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年初以來,中美兩地不少車企紛紛推出搭載激光雷達的新車型,譬如本土新造車勢力小鵬、蔚來,國外新造車Lucid、傳統巨頭本田等,最快量產的車型將在年內交付,其他不少車型也將在年內開始量產。
大環境下,包括Innoviz、Livox、速騰等在內的國內外頭部激光雷達供應商也都瞄準了“量產前裝”市場。
與5年前的后裝市場爆發相比,這一次對激光雷達的需求來自前裝、來自定點車型、來自車企、來自當下千萬量級的汽車市場。
但是,如何進行激光雷達的車規級批量生產,依然是擺在這個賽道上所有企業面前的一道高門檻。
畢竟,產品只有以高性能、滿足車規要求、具備量產能力的姿態出現,才有可能進入主機廠的選擇范疇。
據悉,此前除了法雷奧,還沒有其他企業得以實現。前段時間,業界傳出RoboSense(速騰聚創)也落成了國內首條車規級固態激光雷達產線的消息。就此,新智駕第一時間發出了參觀申請,獲得了獨家探訪的機會。
RoboSense(速騰聚創)旗下車規級固態激光雷達M1自去年7月開始連續獲得全球多個量產車型定點合作訂單。
新智駕了解到,這些訂單里包括北美豪華新能車企Lucid,和前不久剛發布“軒轅”自動駕駛系統的L3重卡量產方案研發企業嬴徹科技,其中Lucid將在今年下半年向車主交付新車Lucid Air。
獲得定點項目之后,必然要加快產線建設,今年3月10日,RoboSense宣布國內首條車規級固態激光雷達產線落成,并表示在Q2啟動定點項目的量產交付。
下面就讓新智駕帶大家探訪揭秘這條車規級固態激光雷達產線。
正式參觀產線介紹之前,RoboSense車規產線的負責人給新智駕簡單介紹了激光雷達的車規級產線和非車規級產線的區別。
車規級產線,首先是針對車規級激光雷達量產而設計的,同時產線的流程規范、質量管理體系等按照車規標準設計且通過相關認證,比如M1的產線通過了IATF 16949、ANSI/ESDS20.20-2014、ISO9001、ISO45001、ISO14001等認證。顯然,目前一些生產非車規級機械式激光雷達的產線,都不在這個范疇內。
基于主機廠對穩定可靠性有嚴格的要求,汽車零部件的車規級量產產線重點關注生產一致性、產線效能、以及產品信息的可追溯性,激光雷達作為守護自動駕駛安全的關鍵傳感器,要求只會有過之而無不及。
由于車間不能拍照,新智駕基于參觀當天的記憶和RoboSense之前發布的產線視頻,最大程度地還原流程和工序。
RoboSense的車規級產線覆蓋固態激光雷達M1生產制造的4大部分:包括元器件物料接收與管理、PCBA板的SMT及Bonding、整機總裝及光調、標定與出廠測試。
來料接收與管理
新智駕第一站參觀的是自動接收來料(Auto Receiving)環節,包括元器件、結構件等物流被送到工廠后,會在來料區,經過3D檢測儀和條碼掃描確認物料的型號以及包裝大小等信息,同時系統會生成一個產線內部專用的標簽,并貼在物料上,標簽信息同步記錄到響應批次的產品中。
RoboSense車規產線的負責人告訴新智駕,這樣機制可以讓他們對產品的信息追溯做到來料,在接下來的生產環境中,每一顆激光雷達所使用工藝、物料、固件版本等信息都會記錄到數據庫,同步生成的獨有SN編號寫入產品硬件內部終身陪伴。
物料的調用和回倉,也采用了自動化方案。只需要給物料控制中心輸入需求單,倉儲系統會自動取出每一個物料,然后通過傳送帶運輸到產線上。物料盤點回倉,通過X光自動掃描完成,每盤料的盤點時間需要7秒時間,相比傳統手搖點效率提高10倍左右。
SMT和Bonding
第二站來到SMT線,這里負責激光雷達內部PCBA的制作,包括FPGA芯片組在內元器件物料送到SMT線之后,會被放入自動化設備中,包括SMT、Bonding在內的所有制程工藝都在設備自動進行,設備之間半成品的轉移也是傳送帶或者機械臂自動完成的。
RoboSense車規產線的負責人告訴新智駕,該自動化SMT線從四大方向展開管理,包括管理變更、透明度、生產工藝、技術環保性,將“零缺陷”生產落實到每一個細節。
無塵總裝、光調
第三站是激光雷達的總裝和光調。在這里會把PCBA板、激光模組、MEMS振鏡模組、結構件等模塊組裝到一起,產品成型。
上述模塊被送到總裝線后,先會被放入物料超市靜置2小時,使其表面灰塵落下,然后才能送入萬級無塵車間進行總裝。
在總裝環節,模塊的安裝和光調是同步進行的,光路上折返鏡組裝、MEMS振鏡模組以及激光模組都需要精確的部署,當位置和角度通過光調定位后就需要固定下來。
由于M1采用模塊化設計,新智駕看到的總裝工序和步驟要比預想簡潔不少,基本上就是把5個小鏡子、5個激光模組、1個振鏡模組以及幾塊電路板裝到小盒子里。
新智駕曾于5年前,也就是剛參加完CES2017報道后,也參觀過Velodyne在美國產線的機械式激光雷達產線,它們需要裝配部件有數百個,相比之下今天看到固態激光雷達組裝的確非常簡潔,這也應該就是集成化的魅力所在。
RoboSense車規產線負責人表示,得益于M1平臺集成化的精簡設計,生產工序和難度相應地大幅縮減,產線可以在訂單需求量增加的時候,快速擴建并投產。
RoboSense車規產線的負責人講到,自動化的一大優勢是一致性,機器控制每個部件和螺絲裝配扭矩,使不同雷達同一個工序的扭力保持準確和一致,同時保證防呆防錯,即使在出現缺漏的時候,也能及時報警,幫助生產盡量達到“零失誤”。
在總裝車間中完成組裝后,還有密閉性檢測、整機測距性能測試和閾值標定。
RoboSense車規產線負責人提到,為了確保出廠產品均達到IP67和IP6K9K防護級別,他們是要求百分百進行樣機檢測,而不是抽檢。
M1的整機測距性能通過底層回波信息評測判定。
“我們通過一系列技術手段,將直接的測距能力檢測轉化為了底層回波信息檢測,確保在每個環節都能夠實現質量及一致性管控。加上閾值標定,總裝線的最后這兩個環節已經完成,且均實現了全自動化,平均三分半鐘能檢測完一臺雷達。”
在新智駕看來,這是RoboSense在激光雷達行業多年技術積累和經驗的體現,因為當激光雷達最遠測距達到200m,如果在產線中放置200m空曠場地進行測試,無論是成本和資源分配的角度來說,都是不明智的。
標定與出廠測試
第四站新智駕來到標定和出廠測試。
標定包括4大部分:MEMS振鏡標定、測距精度標定、反射率標定、視場拼接。
MEMS振鏡標定。車規標準要求產品的工作溫度范圍覆蓋-40攝氏度~85攝氏度,為了MEMS振鏡在不同溫度下工作模式的穩定和一致,RoboSense進行了參數特性標定。
測距精度和反射率標定。RoboSense設定了多種組合下的標定場景和反射率物體,對激光雷達的測距精度和反射率進行標定,補償光機電器件細微差異帶來的性能偏差,保證激光雷達的性能在不同工況下、面對不同反射率的障礙物,都能實時測量出精準一致的測距及反射強度數據。
最后是全自動視場拼接,使5個通道的物理點云平滑地拼接成一個完整的視場。
標定完成之后是整機性能測試,通過測試的激光雷達,完成最后的螺絲灌封膠及靜置裝箱。至此,一臺車規級高性能的MEMS固態激光雷達M1正式下線。
車規產線負責人告訴新智駕,RoboSense結合多年的激光雷達標定技術和場景corner case處理經驗,自研了整套自動化標定及性能檢測設備,確保激光雷達高水準的性能表現和點云質量。
已經導入產線的全自動化標定和整機性能檢測的方案比人工方案用時少4-5倍,大幅縮短生產周期,同時規避了人為的不確定因素,確保100%準確率和一致性。
在標定車間測試的旁邊,新智駕還看到了FCC(Factory Control Center)顯示墻,顯示器上實時展示每個工站當天的產量、良率、設備狀態等生產狀態信息,這一類信息我們在每個工站前面的顯示器也都有看到。
RoboSense車規產線負責人表示,生產制造的信息化,既全面深化了生產制作流程的管控,同時大幅增強產品信息的可追溯性。
整體參觀下來,新智駕對于車規級固態激光雷達有了新的認知,也對RoboSense產線的印象更為深刻。無論是產線簡潔性,還是自動化的工藝和信息化的管理都表現出與國際接軌的高水準。
今年1月份,RoboSense發文表示,“M1將在第二季啟動定點項目量產交付。”
經由這次實地探訪,我們也有足夠理由相信,這是一個充滿誠意的諾言,當諾言兌現的同時,RoboSense將有很大概率成為全球第一家完成車規級固態激光雷達SOP的科技企業。
在前裝量產需求爆發的2021年,激光雷達市場的戰事再次打得如火如荼,與高調進軍激光雷達行業的巨頭相比,在激光雷達領域深耕多年的RoboSense反而低調很多,翻閱此前資料,車規級產線落成的消息,他們也就發布了一個短視頻和一條簡訊。
也許,他們是厭倦了一直以來國內外激光雷達廠商雷聲大雨點小的作風,準備用車規級量產落地的實力說話。只有更快通過車規量產,才能幫助車企達成定點車型上市目標,搶占AD/ADAS市場的先發優勢,啟動量產定點合作訂單和上車試驗優化技術的良性雙向循環。
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