陈旭：汽车柔性智能装配 福臻成为隐形冠军

赫尔曼·西蒙在所出版的《隐形冠军》一书中，将细分领域的佼佼者（企业）称之为隐形冠军。在汽车装配行业，一家中国企业正是这样的“幕后英雄”。

机械臂翻转、车身上件、螺栓拾取、安装拧紧……在沃尔沃、福特、广汽等知名车企厂区里，依托自动化智能产线，51秒就能完成一车四门两盖安装，下线一台车身。虽然国内汽车厂家、车型不同，生产线各异，但柔性智能装配系统都来自同一个制造商——天津福臻工业装备有限公司（以下简称天津福臻）。

天津福臻成立于1998年4月，一直专注汽车车身装备制造，是一家专业提供汽车智能制造装备与系统集成解决方案的高科技企业。其总部位于天津，在上海、广州、德国设有子公司。2017年3月，上市公司哈工智能（SZ 000584）与天津福臻重组，搭建智慧工厂板块。

天津福臻经营范围包括白车身焊接系统集成、白车车身数字化工厂、白车身焊接工艺分析、同步工程分析、机器人仿真模拟调试，以及夹具及输送设备设计、制造等。以技术创新为核心、自主研发为先导，天津福臻前瞻性地进行新技术的研究应用、技术提升、软件开发，实现了工业机器人仿真模拟、系统集成、激光焊接、在线测量、机器人滚边、视觉识别引导、铝车身连接技术、特种非标机器人等高新技术应用。

清华校友陈旭是福臻集团副总裁。据他介绍，天津福臻公司历经20年自主研发投入和行业经验积累，建立了数字化智能装备开发平台，拥有完善的质量保证体系，高效的工艺规划能力，丰富的系统调试和车身品质培育经验，先进的虚拟调试及大数据采集诊断技术，为客户提供定制化的智能制造柔性解决方案，是具有全球竞争力的行业领军企业。

四门两盖作为车身开闭件，其匹配精度直接影响着汽车外观、风噪、封闭性以及驾驶人员的驾乘体验，决定消费者对产品的第一印象。保证并不断提高车身间隙面差品质，已成为各大品牌车商的一个重要目标。

该系统完全可替代人工作业，智能自动化率达100%，生产效率大大提高，合格率高达99%以上。

看似轻松简单便捷的背后，蕴藏着大智慧。该系统由机器视觉、柔性定位单元、5G通信等数十个创新科技构成。凭借在激光焊接、视觉应用、高速传输、智能柔性切换系统、机器人包边、轻量化车身连接等领域的强大技术优势，福臻可实现一条生产线最多8种不同车型的混装制造，保持着全球汽车行业整车焊装领先速度。

在汽车焊接领域，天津福臻是国内少数几家可提供全部柔性车身总拼、柔性车身底板、柔性车身侧围制造、柔性门盖制造四大系统的智能制造解决方案提供商之一。

在没有人工参与的情况下，车身门盖柔性智能装配系统是如何识别方位、测量距离和把控质量呢？陈旭校友介绍，其核心是“机器视觉”，这相当于为该系统装上了“眼睛”。

2019年，天津福臻引入了天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室历经20年研究的“工业在线测量技术”，首次将其运用于车身门盖装配环节。据介绍，该技术完成了对车身、车门、车门铰链安装孔的精确定位和对车身门框的精准测量。通过对测量结果进行分析，运用断差和面差匹配技术计算出最佳装配位置，将车门精准定位及装配。

视觉引导系统靠传感器这双高能“瞳孔”去执行，例如在抓件过程中，3D视觉传感器对需要装配的门盖拍照，对孔、角点、棱、面等进行快速识别、提取、匹配，根据机器人运动学模型、手眼关系、视觉测量模型计算出准确的三维空间坐标，进而引导机器人系统对被装配门盖精准抓取。

该机器视觉测量范围大、柔性好、精度高，将每台车身所需装配数据反馈至大数据采集系统，通过云平台分析数据的波动趋势，为实现工艺过程监控及优化提供数据支撑。该科研成果的运用让天津福臻如鱼得水，在深度融合中相继进军到发动机、高铁、编码识别等行业，不断扩大“视觉版图”。

一条生产线如何兼容混装多种不同车型呢？国内大多数汽车制造车间，采用“一款车型一条生产线”的模式，更换生产车型意味着重组设备，成本将大幅增加。这曾让很多国内汽车制造商不得不将目光投向国际品牌。

柔性定位单元是其中的核心，即同一款装配产品能够通过自身“变形”兼容多种车型的安装程序。天津福臻围绕柔性定位单元及机器人周边设备持续进行自主创新。2010年，天津福臻成立了柔性定位单元研发团队，专注研发车身柔性制造解决方案。公司每年拿出500余万元经费保障技术研发，定期组织团队成员与上游企业学习交流，实现柔性定位单元与供件无缝匹配。

截至2020年8月，该团队拥有20余项工程领域类发明专利，实现了柔性技术自主可控，并将其植入每个柔性定位单元的控制器，让零经验用户也能轻松调整产品自由度、运动范围和运行速度、控制轴数等数据，让“钢铁”有了“柔性”，满足汽车制造的定制化需求。2016年，天津福臻生产的柔性定位单元被用于国家工信部认定的“智能制造综合标准化与新模式应用项目”中，迅速打开了市场。自此，福臻首创的国内柔性智能装配系统已能通过自身“变形”兼容多种车型安装程序。

半自动化汽车装配制造生产线普遍存在WIFI、蓝牙、4G等网络传输方式各行其道现象，较难形成“劲儿往一处使”的最佳状态。天津福臻柔性智能装配系统采用5G通讯，将获取的设备状态，包括工单数量、生产节拍、视觉检测、扭矩扳手等实时数据呈现在自主开发的工业大数据平台上，为客户提供远程运维、预测性运维等在线服务。

2020年6月，天津福臻与中国联通天津市分公司签署共建“5G+智能装配联合实验室”合作协议，赋能全球首个车身门盖柔性智能装配系统。实验室聚焦5G赋能智能装配等六类典型应用场景，其中5G+视觉引导与质量检测场景、5G+移动机器人应用、5G+预测性维护应用场景，及5G+AR远程协助应用场景四大场景已陆续在实际项目中落地，下阶段将进一步探索5G+3D数字扫描及云化PLC在生产线上的应用。

2021年12月，天津福臻获得天津市科技局颁发国家新一代人工智能创新发展试验区天津市重大应用场景项目证书。该项目是天津市为贯彻落实《新一代人工智能发展规划》、《天津市建设国家新一代人工智能创新发展试验区行动计划》等相关政策，推进打造人工智能应用创新先锋城市，加快数字化转型步伐的关键性战略动作。在此项目中，天津福臻汽车智能装配解决方案，融合5G、AI、大数据平台等先进技术，相比传统技术路线，具备多种优势。不仅如此，天津福臻还将为产业打造安全可靠、降低成本、提高精度、便于品控的汽车智能装配解决方案，为企业解决人工装配带来的成本负担，及产品一致性差等问题，同时打破目前国外垄断行业局面。

天津福臻基于近年来在设备轻量化和伺服技术上的突破，推动数字技术、智能控制技术在车身装备上的应用；以全自主技术，实现高精度柔性定位、监控、检测、诊断、维护、预报、管理等智能化控制；结合自主创新领域发展与特点，推动车身装备向柔性化，高端化、节能化、自动化、智能化发展，满足客户多产品、共线生产等各类需求；建设自主创新的管理运维平台，解决客户运维压力，实现 “可管、可控、可运营、安全”。

本项目还通过搭建5G+MEC专网，将车身制造产线中交互、生产、应用类设备与自研的行业大数据平台对接，集中对生产线优化、辅助、管理、销售和后市场服务进行管控，通过实验室和实验车间的双重验证，孵化基于汽车制造产线的5G应用场景及解决方案。

天津福臻发挥在车身焊装方面核心优势，聚焦高速传输、智能柔性切换系统、激光焊接、机器人包边、轻量化车身连接、视觉应用等领域，凭借先进的技术，成熟的智能装备开发平台和焊接实验平台，完善的质量保证体系和品质培育经验，以及为客户提供定制化、一体化智能制造解决方案的综合能力，深度赋能合作伙伴。

2021年10月，天津福臻（上海奥特博格）在沃尔沃P519和723K项目中表现突出，荣获 VOLVO“攻坚之星”奖。沃尔沃亚太区焊装总监Johansson Bengt评价称，天津福臻（上海奥特博格）为我们提供了整套主线和侧围设计、安装、调试和交付工作。凭借其优良的工艺设计，领先的制造和质量控制水平，以及成熟的项目管理经验，准时高质量地交付了生产线。打造领先豪华车企，传递高端客户体验，是沃尔沃汽车一贯遵循的使命，天津福臻（上海奥特博格）为沃尔沃汽车打造世界一流水平的整车制造基地提供了坚实保障。

依托自主开发的数字化平台和信息化交互系统，天津福臻在车身装配领域，赢得了众多品牌汽车制造商的认可与信赖，是多家全球汽车巨头的战略合作伙伴。公司客户已从国内知名的一汽红旗、奇瑞捷豹路虎、长安集团、蔚来汽车等汽车制造厂商，扩展至福特汽车、宝马汽车等品牌汽车制造商，也是卡斯马、海斯坦普等全球汽车零部件巨头的战略供应商，为英国、西班牙、俄罗斯、乌克兰、埃及、泰国、越南、印度等国家提供智能柔性生产线。

为把握新能源汽车行业发展机会，抓住产业发展机遇，天津福臻自2010年开始跟踪轻量化铝车身连接技术，是国内最早一批能提供完整全铝车身解决方案的线体商。目前，天津福臻已完成CJLR,NIO等多个铝车身项目，并在具体项目中开发和应用超过10种车身连接技术，以满足客户铝车身样车试制工作需求，并为新能源客户提供车身同步工程服务。

天津福臻凭借多项专利研发成果，被认定为国家专精特新小巨人。今年，天津福臻还将推出7个软件创新产品。现阶段研发团队正筹备一款 AI 设计系统，通过电脑自动化、智能化运算来设计车壳，较以往可将车壳开发周期降至一半，计划于今年底前完成研发。

2020年8月27日，中国机电一体化技术应用协会主办的“第六届恰佩克奖颁奖典礼暨第十届中国国际机器人高峰论坛”举行。天津福臻以技术实力、市场表现及产业贡献赢得业界广泛认可，荣膺本届恰佩克“智能制造系统解决方案供应商TOP10（汽车工业）”奖项。这是自恰佩克创立以来，天津福臻第4次获得该奖项。

恰佩克奖是机器人领域最重要的奖项之一，是中国机器人行业最高殊荣，堪称机器人行业的“诺贝尔奖”，一路伴随和见证机器人产业成长与发展。

陈旭校友说，天津福臻将坚持心无旁骛做主业，倾力打造全产业链智能制造标杆企业！

天津福臻发展历程

1998年，天津福臻工业装备有限公司成立，是从事汽车白车身焊接生产线的设计、制造、安装、调试集成的专业化公司；

2008年，天津福臻被认定为首批国家级高新技术企业。上海奥特博格汽车工程有限公司成立；

2012年，企业技术中心注册成功，获得天津市企业技术中心资质认证；

2014年，智能制造工程中心注册成功，获得智能制造工程中心认证；

2015年，上海奥特博格汽车工程有限公司并入天津福臻；

2017年，广东福臻在广州番禺成立。上市公司哈工智能（SZ 000584）与天津福臻并购重组成功，搭建智慧工厂板块；

2020年，福臻（德国）工程有限公司成立。