现代汽车和起亚举办了一个名为“E-FOREST TECH DAY 2024”的活动，展示了未来工厂中可能应用的新制造技术。
这个活动主要是为了让大家了解未来的智能工厂会是什么样子，以及新的技术趋势。
现代汽车和起亚通过这个活动分享了大约200种新的制造技术，并且还与合作伙伴、大学和研究机构进行了技术交流，以便更快地实现未来工厂的目标。
今年的活动中最值得关注的一个关键词是“软件定义工厂（SDF）”。简单来说，SDF就是通过软件来连接和管理工厂中的所有设备，这样可以快速更新设备的性能、质量和生产效率。这样一来，工厂就能更好地管理质量，提高生产效率，同时还能灵活地优化运营。
现代汽车集团通过这次活动强调了软件技术在制造业中的重要性，并预示了制造业即将发生的变化。他们还展示了许多实现SDF的技术和解决方案，让参加者能够亲身体验未来工厂带来的新价值。以下是八个值得关注的新技术：
SDF主题馆：迎接以软件为中心的未来工厂
▲现代汽车和起亚的E-FOREST中心李常务解释了软件定义工厂（SDF）的概念。
当你进入展览现场时，首先会看到的是SDF主题馆。这个主题馆详细介绍了SDF的概念及其引入背景，并通过各种多媒体内容展示了现代汽车和起亚在SDF方面的方向和目标。
SDF的概念
现代汽车和起亚通过将“软件定义车辆（SDV）”与“软件定义工厂（SDF）”联系起来，介绍了SDF的概念。SDV和SDF虽然一个是针对车辆，一个是针对工厂，但它们都有一个共同点，那就是从硬件中心转向软件中心。SDF的目标是通过软件提高灵活性和制造智能，从而改进生产效率和质量，同时降低成本和缩短生产周期。此外，SDF还将通过数据连接和数字化转型，快速提供符合客户需求的产品，成为SDV的生产基地。
实现SDF
为了实现SDF，现代汽车集团将硬件和软件分离，并将制造系统的架构分为四个层次：
1. 硬件：物理设备。
2. 控制：控制系统。
3. 数据平台：用于收集和处理数据的平台。
4. 应用程序：运行在数据平台上的各种应用。
▲SDF制造系统的架构组成
这种分层结构使得硬件和软件可以独立研发，实时监控工厂运营情况，并持续更新全球工厂的生产算法。
数据流展示
SDF主题馆还展示了详细的制造数据流动图。这些图解释了在虚拟工厂、实际工厂和数据中心组成的SDF中，如何收集和利用大量的制造数据，从而使工厂能够灵活地运营。通过这些展示，参观者可以一目了然地了解SDF所应用的各种新制造技术以及E-FOREST追求的未来工厂运营模式。
物流机器人（AMR）行驶控制技术
在汽车工厂中，自主移动机器人（AMR）用于搬运重物，是不可或缺的存在。重要的是，AMR的有效使用依赖于软件的高度优化。现代汽车集团为了更高效地利用AMR，自行研发了AMR行驶控制技术。
新研发的AMR行驶控制技术超越了现有机器人的行驶限制，使机器人能够更加智能地移动。传统的AMR只能向前行驶，而新的AMR可以在任何方向自由移动，不受前后限制。此外，新的AMR还可以通过控制左右轮的转速来实现平滑的转弯行驶，这在空间较小或路径受限的环境中尤为有用。这种先进的自主行驶能力将大大提高工厂的生产效率。
▲应用了行驶控制内嵌技术的AMR（自主移动机器人）比现有的机器人能够更灵活地生成行驶路径。
总之，SDF主题馆不仅介绍了SDF的概念和目标，还展示了现代汽车和起亚在实现这一愿景方面所做的努力和技术进步。
非规则部件自动化组装技术
汽车生产过程中仍然需要大量的人工操作，特别是像橡胶软管这样形状不固定的非规则部件，传统的机器人很难抓取，通常需要人工手动组装。不过，现代汽车集团研发了一种新的非规则部件自动化组装技术，未来将使这些复杂部件的组装也实现自动化。
这项技术利用AI视觉算法，能够准确识别软管、电线等形状不规则部件的位置和形状，并自动确定抓取点，从而抓取和排列这些部件。此外，它还能完成像将软管安装到发动机上并装夹这样的精细工作，大大提高了生产效率。这项技术是实现自主运营工厂的关键技术之一，备受期待。未来，人形机器人也能通过这项技术熟练地抓取和组装部件。
▲通过AI视觉算法的判断，机器人能够准确地抓取软管部件并进行组装。
多轴固定夹具技术
传统的汽车生产线是为了大规模生产而设计的，通常只能生产几种车型。这种生产方式的优点是所有工序都针对特定车型进行了优化，生产效率高且成本低。但问题在于，如果要更换生产车型，需要重新制作很多固定夹具，这会带来很高的成本。例如，固定车门、引擎盖和车轮等部件的夹具，在更换车型时也需要重新制作。
▲利用多轴固定夹具技术，可以使用一个固定装置来固定各种车辆部件。
为了解决这个问题，现代汽车和起亚研发了多轴固定夹具技术。这项技术可以通过控制自由移动夹具的位置，并应用复合驱动机制来固定各种不同尺寸的部件。例如，如果要在原本生产小型车Kia Morning的生产线上引入大型电动SUV Kia EV9，尽管车辆和部件的尺寸差异很大，但通过移动夹具仍可以固定EV9的部件。因此，多轴固定夹具技术是实现灵活生产的未来工厂必不可少的技术。
铝合金外板实时贴合自动打磨系统
随着技术的发展，汽车制造过程中的许多工序已经实现了自动化，但仍有一些需要精细和复杂操作的工序依赖于大量的人工操作。例如，铝合金外板的加工仍然需要专业人员进行细致的手工打磨。但现在，通过“铝合金外板实时贴合自动打磨系统”，这一过程有望实现自动化。
以前，为了打磨铝合金外板，工人需要仔细检查并手工去除缺陷部位（如凸起）。而使用该系统后，可以通过3D视觉技术和协作机器人自动完成这一过程。具体步骤如下：首先，通过3D视觉扫描检测铝合金外板上的缺陷，并将缺陷位置的坐标传输给机器人。然后，机器人精确地定位到这些位置，并通过打磨去除凸起。即使表面有曲率，也不用担心加工质量，因为配备了扭矩传感器的机器人可以保持均匀的压力，确保在曲面上也能紧密贴合。此外，机器人替代人工进行打磨作业，减少了工人接触铝粉的风险，有助于保障工人的健康和安全。
斑点机器人：工业广泛应用解决方案
波士顿动力公司的四足行走机器人斑点（SPOT）将在未来的工厂中担任检查专家的角色。斑点已经在现代汽车集团全球创新中心（HMGICS）作为“AI守门员”与工人协同工作，进行质量检查。现在，斑点将变身为工厂设备的检查员。它依然具备四条腿灵活穿越楼梯和障碍物的能力，并通过传感器像人的眼睛、鼻子和耳朵一样检测各种危险因素，有效判断工厂的当前状况。
▲斑点（SPOT）机器人可以在工厂内巡视，检测和检查各种危险因素。
斑点的检测功能由负责视觉信息的e-Eyes、负责听觉信息的e-Ears和负责嗅觉信息的e-Nose组成。斑点可以在工厂内巡视，通过这些传感器检测昏倒的人员、火灾、管道泄漏、设备异常和化学物质暴露等情况。斑点的多功能性使其在未来工厂中的应用前景非常广阔。
UAM机翼机身自动对准系统
现代汽车和起亚在“未来空中交通（Advanced Air Mobility, AAM）主题馆”中展示了多种AAM生产技术。他们将积累的汽车制造技术应用于AAM生产，旨在提出新的航空器生产范式。其中最引人注目的技术是“UAM（城市空中交通）机翼机身自动对准系统”。这项技术通过精密的自动化技术，极大提高了大型且沉重的机身和机翼组装过程的工作效率。
▲UAM机翼机身自动对齐系统可以将机身精确地移动到固定好的机翼上，从而对齐连接部位。
UAM与普通车辆不同，其机体非常大且重，因此航空器的制造过程需要比汽车高10到100倍的组装精度。特别是机身和机翼的连接组装过程，需要非常精细的操作，通常需要很长时间的手工操作。但使用UAM机翼机身自动对准系统后，不仅可以提高质量管理水平，还能大幅缩短工艺时间。
过去，为了对准机身和机翼的连接部位，需要固定机翼的位置，然后逐一调整机身的位置。而使用该系统后，测量器可以精确测量连接部位，并根据测量值以1微米（μm）的精度对准机身和机翼的连接部位。这相当于一根头发丝的细微程度。该系统由12轴同时控制系统、精密传输系统和高精度测量系统组成。现代汽车集团还研发了系统集成控制软件来驱动整个系统。通过这一系统，原本需要3到5天的工作时间可以缩短到几个小时。
UAM涂装自动化技术
在UAM（城市空中交通）制造过程中，给机体上漆以着色和防止腐蚀的涂装工序是非常重要的一步。与汽车涂装不同，航空器的涂装通常全部由手工完成，因此很难保持涂层厚度的均匀性，并且需要大量的时间。为了提高涂装效率并降低成本，现代汽车集团研发了UAM涂装自动化技术。
虽然车辆和UAM都需要进行涂装，但不能直接将汽车涂装工艺应用于UAM生产中。这是因为UAM的机体比汽车大得多，形状更复杂，而且需要对底部也进行涂装。为此，现代汽车集团引入了3D模拟技术，并应用了新的涂装设备和摆臂机器人，以适应UAM的特殊需求。
▲现代汽车集团下一代AAM（先进空中交通）飞行器“S-A2”的1:3模型。
UAM涂装自动化技术主要由以下几个部分组成：
1. 双轨系统：通过双轨系统，可以更灵活地移动涂装机器人。
2. 龙门架：用于支撑和移动涂装设备。
3. 摆臂机器人：能够灵活地在各个角度进行涂装。
4. 旋转台：使UAM机体可以全方位旋转，确保每个部位都能被均匀涂装。
此外，还安装了双轨、旋转台和上下升降装置等，确保UAM机体能够无死角地进行涂装。现代汽车集团还专门研发了适用于UAM涂装的专用涂装间，不断技术创新，以确保未来空中交通的成功量产。
通过E-FOREST加速未来移动出行时代
正如前面所介绍的，2024年的E-FOREST技术日展示了现代汽车和起亚即将在未来推出的多项制造创新技术。这些新技术将引领自主制造产业的发展，并构建SDF（软件定义工厂），使所有制造系统能够互相连接。这一切都预示着未来的移动出行生态系统即将成为现实，这也是我们对现代汽车集团所描绘的未来充满期待的原因。
