4月26日，2018第十屆全球汽車產業峰會在北京舉辦，本次論壇以“創新技術引領產業未來”為主題，會議期間，中國第一汽車集團有限公司發展制造部高級主任姚遠發表了精彩演講，演講內容如下：
一汽姚遠：汽車工業激光焊接應用與智能制造中國第一汽車集團有限公司發展制造部高級主任 姚遠
謝謝大家，各位領導、各位專家，下午好。感謝邀請，我擬定了這么一個題目，來跟大家做一個分享。
今年是激光誕生的第58周年，我有幸利用激光作為一個手段在一汽工作了30年，因為有一個團隊，有一個平臺。以前一直在技術中心，現在整體業務劃撥到發展制造部。我們在中心也參與了部門智能制造方面路線的策劃，所以有一點點體會。
這個題目跟蓋世汽車也商量過。實際上，激光焊接在焊接領域里面一定是自動化的。好像離智能制造是一步之遙，我們也一直在做這方面的工作。當時也沒有想過是智能制造，只想激光焊接怎么才能實現閉環控制，這是我們當時追求的目標。現在又提出智能制造，好像我們也在朝著這個方向走。結合我們的工作，和對汽車行業簡單的回顧，我簡單談一下對激光焊接怎么實現智能制造的一點點體會吧，可能也未必成熟。
分三個方面：
1、簡單介紹下汽車里面的激光焊接。
大家都知道，基本上是兩塊：車身、傳統部件，我簡單說一下就行了。在車身里面有兩種，一個是邊焊板的，一個是在線的。這個是以前一些資料，可能大家都見過了。這幾年，結合汽車工業發展，激光焊接技術在汽車應用越來越多，這也是激光業的共同努力。
早期的頂蓋焊接，現在已經不是這樣了。還有我們現在在車身里面焊接，大概有五種技術，其實大家都說激光焊就可以了。其實搞激光加工的人知道，焊接里面有好多方法，我簡單說一下。一般熔焊不加絲的，切焊涉及到很多我們國產車，像大眾奧迪系列，大概九幾年開始用。
再就是天絲焊，因為激光數0．3、0．4，怎么適合車身精度并不是很高產品的需要。有時候我們需要加一些絲，可能在做到奔馳的錫柱上，當然現在這個產品已經不做了。更多的是搭焊和角焊縫的，為了改善搭建的間隙和需要調整材料的主要需求，加了一些絲。
再就是復合焊。我在瑞典做了一段時間的訪問學者，在北歐，主要想把這個技術用在丹麥的船上。用于厚鋼板的復合焊還是一個發展趨勢，它可以提高搭橋能力和焊生能力，并且焊接速度比較快。
這也是這幾年主推的技術，遠程焊或者叫掃描焊，因為這樣的話，可以實現快速的焊接。因為汽車業永恒追求主題是效率，是成本。用了這些國外的應用，我就不一一展開了。涉及到鋼車身或者是鋼鋁車身，這幾年國內的成績確實可喜，除了原來合資企業，現在更多是自主企業在用，包括像眾泰。當然一汽也用了一些。鋼鋁車身呢，可能是大家特別關注的。激光在鋼鋁車身里面已經有一些成功案例，前面已經說了，我們也在研究和關注。
傳統部件方面。幾乎在傳統系統里面，很多零件都可以采用。我們在中心也做了很多開發，有一些應用的生產。今天有一個案例也是涉及到這方面的。
簡單回顧國內應用。一汽有幸在汽車加工方面應該是汽車屆第一個吃螃蟹的，即我們當時用于大紅旗車身的激光切割，然后國內的一些應用陸陸續續發展起來。在焊接方面大家可以關注，1992年江陵汽車的齒輪焊接，還有1999年大眾的激光焊接。這兩個點，是國內汽車業激光焊接比較主要的點，行業里面都認可這個事。
儀器的激光加工是這樣的。我們有專業的團隊，在技術中心也一直做這方面的工作。還有我們的合資企業，一汽大眾。現在一汽大眾所有的車身都有激光焊接，包括其它的傳統部件有一些也有激光焊接，還包括自己的模具中心，還有底盤的工作。我們圍繞激光加工來做，包括焊接表面處理，包括近期的3D打印也都在做。今天主要是跟大家匯報一下我們從事激光焊接的兩個案例，一汽轎車包括解放等等，還有內部的供應商都在做。
這是我們集團研發和發展制造。我們有一些設備，然后在做這方面的工作。這個發展趨勢也結合我們這幾年的工作，應該說比較典型的，就是激光加工，且激光焊接的方法越來越多。剛才我也舉例了，簡單的車身5個以上，里面還可以再細分。焊接速度的加快，實際上也是激光行業的發展，確實很給力。
再一個就是鏈接結構創新。激光的特點和我們常規的點焊以及其他常規的工業確實不一樣，有一些結構確實帶來了創新。包括現在標準的頂蓋的焊接，這是突破性的。且激光傳統設備的成本下降，這確實給應用帶來很多的好處。
2、介紹兩個案例。
這個工作是大概十幾年前做的。在解放車的上一代，也就是研發G6的時候，我們遇到一個難題。當時我們要做一些樣車，因為只有一排半駕駛頂蓋，做成一排半的駕駛，就是短的駕駛頂蓋。正常來說，我們應該開模具，這是必須的。但是時間比較緊張，當時的投入也比較大，我們只好買了一套6005，跟當時德國奧迪公司一樣的設備。買了以后，我們提出了能不能在大頂蓋的中間給它切出一條，然后把它焊到一塊。
這個在當時來說比較冒險，因為沒有可借鑒的案例。但是我們之前也有相關研發的經驗，相當于三維頂蓋的對焊。我們用了各種焊接方法都試了一下，包括天絲焊，共選了4種方法，還做了一些參數，然后我們把整個規律摸索了一遍，發現對焊也會產生新接口，當時我們覺得不可思議。
最后我們用這個設備，把它成功的焊接到一塊。但是我們考慮做這件事情就發現，頂蓋對接的精度直接影響激光焊接的質量。怎么樣來保證它是另外一件事，不是激光本身的事。激光在轉角拐彎的地方參數的調整，怎么保證它一致，或者不漏，或者焊接質量達標。我們當時考慮，如果有一個閉環控制系統，那更好了。
當時我們一直在追求一個閉環控制，也焊出來了。我們一直在往生產線推，但是進入生產線又有一個擔心，怎么樣保證產品，也就是這兩個件每次裝配的一致性，還有保證各個部位焊接的一致性，實際問題確實比較難。所以，真正用到生產，把一些閉環系統或者是焊前檢測系統安上去，后面會講的。
我們當時成功地在焊接過程中用了這個案例，也用到產品開發里面去。但是也留下一些困惑或者說問題有待于下一步解決。當時的成效還是不錯的，也通過了，也獲獎了。
第二個案例。我剛才說了汽車就是兩塊，一塊涉及到車身，一塊涉及到傳統，這里是圍繞傳統件的。因為我們集團開發了一個DGT。DGT已經做出來了，但是DGT和發動機之間的連接還存在問題。我們采用另外一個路線，中間加一個柔性盤連接。柔性盤的結構比較特殊，是多層薄板和結構上的連接，要用激光焊接。這個難度非常之大，因為這個跟車身還不一樣，車身從機構上，要求每個點要這么切，對焊接的部位要求非常高。于是我們接了這個活來做一下工作。
我們總的思路是這樣，分三步走。第一步，把它做出來，焊出來。第二步，焊得好，通過道路跑車實驗、模擬實驗，在產品上體現。第三步，焊得快，并把這個技術推到生產。基本上是這三步，前面申請專利，后面做很多標準。
但是這里面的問題跟上面案例是一樣的，我們一直在思考怎么保證生產的成本控制和怎么保證質量的一致性。這個也是一直很關心的事，當然這里面要簡單說一下我們做的工作。我們曾經焊過四層板的，因為這種薄板的焊接，拿出去各種試驗都沒有問題。更大的問題，還是我剛才說的，怎么保證我們最后生產的一致性。
這就說到題目最初說的，我們怎么保證形成閉環的自動化，激光焊接的閉環控制，還是一直在考慮的問題。實際上這個也在投產并運用于生產了，還裝在我們相應的產品里面了。結合上面的工作，我們一直在思考一個問題，閉環控制的問題，就是自動化閉環控制離智能制造多遠。因為智能制造是大題目，涉及到產品智能化或者是裝備智能化。那么我們只能聚焦在激光焊接這一點，便于我能盡可能把它說清楚。
這是江淮的李總做的報告，看起來自動化到智能化只有一步之遙，但是我覺得這一步還很遠。從工程院的報告來看，這個趨勢大家都知道，智能制造可以產生協同開發效應，還能定制化。總的來說，我們一切目標還是圍繞汽車企業用的QGT，即質量成本、效率或者時間的概念。快速提高效率、縮短時間、降低成本，最后把質量提上去，就能更可靠、更舒適、更安全、更環保、更智能，也更個性。當然這里面有性能的指標因素在里面。
那我們怎么從3．0跨到4．0？實際上按照4．0的描述大家都知道，它是CPS，可能現在解讀成另外一個表達方式，雙胞胎。和人一樣，那我們一定要有一個跟行動相匹配的腦袋在里面。工業里面應該有一個系統，能反饋到這個。
李杰教授曾經寫了一本書《工業大數據》。實際上他在美國做的預測工業4．0的案例，就是怎么來預測未來的設備出現故障，并提前預測。這基本上還是數字雙胞胎的概念。
回到激光這個事，我們借用了別的公司的一個圖，我覺得挺好的。激光焊接過程，一直在考慮的是自動化。怎么實現閉環控制并保證質量？大家都知道可以通過焊前控制，焊中控制，或者焊后檢測。這是一個常規的理解，激光也是這樣的。
關于焊前控制，怎么確定它的焊縫和激光焦點位置的關系，包括焊縫的準備呢？這個實際上比較容易實現，但是也不能無限的放大這種需求，不是說差別很大，然后被探測出來就能焊的了的。但這是一個前提。
第二，行業也做了很多的工作。我們通過前期的探測、跟蹤，實現精確的焊接，且對大間隙的控制等都做得很好。現在的掃描焊可以做到配合，實現焊接。寶馬現在在采用這個技術。
另外就是前期的跟蹤，這個我覺得主要在設備上就可以實現了。那么更多是跟蹤的問題。焊中實際上是一個很復雜的事，但是激光有一個最大的特點，就是信息可以通過光的無接觸檢測，把它檢測出來，鑒別出來，然后識別出來它在焊接過程中的問題，然后形成一些反饋去執行并控制系統。
大概是這么一個系統，反射一些光，檢測不同熔池的信號，然后反饋到執行系統形成閉環控制。這就是我們原來一直追求的閉環控制系統。這個實現起來，同時又對技術數據提出了新的要求，很多標的數據沒有。在這里面盡管用得不錯，但是我們都沒有采用這個系統，看看下一步有沒有可能用上去。
最后就是探討的問題。好像是從自動化到閉環控制，再到智能制造應該是很近的，好像喝著咖啡唱著歌就能實現。大家也有共識，這個恐怕是不能這么快能實現的。可能更多按照閉環控制，進行大量的標定，標定的數據非常大。目前只能靠人工做。未來可能靠計算機幫助我們去模擬，那很多的事就省下來了。
記錄數據還是根本，上午很多嘉賓也說了，我們離不開積累。彎道超車，肯定離不開這個基礎。激光焊接技術也需要大量的數據來支撐，這是我們的體會。到下一步的還有很多功課要做。比如現在精良的裝備，包括焊裝，包括激光焊接設備本身，還要做大量的工作來滿足下一步4．0的需求。
精致的工件也很重要，工件不好，你技術再好也沒用，這是前提。接下來需要的是海量的數據和暢通的網絡，大家都能理解。海量數據的積累，可能更多企業不愿意做，包括我們也要沉下心來好好做這件事情，然后盡快的達到工業4．0。這個過程，比人的成長過程還要長一點，我是這么想的。
謝謝大家。
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