2021年3月23日-24日，由蓋世汽車主辦的“2021年中國車身大會”隆重召開。本次大會重點圍繞整車輕量化、汽車安全法規(guī)、車身結(jié)構(gòu)設(shè)計、車身先進材料、仿真技術(shù)、模塊化架構(gòu)車身等行業(yè)焦點話題展開探討，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展出謀劃策。會議期間，高慕光學(xué)測量技術(shù)(上海)有限公司自動化方案經(jīng)理 束瑪君表了精彩演講，內(nèi)容如下。

高慕光學(xué)測量技術(shù)(上海)有限公司自動化方案經(jīng)理 束瑪君

各位領(lǐng)導(dǎo)，各位朋友，大家上午好，首先非常感謝蓋世給我們一個機會，把我們在行業(yè)的應(yīng)用分享給大家。今天我講的主題是“助力智能工廠——ATOS ScanBox在車身制造中的應(yīng)用。”

眾所周知，GOM也是一家在光學(xué)測量領(lǐng)域非常前沿的科技型公司。整個汽車生產(chǎn)供應(yīng)鏈中，GOM在設(shè)計端，模具制造，仿真成型設(shè)計，首件檢測，系列檢測，裝配夾具當(dāng)中起到了非常重要的作用。

首先在材料端FLC成型曲線當(dāng)中可以看到它發(fā)生什么樣的效應(yīng)，我們可以用高速相機進行分析。在設(shè)計和CAD當(dāng)中也起到非常重要的作用，我們可以把重要的塑模做逆向工程。

模具和試模非常重要，很多公司在這方面花了上百萬的費用，反復(fù)試模，修模，制模，如果有3D就可以起到非常重要的作用。

主機廠都會涉及到首件檢測，即用彩圖與過程控制來看生產(chǎn)過程當(dāng)中首件檢測會出現(xiàn)什么樣的情況。系列檢測，高效的測量和高批次的通過率將會是今后所有主機廠都要面對的一大問題，因此如何將零件從測量室搬到生產(chǎn)線上，如何讓這個零件從抽檢變成白檢是未來面對的挑戰(zhàn)。裝夾，我們試圖將零件擺脫工裝情況進行測量，也可以將全域數(shù)據(jù)在整車狀態(tài)下進行虛擬裝配，同時看零件和零件之間的關(guān)系。

講了這么多PPT內(nèi)容，我們來看一段視頻，希望能夠?qū)canBox在主機廠的應(yīng)用涵蓋一些。

這個封裝可以將兩套不同的零件放到同一工位同時測量，如果說以往是10-15分鐘測量一個工具，我們只要用這么一個簡單的方式將效率提高1倍。

這是我們在波蘭的工廠，在十年以前就開始采用光學(xué)的測量設(shè)備?，F(xiàn)在我們使用的是光學(xué)技術(shù)，它在零件測量當(dāng)中可以大大縮短效率。這是德國的歐寶公司，擁有非常多我們的設(shè)備。這里展示的是VMR虛擬計量室概念，我們可以把機器人和測量室以1：1形式還原在軟件當(dāng)中，同時可以實現(xiàn)一鍵式編程。

機器人搭載在垂直的軌道當(dāng)中，這也是我們的專利，它的優(yōu)勢是機器人手臂伸入汽車內(nèi)部，可以測量車輛的頂部，底部，內(nèi)部以及外部。

這種三維數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)也是非常多樣化，既可以像傳統(tǒng)測量報告一樣以點的形式出現(xiàn)，同時也可以用全域的形式出現(xiàn)，換言之，只要你有三維的數(shù)據(jù)，所有的檢測還是比較容易的。同時三維數(shù)據(jù)也有一定的優(yōu)勢，比如說可以實現(xiàn)曲線的檢測，甚至像特征線的檢測，也是目前行業(yè)內(nèi)非常關(guān)注的。

裝配也是車身制造當(dāng)中非常重要的一個點，如果我們在虛擬端進行裝配的話，可以預(yù)先解決80%的問題，將20%最困難的問題依舊留給QB來做。

初步了解ScanBox后，大家感覺非?？犰艑Π桑鋵岮TOS ScanBox在工業(yè)4.0中早期就把這個話題引出來了。我們早期有些這樣的概念，就是智能工廠的藍圖，可能在國內(nèi)很多工廠目前還沒有達到這個水平，但是我相信總有一天也會往這個方向努力。智能工廠具備如下幾個特點：首先是智能化自動化，這在工業(yè)3.0已經(jīng)達到了；同時我們要達到過程數(shù)字化處理，這也是非常重要的一個點。其次是自修正環(huán)節(jié)，最后達到自適應(yīng)制造。

光學(xué)計量在智能工廠的過程中也是起到非常重要的作用，首先我們需要對這個結(jié)果進行數(shù)字化的反饋，其次將數(shù)字孿生技術(shù)和數(shù)字化復(fù)刻技術(shù)融入老產(chǎn)線當(dāng)中來。

那么我們對生產(chǎn)計量有那些要求呢？首先是自動化，第二是測量集成到生產(chǎn)中，盡可能將傳輸成本降低。第三是絕對精度，可溯源，目前集成在生產(chǎn)線上的數(shù)字化還沒有做到絕對的精度，往往是相對的測量。第四是信息密度大，數(shù)據(jù)完整，這也是目前在線測量當(dāng)中最難的難點。

傳統(tǒng)的在線集成系統(tǒng)具有如下特點，自動化已經(jīng)達到了，與生產(chǎn)線結(jié)合毫無疑問，但是絕對的精度和可溯源目前還沒有完全達到，信息密度大數(shù)據(jù)完整也是目前傳統(tǒng)測量的痛點。GOM將ScanBox完整集成到生產(chǎn)線上，左側(cè)是黑盒方案，ScanBox是一個自動測量機。左側(cè)紅色部分是測量支架，機器人模塊，測量頭，標(biāo)定板，轉(zhuǎn)臺模塊，電腦和PLC控制柜是測量系統(tǒng)，而藍色的上下料機器人，零件，安全光柵，防護欄，隔離門是生產(chǎn)線上的線體。

這是德國的歐寶工廠，我們可以看到機器人將零件裝夾下來，同時把它夾到測量工裝上。右上角就是虛擬測量室，1：1還原對這個零件整體進行測量。這個測量頭是早一代測量頭（十年前），但是當(dāng)時自動化技術(shù)也推到了比較高的高度。由于保密，我們不可以展示太多的LOGO，這其實就是大眾的后蓋，測量完成之后，我們會將這個零件機器人自動抓取回到生產(chǎn)線上。

我們前面看到的一個小型方案，對于8系列整車方案是不是能解決這個大問題呢？情況也是一樣的，我們將8系整車方案移植到生產(chǎn)線上，目前在大眾也有兩套工位整合在生產(chǎn)線上，它的理念和這個是相同的。對于整車測量來說難點是什么？即在包含龐大的數(shù)據(jù)量同時，又要做到快速精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸，這是非常大的問題。GOM在車身外圍設(shè)置了這樣一個參考立方的框架，在立方框架上面貼參考點，沒有任何人工參與其中，我們用數(shù)據(jù)來說話，可以做到整車所有數(shù)據(jù)在一定次數(shù)的測量當(dāng)中達到97.9%的數(shù)據(jù)是重復(fù)精度在0.1毫米之內(nèi)。具體的數(shù)據(jù)一共有535個點，其中524個點達到這個數(shù)據(jù)，同時用面的方式，以整體的曲面內(nèi)部外部都可以達到這個精度。右上角公差帶是0.15毫米為單位。GOM可以達到自動化，與生產(chǎn)線結(jié)合，絕對精度可溯源，信息密度大，數(shù)據(jù)完整，這將是未來智能工廠所必備的特點。

我們來看看三維數(shù)據(jù)究竟可以在哪些方面對產(chǎn)業(yè)鏈進行推動？在GOM公司里面有200多名軟件設(shè)計者，我們來看看數(shù)據(jù)端到底能做哪些應(yīng)用和分析。

首先色差圖是我們最直觀的特點，這是一個非常簡單的檢測圖，在右側(cè)輪罩部分有些區(qū)域生產(chǎn)并不是特別地完美。對于批量也可以做到，比如說以正負(fù)0.5mm公差為例，右側(cè)下端有一個數(shù)據(jù)，按照批次來看一定有1-2件產(chǎn)品出現(xiàn)了問題，對于批次來講是第六片數(shù)據(jù)出現(xiàn)了偏差比較大的情況，我們可以用趨勢情況來測量出到底是哪個批次出現(xiàn)了問題。

同時在裝配端也非常重要，比如說有測維的數(shù)據(jù)，這個時候只要測量后門的數(shù)據(jù)，有些評判的標(biāo)準(zhǔn)，這個后門在組裝端是沒有問題的。也許有一個前門，但前門在組裝端是有問題的，這個時候我們會迅速給出反饋，這個優(yōu)勢在于，我們并不像很多分總成的零件再去做樣板人工的工作，我們可以用數(shù)據(jù)端來說話。

面差和間隙也是汽車端QB部門唯一或唯二評判的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)有了三維數(shù)據(jù)之后，我們只需要將它定位在一個正確的坐標(biāo)系下，同時就可以判斷這個零件在車身坐標(biāo)系下面面差和隙平是否有問題，或者說是哪些地方有問題。

我們以一字板來舉例，它與前蓋接觸，與測維接觸，也與前門接觸，我們可以看到在前半段有些問題，后半段沒有問題，同時與測維有問題，我們可以通過某種方式來調(diào)整一字板從而來降低人工的成本。

特征線測量是裝配端用戶關(guān)注的問題，特征線質(zhì)量可以適當(dāng)放寬一些，但是特征線位置很重要，GOM可以提供這個數(shù)據(jù)，這個例子當(dāng)中后門特征線是有點下沉的，變相去看，如果Z方向在不修改沖壓模情況下，有沒有可能將這個模具向Z方向向上抬一些，當(dāng)然大前提是在縫隙和面差能夠接受的情況下才可以這樣去做。

再給大家?guī)硪粋€表面缺陷的檢測，也是一個非常新穎的話題。表面缺陷可能是大家主觀的去判斷，我們有一個小小的視頻可以帶給大家了解，什么是表面缺陷，GOM是怎么做的。

GOM在面平檢測上是基于游尺檢測來的，在視頻最后有一個比較有趣的現(xiàn)象就是我們不單單可以給鈑金件做面片檢測，同時也可以給塑料件做面片檢測，塑料件有它固定的設(shè)計，希望在儀表盤區(qū)域有固定的顆粒設(shè)計，如何將顆粒設(shè)計均勻，哪些是出問題的也可以被檢測出來，這種方法往往只能用光學(xué)的方法去檢測比較高效。

首先，完全基于尺寸去測量，其次用軟件評估缺陷等級，用軟件來做有一個優(yōu)勢就是定量，而不單單只是定性。同時參數(shù)是手動可調(diào)可設(shè)置的，往往在一塊鈑金上面我們只能用一種游尺刮蹭，但是在數(shù)據(jù)端這些都不再是問題，同時可以對一塊鈑金用兩種甚至多種不同的游尺進行測量，從而檢測不同等級的期望缺陷。參數(shù)化的模板，這是一勞永逸的過程，你只要做一遍模板，將不會再反復(fù)對同一種零件進行多次面片的檢測，下一次只需要將數(shù)據(jù)替換過來再計算一下即可完成。最后是面平分級，我們對缺陷等級進行分級，當(dāng)然這個等級是用戶可自定義可編輯的。

算法既簡單也復(fù)雜，我盡可能用簡單的方式給大家解釋。有些缺陷可能比較寬，在陽光下做清洗底漆之后并不明顯，可能比較容易接受。有些缺陷比較銳，這種缺陷在陽光下，觸感下非常明顯，至于如何定義GOM也打開開源，你可以將方程和公式自己來定義，可以基于缺陷的深度、面積、長度、寬度等等，當(dāng)你制定這樣一個方程之后，還可以制定一些語句，有些缺陷可以被過濾，有些缺陷可以被留下來，同時我們對這些缺陷進行了ABC等級的區(qū)分，也可以加入類權(quán)重的概念，比如說B類用戶專業(yè)人士可以分辨出來，A類缺陷是購買客戶一眼就可以辨別出來，這種缺陷我們認(rèn)為是比較致命的缺陷，它的權(quán)重會占的比較高。

最后我們將同一塊面片或者不同面片的缺陷進行數(shù)據(jù)合并，最終希望表達的是將一個面片定量去分析，比如說超過500分就認(rèn)為這個面片是不合格的。有了這種定量分析之后，就少了以往用游尺人類主觀的定性存在的很多爭議，從而建立起更完善的測量體系。

我們在展臺搭載了一個設(shè)備，也有我們的公眾號，如果大家感興趣可以添加我們的公眾號，我們會在公眾號里面不定期添加文章和應(yīng)用，感謝大家能夠再次傾聽我的演講，謝謝各位。