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汽车行业

汽车制造

更新时间  2020-12-19 12:59 阅读

自动化程度最高的行业之一——汽车制造

 

随着世界汽车工业的不断发展壮大,中国汽车制造业正在实现由弱到强的跨越,到2020年,中国汽车的市场销售量将会占据全球汽车总销量的一半以上。同时,汽车是高新技术的结晶,汽车工业所涉及的新技术范围之广、数量之多,是其他产业难以相比的。从国家对于新能源汽车的关注,以及对国产自主品牌的扶持可以看出,汽车制造业的发展为进入后工业社会奠定了坚实的物质基础和工业力量。国家智能智造水平的增强,在很大程度上也取决于汽车工业的发展水平,汽车智造将成为代表我国智能智造最高水平的产业之一。

自动化流水线这一诞生于汽车制造行业的经典生产模式,被广泛运用到各个制造行业中,伴随着配件标准化、模块化生产等多种先进工艺的成熟运用,整个制造业的都在大跨步前进,而汽车这种过去被认为是奢侈品的商品也逐渐进入千家万户,成为人们出行的代步工具。更快速、更高效、更精确成为汽车制造行业孜孜不倦的追求。正如上文所言,汽车行业先天高度的自动化体系成为智能化的理想温床,智能制造也正是在汽车制造业诞生了萌芽。

自动化与软件的融合

高度的自动化向来需要与之相配套的软件系统,通过软件将信息和数据抽取出来进行整合分析,以反映产线运转的真实情况,这是汽车制造业从自动化走向智能化的第一步,我们以易往信息智能解决方案为例讲述智能化软件在汽车行业的架构特色:

A、IT技术与自动化技术融合:一体化MES解决方案,被认为是业界自动化与信息化的完美融合,向上承接ERP等管理系统,向下承接底层PLC控制系统,实现控制层与企业管理层系统的集成,全面支持制造业生产过程管控。通过EAI及ESB接口方式与软件系统集成,利用OPC技术,集成自动化设备,采集动态数据,图形化展示设备状态信息,远程监控现场设备运行状态。

B、遵循先进的技术标准:遵循SOA的思想,以服务为抽象的手段,将企业中各个系统应用程序的不同功能单元抽象为服务,通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。遵循ISA-95国际标准,以EW-MES平台为基础,开发了面向不同行业的应用插件,形成面向各行业应用的智能工厂解决方案。

C、提供自主开发技术平台:技术无关性指“屏蔽”了操作系统、软件基础架构等的技术细节,开发人员在利用业务基础平台开发管理软件应用系统时,关注的焦点在于企业业务逻辑、企业运营管理模式,而不用关心采用何种具体技术来实现。这种技术无关性,还实现了跨平台运行的独立性,即通过开发的组件软件顺利地在各种不同异构环境下运行,同时为二次开发提供了可行性和便利性。

D、生产过程数据采集技术:采用强大数据采集引擎、整合数据采集渠道(RFID、条码设备、PLC、Sensor、IPC、PC等)覆盖整个工厂制造现场,保证海量现场数据的实时、准确、全面的采集。根据不同生产车间的生产过程、信息采集对象、频次的不同要求,采用分层次/分车间的信息采集技术,较好地实现了车间生产信息的采集。

作为我国汽车行业智能制造领域的领先企业,易往信息的智造软件架构基本上能代表我国的汽车制造行业特点,但毕竟相关技术刚刚兴起仍处于初阶阶段,还有许多细节需要我们重点关注。

“统一规划、分步实施”

 

虽说汽车整车制造加入制造软件非常必要,但准备不足,可能造成数据丢失、安排欠合理等问题,这将严重影响制造的准确性和安全性,给企业造成极大的损失。汽车厂实施制造软件是一项庞大的工程,涉及多方面,比如自动化条件,管理条件,人员素质等,我们需要对这些条件进行评估分析,企业的现状对项目的实施的支撑度有多少,要达到既定目标,需要企业具备哪些基础条件,最终企业需要制定一套可落地执行的解决方案。在方案规划方面,易往信息建议坚持“统一规划、分步实施”的原则,在方案规划时一定要全面,同时明确各系统的边界范围,预留系统接口,按企业实际情况,设定分阶段目标,分阶段实施项目。

因为劳动力成本递增以及需求急剧变化等各种压力,汽车制造行业智能改造需求十分旺盛,这在我国汽车制造行业中尤其明显,中国的整体经济正处在转型升级的关键节点,过去的劳动密集型经济正在逐渐衰退,取而代之的是新兴的技术密集型经济,汽车智能制造正是这波潮流中耀眼的明星。 北汽股份株洲分公司二工厂是北汽自主品牌2017年重点建设项目,希望通过株洲二工厂MES系统的实施,引入先进管理理念和模式、梳理优化业务流程,并借助系统来固化、标准化业务流程,从而提升企业核心竞争力。该项目由易往信息为其打造,通过易往专业咨询团队的分析设计,以达成战略目标:

柔性化制造:通过MES系统的实施,使生产线具有柔性化生产制造的功能,实现多种车型、多种配置的同时排产和混线生产,最大限度的提高企业的柔性化生产制造能力。

高效率:通过MES系统的使用,大幅度减少因操作不当造成的停线,系统可迅速发现整个生产过程的瓶颈,给相关的管理人员提供不断改进的依据。

以质量为导向:质量问题实时反馈和长期历史记录,实现生产过程质量问题的准确传递和及时处理,建立针对每一台VIN码的质量档案,提供长期的质量信息历史数据查询。

可跟踪性:通过实施车间生产跟踪系统。 使各部门相关人员可随时跟踪车身移动位置,将车身信息实时传递。

设备可监控性:系统将通过人工记录各个设备的故障状况、停机状况和检定周期, 为维修部门提供预防性维修计划, 减少设备停线时间, 保证产品质量。

智能化改造实效

北汽株洲二工厂MES系统架构严谨,针对生产计划、制造过程、生产物流配送、生产制造质量和成品管控等五大领域实现了全面的管理,实现了均衡生产,不断地缩短物流供应周期、提高物流效率、降低物流成本,使得零部件配送和生产供应整个供应链实现效益最大化,并使生产线具有柔性化生产制造的功能,实现多种车型、多种配置的批量同时排产和混线生产,最大限度的提高设备、人力的使用合理性和效率;此外通过计划推动和生产拉动的方式实现精益化物流,通过同步供货与半同步供货方式拉动零部件需求,使物流系统运转更加流畅,各工位物料使用情况应被时时监视并能迅速响应,物料系统应能够支撑多车型混线生产,并减少因物料短缺而造成的停线。最后,制造物流系统将生产、物流、质量等过程中的各种设备和工控系统与制造物流系统进行有机地结合,做到数据传输与控制,并将MES系统与ERP、SRM等系统进行数据集成,从而加强了工控系统与信息系统的整合,实现了信息的一处录入,多处使用, 消除了信息孤岛。

新能源汽车智能制造异军突起

汽车被誉为改变世界的机器、推动社会进步的车轮,发展至今,汽车早已经成为我们生活不可或缺的一部分。然而,汽车在改变世界,丰富人们生活的同时,也带来能源、环保、噪声污染、工业污染、交通事故等一系列社会问题。

而新能源汽车由于其在本质上是一种零排放汽车,再加上目前全球新能源汽车技术路线还有多种选择,知识产权的壁垒尚未形成,国际标准在制定,规模化生产正在酝酿,竞争格局尚未确定,这一切都为后发国家和企业提供了技术追赶的机会,因此发展新能源汽车是促进我国汽车产业转型升级、抢占国际竞争制高点的紧迫任务,也是我国由汽车大国迈向汽车强国的必由之路。国家政策的大力支持与引导,为新能源汽车的快速发展提供良好契机。在国家及地方政府配套政策的支持下,我国新能源汽车实现了产业化和规模化的飞跃式发展。2016 年我国新能源汽车产量已达到 51.7 万辆,占全国汽车产量的比重已达 1.84%。在乘用车领域,我国涌现出了诸如比亚迪、北汽新能源、众泰、威马、上汽、江淮等一批新能源汽车明星企业。

 

尽管我国新能源汽车产业正在以快速的发展速度不断取得进步,然而,我国众多制造企业在向我国制造价值链高端进军的过程中却遇到不少难题,新能源汽车生产的关键技术仍亟需突破,尤其是我国新能源汽车制造企业智能制造水平尚处于较为落后的阶段。作为我国智能工厂整体解决方案提供商的引领者——易往信息,凭借丰富的行业经验与深厚的行业积淀,通过独立自主研发的易往智能工厂整体解决方案助力我国新能源汽车制造企业快速实现转型。易往解决方案从智能决策、智能运营、智能生产、智能装备四大维度解决新能源汽车制造企业遇到的种种难题,为众多新能源汽车制造企业补强短板,实现弯道超车。

国产品牌的领先企业北汽新能源在实现精益化生产过程中,遇到生产瓶颈。为助其实现智能化升级改造,率先实现跨界融合,智能工厂整体解决方案引领者——易往信息快速为其建立一套全面、高效、协同统一的制造物流系统,以实现企业优化计划管理、作业指导信息化、生产过程可视化、库存信息透明化,支持生产装配柔性化及高效生产运作、大批量混线的生产与物流模式,实现制造与物流精益化管理。易往信息为北汽新能源构建的制造物流系统(MES&WMS)针对各基地生产计划、制造过程、生产物流配送、生产制造质量和成品管控等五大领域实现了全面的管理,通过系统的实施,贯彻了北汽新能源精益生产的思想理念,实现均衡生产,不断地缩短物流供应周期、提高物流效率、降低物流成本,使得零部件配送和生产供应整个供应链实现效益最大化,并使生产线具有柔性化生产制造的功能,实现多种车型、多种配置的批量同时排产和混线生产,最大限度的提高设备、人力的使用合理性和效率,最终助力北汽新能源实现智能制造转型升级。

威马汽车是国内新兴的新能源汽车企业,致力于为中国消费者提供完善、便捷、舒适的出行体验。为了更好助力威马汽车生产出高品质、高可靠性、有良好用户体验的产品,易往信息根据威马汽车温州基地建设的需求,通过易往智能工厂整体解决方案,为其建立一套全面高效的智能工厂制造执行系统。

智能生产模块是易往智能解决方案的核心,本项目立足于威马汽车制造水平现实,通过最新研发的易往FlexEngine Apollo智能生产执行系统、FlexEngine Athena高级计划与排程系统、FlexEngine Venus仓储管理系统、FlexEngine Zeus工业大数据采集系统,全力打造易往独有、功能强大的智能生产层级,通过系统管理、基础数据管理、生产订单管理、生产质量管理、Andon管理、报表管理等企业管理模块的实施,以实现优化生产管理、作业指导信息化、生产过程可视化,支持生产装配柔性化及高效生产运作、大批量混线的生产模式。易往解决方案将围绕集团战略目标,为最终实现创立国内一流、国际知名的汽车品牌,成为真正具有国际竞争力的威马汽车核心业务单元提供信息化支撑。

伴随着我国新能源汽车制造业的崛起,易往信息凭借优秀的智能工厂解决方案又一次走到了前列。

未来展望

当下,正值新一轮科技和产业变革方兴未艾,新一代信息技术与制造技术进一步融合,汽车正在从典型的代步工具,逐步演变为机电一体化、智能网联网化的高科技产品,并呈现出与能源、材料、电子、信息等产业紧密相连、协同发展的大趋势。或许,我国汽车制造业正在迎来它的新生!在不久的未来将催生出全新的产品形态和商业模式,重构汽车样业格局。

未来,汽车制造业充满无限可能,让我们拭目以待!

工业4.0时代的战略核心

“工业4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中,传统的行业界限将消失,并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变,产业链分工将被重组。

德国学术界和产业界认为,“工业4.0”概念即是以智慧制造为主导的第四次工业革命,或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理系统(Cyber-Physical System)相结合的手段,将制造业向智慧化转型。

“工业4.0”项目主要分为三大主题:

一是“智慧工厂”,重点研究智慧化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;

二是“智慧生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与,力图使 中小企业成为新一代智慧化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者;

三是“智慧物流”,主要通过互联网、物联网、务联网,整合物流资源,充分发挥现有物流资源供应方的效率,而需求方,则能够快速获得服务匹配,得到物流支持。

随着工业4.0的开展,智慧工厂作为战略核心和基础的功用越来越凸显出来,不同于传统工厂中自动化设备加上传统制造执行系统的本质,智慧工厂的本质应该是对工厂自身运行状况有着规律性了解,并自发形成新的生产运行模式的智慧存在。具体来说,智慧工厂需要在制造物联的基础上,通过数据分析发现工厂运行规律,利用规律实现智能化决策,然后将智能化决策封装为智能化服务,最后通过云端敏捷配置实现服务协同,以自主学习与自我适应方式形成工厂新产物。

智慧工厂的四大智慧特征

一是设备或者仪表等传感器要能够自组织、自学习、自维护的感知能力,理解环境信息和自身信息,并进行分析和判断来规划自身的行为和能力。能够跟随环境的变化自己做出决策来调整行动,有较强有力的支持度和记忆支持的模型为基础。

二是工业互联网实现互联互通、实时控制,进而实现安全、节能将是智能工厂的核心技术。具体而言通过网络获取大数据的应用,开发、销售、ERP、PLM、SCM等业务管理系统与实际生产过程之间的协同等。通过设备间的互联,提高设备间的相互协同能力,从而使生产模块间的搭配方式更灵活、更自由;

三是利用机器视觉,人工智能等技术,使机器人与设备具备更加智能化的功能;通过信息化技术与自动化技术的结合,构建深度整合的数字化工厂;智能工厂中不仅仅是智能系统、智能模型这么简单,而是把传统的工厂附加上形象思维,让他独立承担起分析、判断、决策的任务,在智能机器的配合下能够更好的发挥出人的潜力,使人机之间表现出一种平等共事、互相理解、互相协作的关系。因此,在智能制造系统当中,高素质、高智能的人将发挥更好的作用。人工智能则承担起了能够帮助厂区分析、判断、决策的任务,机器智能和人的智能能真正的集成在一起,相互配合、相得益彰。

四是实现虚拟现实技术也是智慧工厂实现高水平的人机一体化的关键技术之一,虚拟现实技术是以计算机为基础,融合信号处理、动画技术、智能推理、预测、仿真多媒体技术为一体,借助多种音像和传感器,虚拟展示现实生活当中各种过程、部件,因而能够模拟制造过程和未来的产品。从感官和视觉上给人获得完全如真实的感受,它的特点是可以按照人的意志、意念来变化,这种人机结合的新一代的智能界面是智能制造的显着特征。

总结现代智能工厂有四大关键点:一是要连接所有网络以拿到数据。二是要有智能传感器。三是大数据,将所有设备、所有人连接后,所有数据都大批量传送到智能终端上。四是分析,得到数据后从中抓取出应用趋势来,提高设备状态的检测和预测水平。要形成高速传输、大数据,保证实时性、安全性和节能就变得十分关键。因此工业互联网是承载人工智能的技术平台、大数据则成为人工智能的生产要素。

未来智慧工厂趋势

一是未来的智能厂所有设备和仪表都是智能的。每台设备均有自己的运行数据中心,它们均具备很强的自我诊断能力,还具有预测未来状态的能力,在预测到未来某时点会发生故障或者缺少机油等状况时,自动向智慧大脑发出“求救”信号,以获得专业化维保人员的爱护。它们相互配合,智能调控、调度设备,不需要人为的干预。无论是设备还是仪表,它们的管理和维护方式都将从“被动的事后维修”转变为“主动的事前维护保养”,这些工作都将通过物联网与专业的外包服务单位相连通,基本不需要厂区的生产管理人员参与。也不再设置中控室,厂区内布置有安全的无线网络,无论是游客还是管理人员,都可以通过移动智能终端查看生产情况,当然,权限管理是相当严格的,以保证生产系统的高度安全性。一般情况下,都不需要人来干预生产过程,只有在特殊和紧急情况下,才需要有权限的操作人员介入。智能控制系统的大脑的特点将是分布式,即,负责生产过程控制的控制器都分布于靠近设备和仪表的底层。上层的大脑则是放置在“云端”,与城市的管网以及其它概念厂互联互通,可以完成更大范围的智能调度。

二是未来的智能工厂与大数据密不可分。有人说,下一个十年,大数据和人工智能将颠覆各种产业形态。智能工厂必与大数据紧密相依,因为对于“智能”两个字来说,大数据是原材料,而机器学习是原材料的加工厂,人工智能服务则是工厂出炉的产品,被越来越多的人应用在现实环境之中。因此智能工厂必须将大量的数据“喂”进机器,这样机器才可以不断学习,不断的优化自身的参数,才可以将总结出的经验交给机器,随着机器的深度学习以及对大数据的处理能力不断升级,我们的智能工厂在现实应用中发挥出自己的作用。

三是未来的智能工厂与新技术的各种融合。不久的将来,在VR技术普遍应用的时候,我们的工厂的管理也可以使用VR的虚拟现实技术,将工厂装入虚拟现实的眼镜,管理人员无需去现场,也不需要看电脑屏幕 中的工艺监控画面,我们戴上眼镜,就能“身临其境”下去查勘,100%还原真实现场运行,有了这个技术之后,未来工厂的管理是这样的“您不再因为身处何方而纠结了,我在家也能办公,我在闲暇时也可以管理,我在出门时也可以监控了”。现在是万物互联的人工智能时代,未来的工厂也必将互联化、数据化和智能化。构建智能工厂是一项复杂的工程,它不但涉及到众多专业领域(机械,电子,自动化,IT),同时涵盖了多种应用技术(信息技术,感知技术,控制器,人工智能等)。

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