Produzione di automobili

Produzione automobilistica si riferisce alla industriale di produzione di automobili nel settore automobilistico . La produzione avviene negli stabilimenti di le case automobilistiche . La produzione di un'automobile richiede una grande quantità di risorse tecniche e dipendenti.

A seconda del tipo di veicolo prodotto, del numero di pezzi richiesto e dell'ubicazione dello stabilimento, la produzione ha un diverso grado di automazione . Alcuni veicoli prodotti in piccole quantità sono completamente realizzati a mano. Grandi volumi di lavoro vengono eseguiti manualmente anche nei paesi a basso salario . Tuttavia, gran parte dell'automazione è tipica della produzione automobilistica . Ad esempio, l'uso di robot industriali è più elevato nell'industria automobilistica, con oltre 1.000 robot ogni 10.000 lavoratori in Giappone o Germania.

La maggior parte delle volte, le auto oggi vengono prodotte in linea. Il veicolo al grezzo attraversa numerose stazioni in cui vengono eseguite alcune fasi di lavoro in automatico o da operai, che completano ulteriormente la vettura (vedi anche produzione in catena di montaggio ). Per quanto possibile, i produttori di automobili cercano solo di costruire veicoli su ordinazione in base agli ordini dei clienti e si battono per il principio della personalizzazione di massa . Per questo, il processo di produzione è organizzato in modo tale che il maggior numero possibile di varianti di veicolo possa essere prodotto senza interruzioni in un impianto di produzione o su una linea di assemblaggio. Se ciò non è possibile o è possibile solo con difficoltà, alcune attività non vengono più svolte sulla linea di assemblaggio finale, ma vengono trasferite al pre-assemblaggio, al fornitore o ai centri logistici.

Sistema di produzione

Le case automobilistiche fabbricano i veicoli, i gruppi e le parti in numerosi stabilimenti di produzione che formano una rete di produzione internazionale. Al fine di garantire la qualità dei veicoli in tutto il mondo e di ottenere una produzione efficiente ed economica, la maggior parte dei produttori di automobili ha ora descritto i principi e gli standard della propria organizzazione di produzione, i processi di produzione, nonché i processi di produzione ei metodi di produzione in un sistema di produzione . A causa del successo di Toyota, sono più o meno basati sul Toyota Production System (TPS), che è stato il primo a sviluppare e introdurre un tale sistema di produzione. In Germania, Adam Opel AG, come sussidiaria di General Motors, ha introdotto per la prima volta il proprio sistema di produzione. Questa è stata seguita da Mercedes, Porsche e MAN all'inizio del millennio, seguite da AUDI e VW. Anche i grandi fornitori del settore automobilistico, come Bosch e Hella, hanno ora introdotto i propri sistemi di produzione, che in linea di principio non differiscono l'uno dall'altro.

Sviluppo del veicolo

Prima di produrre un nuovo tipo di veicolo, è necessario svilupparlo, in cui vengono eseguite fasi di pianificazione e sviluppo molto specifiche (vedi sotto). Le varie fasi e passaggi nel processo di sviluppo del prodotto a volte vengono eseguiti in parallelo per abbreviare i tempi di sviluppo (vedere anche ingegneria simultanea ). Non tutti gli ambiti e le attività di sviluppo devono essere svolti dalla stessa casa automobilistica. Piuttosto, alcune attività di sviluppo vengono rilevate da società di sviluppo speciali e dalle stesse società fornitrici.

pianificazione strategica

In primo luogo, sulla base di analisi di mercato, si determina quale tipo di veicolo è effettivamente da costruire, quali quantità sono richieste e quali proprietà generali dovrebbe avere il prodotto. Anche il prezzo futuro dell'auto è determinato qui e influenza le prossime fasi di sviluppo (vedere anche il programma di produzione ). Ciò include, in particolare, la definizione di quali processi di produzione e in base a quali principi e standard di produzione devono essere costruiti il ​​veicolo, le unità e i componenti e in quali luoghi di produzione. Ciò include anche la definizione della gamma verticale di produzione .

Fase di progettazione, (pre) sviluppo

Il design del veicolo è derivato dalle specifiche della pianificazione strategica. È qui che si determina essenzialmente l'aspetto futuro del veicolo ( modello cubo ). Qui puoi già decidere quanto bene si venderà l'auto in seguito. Sulla base di questa definizione, la progettazione ei parametri dei sistemi e dei processi di produzione vengono controllati e potrebbero dover essere adeguati.

costruzione

In questa fase viene determinato l'intero design tecnico dell'auto. È qui che vengono progettate tutte le singole parti del veicolo e come vengono assemblate per ottenere un'automobile che soddisfi le specifiche di progetto. I seguenti punti devono essere presi in considerazione durante la costruzione:

• Requisiti legali: per diversi mercati come USA, Europa e RdW (resto del mondo) è necessario osservare un'ampia varietà di requisiti legali per poter vendere il veicolo lì. Questi regolamenti riguardano tra l'altro. sugli occupanti (spazio per la testa, angolo di visuale ...), sui pedoni (nessuna parte sporgente; Daimler e altri hanno permessi speciali per motivi storici) e sull'ambiente (emissioni quali rumori, odori, gas di scarico, riciclaggio ...).
• Costi: il design dei singoli componenti e la costruzione complessiva influiscono in modo significativo sui successivi costi di produzione del veicolo.
• Proprietà del prodotto finale: il veicolo finito dovrebbe avere determinate proprietà ( sicurezza in caso di urto , comfort, ecc.). La costruzione deve essere eseguita di conseguenza. La simulazione viene spesso utilizzata per il controllo . Diventa sempre più importante anche il posizionamento rispetto ai veicoli da competizione rispetto alle più svariate dimensioni (lunghezza, altezza, larghezza, testata, volume di carico ...). A tal fine, le dimensioni e le dimensioni corrispondenti dei concorrenti vengono analizzate nello sviluppo preliminare e il proprio sviluppo viene progettato di conseguenza.
• Qualità: la qualità successiva dell'auto risulta dalla sua costruzione. Una qualità superiore di solito significa costi più elevati. Qui deve essere trovato un compromesso in conformità con le specifiche della pianificazione strategica.
• Produttività: la costruzione non solo deve avvenire in modo tale che l'auto abbia le proprietà desiderate, ma i singoli componenti devono anche poter essere fabbricati (nel modo più economico possibile), assemblati e sostituiti per eventuali riparazioni durante il ciclo di vita del prodotto. Inoltre, nella produzione (. Es. Simulazione del disegno in lamiera) e nell'assemblaggio (pianificazione dell'assemblaggio) viene utilizzata la simulazione . La costruzione vera e propria dell'auto e degli strumenti associati avviene presso grandi case automobilistiche in più cicli, utilizzando tecniche CA (CA = Computer Aided). Di solito viene costruito prima un prototipo virtuale dell'auto, i. H. il veicolo completo viene progettato e visualizzato come un modello virtuale sul computer. Questo è solitamente seguito da diversi cicli in cui i prototipi ready-to-drive vengono costruiti in date definite. Questi veicoli devono essere sottoposti a vari test come Erlkönig nei laboratori, sulle aree di prova delle case automobilistiche, su piste a noleggio e talvolta in pubblico . Anche l'assemblaggio dei singoli componenti del veicolo viene testato qui. I risultati di tutti questi test confluiscono nel ciclo successivo della costruzione. Parallelamente al miglioramento e all'ottimizzazione dei componenti per l'auto, vengono progettati anche gli strumenti associati.

Pianificazione della fabbrica e pianificazione della produzione

Gli edifici di produzione e gli impianti di produzione devono essere progettati parallelamente alla costruzione del veicolo. Ciò comporta la pianificazione di tutte le aree di produzione rilevanti in cui il (nuovo) veicolo può essere costruito in modo economico e di alta qualità. La produzione di veicoli deve spesso essere integrata negli stabilimenti esistenti, motivo per cui le risorse esistenti vengono utilizzate (in tutto o in parte) . In questo caso si deve tener conto che la produzione esistente rimane funzionale il più continuamente possibile durante i lavori di ristrutturazione. Le parti fornite devono essere controllate anche per valutare la loro interazione con le parti di altri fornitori in termini di ottica, sensazione tattile, dimensioni degli spazi e facilità di assemblaggio, ad esempio con la maschera master .

Prove di produzione e preserie

Una volta completata la pianificazione della produzione, i processi di produzione, i sistemi e le macchine devono essere testati ed eseguiti prima che la produzione possa effettivamente iniziare. Inoltre, i primi veicoli vengono ancora prodotti come pre-serie per garantire la qualità dei prodotti. Solo allora inizierà la vera e propria produzione in serie dei veicoli; in questo contesto si parla dell'inizio della produzione .

Fasi di produzione e struttura di produzione

Quando l'automobile è completata, normalmente vengono attraversate le aree di produzione descritte di seguito. Nelle fabbriche moderne è noto fin dall'inizio per quale cliente finale viene prodotto ogni veicolo. In altre parole, durante la produzione vengono installati esattamente i componenti ordinati da un cliente specifico. A causa dell'elevato numero di varianti, nell'industria automobilistica sono stati sviluppati metodi e processi speciali di pianificazione e controllo della produzione , particolarmente adatti per la produzione a flusso che è molto diffusa nella produzione automobilistica. La struttura di produzione nell'ingegneria automobilistica può anche essere mappata come algebra a intervallo chiuso. Le aree di produzione poste l'una dietro l'altra formano un percorso di flusso di materiale sequenziale, con i singoli percorsi (intervalli) separati l'uno dall'altro da un punto di rilevamento chiaro , punto di misurazione (logistica) . Sulla base di questa struttura, l'intero processo produttivo può essere pianificato e controllato utilizzando opportuni circuiti di controllo. Lo stato di avanzamento della produzione dei veicoli può essere monitorato presso i punti di registrazione e in caso di scostamenti possono essere attivate misure di controllo adeguate. Il veicolo in produzione viene trasportato tra le singole aree di produzione e stazioni utilizzando la tecnologia dei nastri trasportatori . Una tipica produzione automobilistica si estende su più padiglioni e talvolta su più piani. Le aree di consegna e le aree per la produzione dei componenti si trovano normalmente al piano terra. A causa dei macchinari pesanti e dei carichi dinamici, l'officina della pressa e la fonderia sono generalmente installate a livello del suolo. Nella linea di produzione principale (linea di assemblaggio finale), il veicolo viene continuamente completato. La linea di assemblaggio finale viene fornita con parti dal piano sottostante o con assemblaggi e moduli dai pre-assemblaggi che corrono fino alla linea di assemblaggio finale e sono collegati ad essa per scopi di controllo. I veicoli vengono spesso trasportati tra la carrozzeria, il magazzino di carrozzeria e la linea di assemblaggio finale su un livello di trasportatore più alto, in cui i veicoli vengono trasportati tra aree più distanti tramite catene di trasporto e ganci trasportatori.

fonderia

È qui che le parti vengono prodotte utilizzando un processo di fusione integrato nel veicolo (ad esempio blocco motore ). I blocchi motore, in particolare, vengono prodotti in stabilimenti autonomi e spesso in altri luoghi; molte case automobilistiche non si versano nemmeno da sole, ma acquistano dai fornitori. Anche le parti in ghisa per turbocompressori sono per lo più acquistate.

Negozio di stampa

Le parti in lamiera da cui viene successivamente assemblato il corpo vengono prodotte nell'officina della pressa . La lamiera viene fornita sotto forma di grandi rotoli ("bobine"). Questi vengono tagliati in pezzi adatti, che vengono poi modellati nella forma desiderata in grandi presse . Ciò avviene in più operazioni (OP). Una "linea operatoria" può avere sette sale operatorie consecutive che portano la lamiera nella forma desiderata.

Costruzione del guscio / costruzione del corpo

In quest'area, le parti in lamiera del reparto presse vengono unite insieme per formare la scocca mediante tecniche di saldatura a punti e incollaggio.

Colorificio

La scocca viene prima protetta dalla corrosione qui . A tale scopo vengono spesso attraversati uno o più bagni di immersione. A seconda del processo, ci sono uno o due strati protettivi che vengono applicati durante il processo di verniciatura. In preparazione alla vernice decorativa , il corpo è protetto dalla corrosione mediante verniciatura a immersione catodica (KTL) . Quindi viene applicato un cosiddetto riempitivo, che consente di applicare la finitura in modo uniforme. Quindi viene applicato il top coat, che conferisce al veicolo il colore desiderato. È sigillato con una vernice trasparente.

Produzione del telaio

Il telaio comprende tutte le parti e gli assemblaggi come assi, semiassi, ammortizzatori, montanti, freni, ecc. Queste parti sono costituite principalmente da metallo e vengono lavorate principalmente meccanicamente (tornitura, fresatura, molatura, ...). Molti dei componenti del telaio vengono acquistati da fornitori specializzati nella produzione di queste parti.

Equipaggiamento interno (interno)

Questa area di produzione comprende tutte le parti e gli assemblaggi che sono incorporati all'interno del veicolo, come i pannelli delle porte e laterali, gli specchietti interni, i rivestimenti del tetto, i tappetini, i vani, i ripiani e le coperture. Ciò include anche i numerosi elementi di comando e decorativi come interruttori, manopole rotanti, intarsi, ecc.

Equipaggiamento esterno (esterno)

Questa area di produzione comprende tutte le parti e gli assemblaggi visibili all'esterno del veicolo come paraurti, spoiler, specchietti esterni, soglie delle porte, modanature, portapacchi, ecc.

Produzione di ingranaggi

I cambi necessari per i veicoli sono prodotti nella produzione di cambi. Nell'assemblaggio del cambio, i diversi assi del cambio e ingranaggi sono integrati nel cambio in base al tipo e al numero di marce. L'approvazione avviene dopo un esame tecnico.

Costruzione del motore

I diversi motori per i veicoli sono prodotti nella costruzione del motore. I componenti essenziali di un motore a combustione interna sono il blocco motore, la testata, i pistoni, le bielle, l'albero motore e l'albero a camme. Questi vengono messi insieme per formare il motore principale e quindi completati passo dopo passo nel processo di assemblaggio per formare un motore operativo. Alla fine c'è un controllo tecnico e l'approvazione.

Assemblaggio finale del veicolo

In questa zona, la carrozzeria verniciata è completata da tutte le parti mancanti. A tal fine, le porte e talvolta anche il portellone posteriore vengono smontate e completate e attrezzate in aree di premontaggio separate parallele al montaggio del veicolo. All'inizio si posano i cablaggi elettrici perché non è più possibile in seguito, dopo aver installato le altre parti e il rivestimento. Segue l'assemblaggio degli interni (tappeti, rivestimenti interni, cielo, cabina di pilotaggio, sedili, ecc.) E altri accessori (tergicristalli, luci, ruote, gancio di traino). La fusione della carrozzeria con il motore o una trasmissione completa viene definita "matrimonio" nella produzione automobilistica. Infine, le porte e gli sportelli precedentemente smontati vengono riattaccati all'automobile sulle proprie ruote e vengono aggiunti i materiali operativi (carburante / oli). Infine vengono controllate le funzioni elettriche e le varie impostazioni del veicolo. Oggi, questo include anche il " lampeggiamento " delle centraline che ricevono molte informazioni sul veicolo necessarie per le loro funzioni. Questi sono ad es. B. Informazioni sull'installazione di un sistema di chiusura centralizzata la cui unità di controllo è configurata, se il veicolo è a 3 o 5 porte e se il portellone dispone di un dispositivo di bloccaggio automatico, ma anche opzioni di attivazione per apparecchiature aggiuntive o interfacce speciali per taxi o veicoli della polizia, nonché una chiave del veicolo per l'identificazione.

Di norma, un produttore di veicoli calcola ora da 15 a 20 ore per assemblare completamente un veicolo di classe Golf da tutte le sue singole parti, a seconda della complessità dei sottoassiemi forniti. Il detentore del record qui è la piccola auto Smart , che viene completamente assemblata in circa 4 ore. Ciò è dovuto al gran numero di moduli prefabbricati e preassemblati che i fornitori forniscono sulla catena di montaggio e che il costruttore del veicolo deve solo montare.

Finitura e controllo qualità

Solo dopo l'assemblaggio completo è possibile garantire la funzionalità del veicolo attraverso vari lavori di regolazione (es. Regolazione del binario) e verifica che il veicolo sia stato prodotto senza errori e soddisfi tutti i requisiti. A causa del crescente utilizzo di unità di controllo nei veicoli, oggi sono necessari numerosi test di funzionamento elettronico. Vengono effettuati su banchi prova e rodaggio o su test drive che verificano il funzionamento del singolo e l'interazione di tutte le centraline e dei componenti ad esse collegati. Per il controllo sono necessari speciali programmi di prova specifici delle apparecchiature, alcuni dei quali richiedono l'utilizzo di diversi data logger e sistemi diagnostici del veicolo . Infine, vengono effettuati veri e propri test drive, in cui vengono simulati profili stradali speciali (pista vibrante, ...) e condizioni meteorologiche (pioggia, ...). Dopo i controlli e le regolazioni, su alcuni veicoli viene effettuato un audit di prodotto per garanzia di qualità , per il quale l' Associazione dell'industria automobilistica ha formulato adeguate raccomandazioni nell'ambito della gestione della qualità .

Costruzione di automobili speciali

Nella costruzione di veicoli speciali si realizzano allestimenti che non possono essere realizzati (proficuamente) nella produzione di serie. È z. B. attrezzature speciali per aziende o gruppi professionali speciali (taxi, ambulanze) o prodotti su misura per clienti con richieste speciali. I produttori tedeschi hanno persino creato proprie filiali che si occupano della personalizzazione dei veicoli per questi gruppi di clienti speciali (vedere Mercedes-AMG , quattro GmbH , Volkswagen R , BMW M ).

Distribuzione dei veicoli

Dopo aver completato con successo il test, il veicolo viene solitamente trasferito dall'impianto di assemblaggio finale ai concessionari che effettuano consegne in tutto il mondo tramite un trasportatore di auto (camion, treno, nave) e consegnato al cliente lì. Per alcuni stabilimenti, alcuni costruttori offrono ai clienti la possibilità di ritirare il proprio veicolo direttamente presso l'impianto di assemblaggio finale ( es.Autostadt ).

Controllo di produzione

La produzione automobilistica è controllata su tre livelli.

• 1. Il livello di esecuzione , sul quale vengono controllati i singoli impianti e macchine e vengono registrati i dati di funzionamento reali (vedi anche BDE ). Soprattutto svolgono un ruolo importante i PLC .
• 2. Il livello di controllo , che è responsabile della messa in servizio e del coordinamento dei singoli sistemi e delle sezioni di produzione del 1 ° livello. Qui vengono gestiti tutti i singoli veicoli, monitorato il loro passaggio nei sistemi di produzione e registrati i risultati della produzione. Qui viene controllato, ad esempio, che le porte del veicolo tornino al loro veicolo dopo la rimozione. Questo livello ha interfacce al magazzino, al centro logistico e direttamente ai fornitori per le consegne secondo la produzione just in time . A questo livello si trovano anche il centro di controllo della produzione , il sistema di esecuzione della produzione e / o il controllo dell'officina .
• 3. Il livello di programma , che è responsabile della creazione del programma di produzione e della messa in servizio delle varie aree di produzione del 2 ° livello. Il programma di produzione contiene i singoli ordini di veicoli da clienti e rivenditori con le informazioni dettagliate sull'attrezzatura del veicolo e la data di completamento. Queste informazioni vengono trasmesse alle singole aree di produzione e il loro feedback viene confrontato e preso in considerazione nella successiva esecuzione del programma. Questo livello è integrato nel sistema PPS e dispone di interfacce con i sistemi software delle altre aree aziendali quali finanza, acquisti e vendite. Questo livello è strettamente legato ai sistemi MRP I , MRP II e ERP .

letteratura

• August-Wilhelm Scheer: CIM Computer Integrated Manufacturing: l'azienda industriale controllata da computer. 4., rilavorazione. e exp. Edizione. Springer, Berlino 1990, ISBN 3-540-52158-5 .
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• F. Klug: gestione della logistica nell'industria automobilistica. Springer Verlag, Berlino 2010, ISBN 978-3-642-05293-4 .
• Peter Short: Borgward Isabella - lancio dal tavolo da disegno a, Editore Peter Short, Brema 2020, ISBN 978-3-927485-08-2 .
• W. Herlyn: PPS nella costruzione di automobili - pianificazione del programma di produzione e controllo di veicoli e assiemi. Hanser Verlag, Monaco di Baviera 2012, ISBN 978-3-446-41370-2 .

Prove individuali

1. ↑ World robotics 2011, sintesi. In: SlideShare , accesso 14 ottobre 2018 (PDF; inglese)
2. ^ W. Herlyn: PPS nella costruzione di automobili. Hanser Verlag, Monaco 2012, ISBN 978-3-446-41370-2 , pagg. 46-57.
3. ^ W. Herlyn: PPS nella costruzione di automobili. Hanser Verlag, Monaco 2012, ISBN 978-3-446-41370-2 , pagg. 134-144.
4. ^ J. Ihme: Logistica nell'industria automobilistica. Hanser Verlag, Monaco di Baviera 2006, ISBN 3-446-40221-7 , p. 341 ss.
5. ^ W. Herlyn: PPS nella costruzione di automobili. Hanser Verlag, Monaco di Baviera 2012, ISBN 978-3-446-41370-2 , p. 213.