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電動車零件少、製程簡 汽車工廠還需要機器人嗎?

ABB認為未來汽車零組件的生產線將會更加彈性,能夠根據市場需求,模組化的導入生產線,為製造商提供更多的彈性。ABB

在所有製造業中,汽車產業一直是工業機器人最大宗的市場,佔比超過三成,不過隨著汽車電動化後,不僅電動車中所使用的零件總數大幅減少40%~50%,也簡化製造與組裝的過程,換言之,這是否也代表將會同步削弱電動車市場對於機器人的需求?對此,全球機器人大廠ABB並不這麼認為,其認為電動車與傳統燃油車在製造工藝上所帶來的最大不同,是從「量變帶來質變」。

近年機器人市場之所以需求不墜,除了缺工因素所致,事實上還有一個關鍵,就是製造門檻的提高,迫使業者不得不採用更穩定可靠、且具有操作精度與生產速度更高的自動化作業來取代人工。而電動車產業就是一個顯著的例子。

ABB機器人與離散自動化事業部業務經理鄭江東認為,這可以從三個面向來看,首先,傳統燃油車與電動車主要的差異在於,汽車動力系統從內燃機變速箱傳動系統改由馬達直接驅動,並以電池提供能源供應。以佔據電動車整車成本最高的核心動力電池來說,包含電池殼、鋰電池單體、電池組到多個電池組所組合而成的電池模組,包括在電池模組取放、高精度組裝和零件處理這類的製程,相對都需要有比較高品質標準和嚴格的安全要求。

以電池組裝的程序來說,電池組裝是非常精密的工作,透過機器人自動化執行檢測、塗膠、組合電池模組,並將生產結合MES系統,所有生產流程均透過系統進行監控,結合訂單、來料歷程等資訊,產出生產履歷,實現真正的生產全自動化及物聯網架構,尤其電池模組沉重且脆弱,在取放作業上,產線必須確保效率與精確度,以避免製程出錯,這樣的製造架構,對於非常要求品質安全的電池生產至關重要,機器人自動化作業的精確度與速度,可確保製造精準,提升產量及縮短製造時間。

其次,則是電動車馬達生產、底盤組裝、車身、車體對接等。因大電池盤固定在車底,電池外殼視為結構部件,在工藝上需經得起高壓及碰撞,透過機器人自動化能實現對鍛造鑄造、焊接、接合切割、表面處理等製程的高度要求。

另一方面,鄭江東也觀察到,對汽車產業來說,電動車不僅是動力系統的改變,也是汽車生產方式的調整及轉型。電動車使用許多電子零件控制,像是電動鼓式煞車、電動碟式煞車、電動動力方向盤、變速器等,重新定義了汽車製造工藝,這類型零組件及相關製程應用,相較於整車製造,鄭江東認為台廠具備相當實力,然而設備是否能夠跟得上機會,卻可能是產品進入國際電動車供應鏈的關鍵。

而隨著電動車使用更多電子零件,汽車製造商也順勢採取了電子製造業普遍使用的「模組化」、「可擴展」的單站式生產模式。車用電子產品及零件持續朝產品設計多樣性和客製化的趨勢發展,這使得製造工藝更加複雜,一條產線上經常需要大量生產多種型號的產品,因此這也會衍生在產業提高機器人導入的意願,透過機器人自動化來確保生產彈性,在支持混線、共線生產的同時,大幅縮短換線時間。

因此ABB也預期,未來汽車零組件的生產線將會更加彈性,能夠隨著市場需求擴大或縮小生產規模,而製造系統將會是獨立的單站生產架構,將可根據實際的市場需求模組化的導入生產線,以便提供製造商更多的彈性。

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