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汽车行业智能制造系统解决方案典型分析
1.智能制造发展现状2017年汽车工业实现平稳健康发展,产销量再创新高,连续九年蝉联全球第一,行业经济效益增速明显高于产销量增速,中国品牌市场份额继续提高,新能源汽车发展势头强劲2017年,汽车产销分别同比分别增长
3.2%和3%2017年,新能源汽车市场占比
2.7%,比上年提高了
0.9个百分点全年累计汽车出口
89.1万辆,同比增长
25.8%,呈较快增长态势,这也是连续四年下降后出现的增K2o目前,中国汽车行业具有良好的制造基础,实施智能制造专项行动以来,截至2017年11月,累计支持了33项汽车行业智能制造试点示范项目,占支持项目的16%,涵盖了传统及新能源汽车乘用车、商用车、客车等以及智能网朕汽车等领域,以及发动机、变速器、底盘系统、动力电池、汽车电了、轮毂、轮胎、汽车玻璃等关键零部件,项目成果显著,示范带动和集成应用辐射放大作用十分突出总体上,中国汽车技术水平呈现稳步提升的态势,业已基本形成了自主研发能力,不断取得各领域的重点突破,如宁德时代突破了新能源汽车动力电池成套生产装备,青岛森麒麟攻克了轮胎智能密炼成套装备,宇通客车开发出宇通智能机器人管理系统等工业软件
2.智能制造面临问题经过多年发展,中国汽车产业的整体制造水平显著提升,自主研发能力不断提高,智能制造示范企业取得了较大的进步,但从整体行业来看,仍存在一些亟待解决的需求和问题,具体归纳如下表2-4智能制造【问题需求】一览表分类方案类别问题和需求智能工厂运营管理智能化亟待改善整体方案供应链采购全球化、供货系统化有待提高研发环节满足需求个性化能力有待提升制造过程信息化、透明化、柔性化有待深化质量管理的全局部方案生产环节程化、标准化、体系化需进一步完善物流环节实现物流配送的准确化、零库存化、看板化1)运营管理智能化亟待改善汽车行业智能化运营思路有待坚持以客户为中心,以效率倍增为目标,充分应用物联网、云计算、大数据等信息技术,推进研、产、供、销的企业价值链智能化,赋能企业经营核心流程,助推把效率打造成为公司核心竞争力即面向研产供销全线的智能化及产业链的延伸,不断加强与客户、供应商及其他合作伙伴合作,基于重要信息技术、先进制造技术及必要的智能化手段,推动合作伙伴、供应商、员工提高生产效率2)采购全球化、供货系统化有待提高欧美、口本等发达国家的劳动成本较高,导致其生产的汽车零部件产品缺乏成本优势二十世纪九十年代以来,为有效降低生产成本,开拓新兴市场,发达国家汽车零部件企业积极向低成本国家大规模转移生产制造环节,并旦逐渐延伸到研发、设计、采购、销售和售后服务环节在这•全球背景下,以中国、巴西为代表的新兴国家汽车工业发展迅速,零部件及原材料采购逐步趋向全球化世界各大汽车厂商纷纷改革供应体制,由向多个汽车零部件供应商采购转变为向少数供应商采购;由单个零部件采购转变为模块采购汽车厂商采购体制的变革,要求零部件供应商不断与之相适应,不但要求零部件供应商增强自身实力、提高产品开发能力,做到系统化开发和供应,同时还要求其缩短开发周期,提供质量出色的产品模块化供应使零部件厂商依附于单个汽车厂商的产业组织方式逐渐弱化,汽车零部件企业正定向独立化、规模化的发展道路3)满足需求个性化能力有待提升汽车大规模个性化定制的智能制造新模式颠覆了“从工厂到用户”的传统生产思维,转为“以用户需求为驱动的个性化生产,通过产品模块化设计和个性化组合,满足用户的个性化需求其中涉及汽车模块化设计和个性化组合技术、基于产品工艺优化与柔性装配约束的计划排产技术、基于大数据的产品全生命周期协同优化技术等核心技术,重点建设支持汽车整车大规模个性化定制的柔性高效生产线,建成汽车智能工厂,实现汽车的大规模个性化定制与智能生产4)制造过程信息化、透明化、柔性化有待深化汽车行业智能制造的差异在于对产品研发、生产制造、物流及企业管理、供应商管理、客户管理系统进行集成的差异,具体表现为对各种工业软件、各平台管理的了解和熟练组合应用,对各系统之间接口技术和工业软件平台的研发和应用因此,继续推动制造过程的信息化、透明化,有利于智能制造系统的集成,提高数采率和信息的综合利用效率,帮助企业做出更有效的决策5)质量管理的全程化、标准化、体系化通过质量管理系统的开发与部署,实现生产全过程整车及零件质量进行采集、跟踪、预警、防错、分析、统计、追溯,并结合质量管理体系进行制造管理,为所有量产各阶段生产的车辆都建立一车一档式的完整质量档案,并通过对质量数据的分析提高整车制造一次合格率,也提高供应商零件配送合格率,同时为售后质量追溯提供精确数据6)物流时送的准确化、零库存化、看板化为应对混线生产、并线生产等多种生产模式的物流配送,通过整合物流配送系统,实现了多种配送模式协同与集成,采用多种拉动配送方式,全物流配送过程通过系统指令进行调度,实现趋于零库存的管理,降低物流成本和库存成本物流作为汽车制造中的核心一环也面临着诸多压力传统模式下的物流效率提升已接近瓶颈,需要寻求突破;市场需求与产品供给需要更精准、更快速对接,对供应链及物流提出更高要求;劳动力成本上升、土地资源稀缺及价格不断提高等因素,导致物流成本大幅提高;新兴产业公司拥有得天独厚的互联网资源优势,汽车物流面临跨界竞争的威胁
3.解决方案及效果针对上述问题和需求,供应商提供了不同模式的解决方案表2-5智能制造【问题需求-解决方案】对照一览表分类方案类别问题和需求解决方案智能工厂运营管理智能化亟待改善方案
①整体方案供应链采购全球化、供货系统化有待提高方案
②研发环节满足需求个性化能力有待提升方案
③④-制造过程信息化、透明化、柔性化有待深化・方案
⑤⑥局部方案生产环节-质量管理的全程化、标准化、体系化需进一-方案
⑦步完善物流环节实现物流配送的准确化、零库存化、看板化方案
⑧问题需求运营管理智能化亟待改善解决方案
①智能工厂解决方案预期目标建设多车型共线的随机混流生产的高自动化焊装线具体内容安徽巨一在汽车白车身智能机器人焊装生产线集成中建设了生产过程实时监控、车身质量追溯、机器人在线智能检测、设备故障自诊断、车间制造资源智能调配和车间精益生产管理等智能功能,主要应用于汽车车身生产与质量检测实现效果该方案解决了汽车车身批量化生产和质量提升的难题,提升用户生产效率,降低成本,同时还可以为汽车整车制造企业实施智能制造提供借鉴作用最终,该汽车整车厂实现四平台六种车型的任意混线生产,工位间传输时间为6秒;
1.5吨以上载荷下输送速度为
1.3m/s问题需求采购全球化、供货系统化有待提高解决方案
②供应链解决方案预期目标解决供应链管理难题,帮助一汽红塔建立一个科学全面的供应商管理信息系统具体内容用友软件公司针对一汽红塔在供应链管理中存在的问题,开发并部署供应商管理系统该系统包括供应商基本信息、供应商存货关系维护、供应商业务冻结、供应商交易历史查询、供应商评估等五部分实现效果为•汽红塔采购部门选择最佳供应商,为采购订单、采购业务提供供应商选择的决策支持同时,一汽红塔借此提高企业对供应商的监控与合作能力,从而保持企业与供应商的最佳关系问题需求满足需求个性化能力有待提升解决方案
③个性化定制解决方案一预期目标满足汽车厂拓展新产品和对现在产品持续改进的生产需求具体内容东风设计研究院为厂商围绕工艺设计和工程建设,以生产多品种个性化定制产品为目标之一,设计了相关智能工厂方案实现效果有效提高合资公司的市场竞争水平,增强企业的可持续发展能力,并按照绿色环保、高技术标准、高效率来整体设计和建设工程问题需求满足需求个性化能力有待提升解决方案
④个性化定制解决方案二预期目标从设计生产的源头开始,从下单到提车只需要20天,为用户快速提供个性化定制产品具体内容长安汽车正在合肥以CS15车型为尝试,对研产供销以及在产业链整体进行了提升,通过将商城订单的搜集数据与DMS系统、ERP系统、MES系统、TMS等系统打通,将配置包和计划相匹配柔性生产的冲压线采用自动化模机以适应定制化实现效果新的工艺与系统的整合有效降低了库存、缩减了加工时间且更加灵活地适应个性化定制CS15个性化定制己在长安商城开单运营,首期推出6个定制服务包,组合方式多达1万多种问题需求制造过程信息化、透明化、柔性化有待深化解决方案
⑤生产过程优化解决方案预期目标打破国外技术封锁,带动我国锂离子动力电池成套生产装备实现突破,进一步实现透明化、柔性化生产具体内容宁德时代与深圳市新嘉拓自动化技术有限公司、无锡先导智能装备股份有限公司等装备制造商,以及软件提供商、大学、研究院所组成智能制造联合体,开展联合创新,带动我国锂离子动力电池成套生产装备实现突破通过对涂布挤压头出口速度分布和涂层厚度精确模拟仿真,创新性地采用了衣架式变截面积流道设计,制定出设备的工业互联网接入规范,其生产制造过程全面实现信息化、透明化和柔性化,进一步提升生产效率实现效果涂布质量波动率小于
0.5%,厚度误差小于1P m,涂布速度达到80m/min,产品一致性和生产效率大幅提升;突破了高速卷绕前向反馈技术,大幅度提高了收放卷轴的同步性;制定出设备的工业互联网接入规范,实现了车间内设备间100%互联互通和产品全生命周期的闭环控制项目建设前后对比,电池生产运营成本降低60%,不良率降低75%,生产效率提高
2.4倍,资源综合利用率提高24%问题需求制造过程信息化、透明化、柔性化有待深化解决方案
⑥质量分析预警解决方案预期目标提高傍后服务质量,实现整车厂质量稳步提升具体内容建设覆盖产品全生命周期和全业务链的质量大数据分析系统,通过主机厂和供应商的数据共享,及时调整供应商过程参数,实现联动和预防同时,拓展售后大数据研究范围至保修期外,同时兼顾互联网舆情分析,实现售后质量问题提前预警,提前解决实现效果汽车厂产品的售后服务水平显著提高,同时通过将制造过程和售后相关问题导入至产品开发阶段,反向推动产品设计质量的稳步提升问题需求质量管理的全程化、标准化、体系化需进一步改善解决方案
⑦工艺优化解决方案预期目标在解决铝合金连接难题的基础上更大幅增加了车身强度具体内容奇瑞捷豹路虎引入的航空级抑接胶合技术,抑接技术无须预留孔,通过伺服电机提供动力将伽钉直接压入待抑接板材,压力高达60-80KN.,同时,为更好监测车身品质,奇瑞捷豹路虎全铝车身车间采用的是过程质量保证体系此外,运用激光定位设备和摄像技术构建了激光在线测量系统实现效果通过工艺的改进,车身连接处强度可增大至单纯抑接强度的2至3倍,在解决铝合金连接难题的基础上更大幅增加了车身强度激光在线测量系统的使用可将误差控制在
0.2亳米以内,实现对车身尺寸的精确控制问题需求实现物流配送的准确化、零库存化、看板化解决方案
⑧物流自动化解决方案预期目标提高汽车行业的物流自动化水平具体内容上汽通用运用自动牵引设备、自动仓储设备以及自动分拣设备等物流自动化技术,在物流各环节尝试应用以持续推进自动化;通过智能穿戴、定位技术、模拟仿真、优化技术及调度系统等物联网新技术的试点应用,尝试在物流数字化及智能优化领域取得突破实现效果该项目的实施,提升了各物流环节的自动化水平,优化人员效率,有效提升物流区域的仓储面积利用率,结合四地推广共计可节省运作费用约3920万/年,并将通过效率提升与无灯化车间等,可以直接节约能源的使用,对环境保护起到重要作用
4.下一步发展方向表2-6智能制造【问题需求-解决方案-发展方向】对照一览表分类方案类别问题和需求解决方案发展方向运营管理智能化亟待改善-培育发展大规模个性化定智能工厂方案
①制整体方案-建成若干智能工厂采购全球化、供货系统化推动供应链管理水平提升供应链方案
②有待提高及质量追溯-促进汽车行业智能制造共性技术研发及应用满足需求个性化能力有待研发环节方案
③④-建设客户需求交互平台,提升定制订单信息追溯及管理-方案
⑤⑥-制造过程信息化、透明-进一步推进企业关键系统局部方案化、柔性化有待深化集成与优化生产环节•方案
⑦-质量管理的全程化、标-推进企业迫切需求标准研准化、体系化需进一步制及应用,建立完善的完善标准体系实现物流配送的推动物流配送关键装备应物流环节方案
⑧准确化、零库存用及系统集成化、看板化1)智能工厂一一培育发展大规模个性化定制,推动智能工厂集成关键技术指南及标准研制2)供应链方面一一推动供应链管理水平提升,并建设原材料质量追溯系统及关键参数追踪3)研发环节一一促进汽车行业智能制造共性技术研发及应用建设客户需求交互平台,定制订单信息追溯及管理4)生产环节一一进一步推进企业关键系统集成与优化;推进企业迫切需求标准研制及应用,建立完善的标准体系,保障产品全生命周期各环节质量:推动大数据、云计算等技术在生产、物流环节的应用5)物流环节一一推动物流时送关键装备应用及系统集成。