一處錯位,到德國工廠中14米吊臂上被實時點亮的紅色偏差,到運(yùn)動跑車沖壓線上無縫銜接的秒級判定,再到全球頭部OEM跨工廠的質(zhì)量對標(biāo)——每一個案例都揭示了同一個規(guī)律:越快將質(zhì)量問題暴露在生產(chǎn)現(xiàn)場,企業(yè)付出的代價就越低。
正如Chropynska質(zhì)量經(jīng)理Kristína Uhrínová所言:“借助Twyn,我們對未來充滿信心。該技術(shù)使我們能夠進(jìn)一步加強(qiáng)生產(chǎn)工藝,同時保持產(chǎn)品的高質(zhì)量?!盇R實時CAD對比技術(shù)正在成為汽車制造多個環(huán)節(jié)中質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施的一部分,這不再是未來趨勢,而是正在發(fā)生的產(chǎn)業(yè)變革。
審核編輯 黃宇
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