科创中国

行业领域

高端装备制造产业,智能制造装备产业

需求背景

(1)装备落后，核心装备“卡脖子”，行业标准不完善；涂装行业近几年设备逐步趋于自动化，模块化；包括自动喷漆系统，输送系统、温控系统等；但关键装备、核心控制系统、核心技术工艺、参数配方等被国外企业垄断；如硬件部分高精度防爆机器人基本被ABB、库卡、安川、发那科等垄断；控制系统、PLC模块等全部是西门子品牌；国内设备在重复定位、一致性、耐久等方面与之存在至少10年代差；同时涂装行业生产产线全部是非标定制，设备集成度高包括前处理系统、喷涂系统、输送系统、温控系统、三废处理系统等，行业标准不完善，标准化配套差；国内汽车涂装企业在核心工艺装备集成上时常受到国外企业的制约；花高价引进相关设备技术。国内行业专用涂装设备整体制造能力与水平需要提升；

(2)高质量涂装工艺技术落后；在汽车生产过程制造中核心的四大工艺：冲压、焊接、涂装和总装。其中汽车涂装工艺最为关键，汽车的涂装工艺属于装饰高品质涂装部品对涂装工艺技术要求较高，涉及到的控制系统、模块、环节众多；工艺敏感；特别任何温度、参数的变化都会造成涂装产品的各种不良缺陷产生，如外观不良，包括橘皮、流挂、薄喷、颗粒等；产品性能不良如漆膜厚度、附着力、色差缺陷等；涂装部品集装饰与性能为一体，所以产品质量要求非常之高；漆膜厚度控制精度要求5-10um，色差品△E≦***， 光泽≥85 附着力0-1级 橘皮影像≥6级、包括众多其它油漆性能试验等。所有的部品涂装质量都需要严谨、精确的工艺条件控制。目前国内高端汽车品牌涂装工艺基本上都被外企把持，国内涂装厂家聚集在中低端市场，工艺技术落后。造成产品竞争力差是主要原因。

(3)设备维护保养难；汽车涂装产线设备集成度在汽车“四大工艺”内最高，各种控制系统最为复杂；设备集成和运行原理复杂，国能大多数厂家在生产制造过程中普遍存在：保养维护难（被动保养维护）、监测难、异常停机频发，设备能耗高、设备利用率低、产品良品率低综合制造成本高等问题。随着数字化技术的发展，利用人工智能AI算法实现产品表面高质量涂装设备健康智能化管理显得尤为重要。基于人工智能方案对设备运行数据的实时监测和分析，辨识设备的送风系统，温控系统，输送系统、循环水系统、机器人供漆系统的运行状态及生产过中的喷涂量的稳定性，喷涂轨迹的一致性以及环境工程（颗粒度）变量，并根据状态实时报警，并优化调整工艺参数确保产品喷涂质量。同时根据实时动态监测数据确认生产指令。在事故发生前进行设备故障预测，减少非计划性停机；面对突发故障，可以迅速进行故障诊断，定位故障原因并提出相应解决方案必将是汽车涂装行业设备运维的发展趋势，也甄待突破。

需解决的主要技术难题

A.针对汽车车身内外饰涂装零部件所需的涂装工艺技术，建立系统化的研究，形成一套用于汽车涂装工艺高效制造的整体工艺技术解决方案；包括涂装轨迹模拟、喷涂工艺参数优化设定、涂装挂具布局设计、各运行系统协同管理等；增加设备稼动率，减少油漆损耗、提升产品涂装质量；

B.利用人工智能方案实现设备运维智能化管控技术；对设备运行数据的实时监测、分析和快速诊断；技术方案能辨识设备各系统运行状态，运行质量并可以给出诊断和优化调整方案；包括送风系统，温控系统，输送系统、循环水系统、机器人供漆系统、喷涂图系统以及环境工程（颗粒度）；等，同时能依据变量优化调整工艺参数确保产品喷涂质量。同时根据实时动态监测数据确认生产指令。在事故发生前进行设备故障预测，减少非计划性停机；面对突发故障，可以迅速进行故障诊断和方案；

C.解决涂装行业核心装备一致性和耐久性如机器人、PLC等,攻克核心装备、控制模块被外资“卡脖子”；建立完善涂装行业标准和配套化服务；提升设备整体的集成度、精度等；

期望实现的主要技术目标

“汽车车身涂装工艺优化及设备运维智能化管控技术”项目主要技术指标：①涂装机器人设备重复定位精度：±***；②涂装膜厚控制精度误差：±5um；③色差品△E≦***， 光泽≥85 附着力0-1级 橘皮影像≥6级；④故障预测准确率达95%以上；⑤非计划性停机减少90%；⑥设备运行安全性提高50%；⑦涂装制品一次下线良品率≥90%；⑧生产综合成本（油漆损耗、能耗等）降低15%-20%。

需求解析

解析单位：湖北省襄阳市 解析时间：2022-10-25

赵亮

湖北大学

二级教授

综合评价

依据国内外汽车涂装行业发展趋势，针对国内汽车涂装行业现状，对标分析梳理，结合公司实际情况，对标分析梳理当前的主要技术痛点及需求内容有： (1)装备落后，核心装备“卡脖子”，行业标准不完善；涂装行业近几年设备逐步趋于自动化，模块化；包括自动喷漆系统，输送系统、温控系统等；但关键装备、核心控制系统、核心技术工艺、参数配方等被国外企业垄断；如硬件部分高精度防爆机器人基本被ABB、库卡、安川、发那科等垄断；控制系统、PLC模块等全部是西门子品牌；国内设备在重复定位、一致性、耐久等方面与之存在至少10年代差；同时涂装行业生产产线全部是非标定制，设备集成度高包括前处理系统、喷涂系统、输送系统、温控系统、三废处理系统等，行业标准不完善，标准化配套差；国内汽车涂装企业在核心工艺装备集成上时常受到国外企业的制约；花高价引进相关设备技术。国内行业专用涂装设备整体制造能力与水平需要提升； (2)高质量涂装工艺技术落后；在汽车生产过程制造中核心的四大工艺：冲压、焊接、涂装和总装。其中汽车涂装工艺最为关键，汽车的涂装工艺属于装饰高品质涂装部品对涂装工艺技术要求较高，涉及到的控制系统、模块、环节众多；工艺敏感；特

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