盘点：那些老牌汽车制造厂的智能化变革之路
文章来源：荣格智能制造
发布时间：2022-03-15
“十三五”的数据显示，通过智能制造试点示范项目，制造企业生产效率平均提高45%、产品研制周期平均缩短35%、产品不良率平均降低35%。
把目光放到正在经历百年巨变的汽车行业，大量应用高度灵活的数字化和智能化生产方式，引领产业升级变革，是汽车制造商们正在努力的方向。值得一提的是，工厂数字化转型往往涉及IT和OT的融合，两者如何真正做到默契配合，挖掘数据中的金矿，也是一门学问。
国内的车企，无论是合资的，还是本土的，都意识到在生产管理方面形成智能制造的战略规划的重要性，已经在其工厂纷纷布局。本期，让我们走进这些汽车智能工厂，看看它们正在经历什么样的变革，以及有哪些成功经验可以分享给业内读者。
作为老牌车企，华晨宝马位于中国沈阳的铁西工厂在数字化转型的过程中提供了一个底层解决方案，包括设计、研发、生产、制造、服务等，每个环节上的每位参与者，都在预先规划好的底板上工作，最终形成一个零瑕疵的闭环。
以铁西工厂生产的华晨宝马3系轿车为例，从钢板进厂到发动机组装，从方向盘安装到物流板车驶出厂区，
各环节会一刻不停生成大量数据
，系统收集数据并自动进行处理和分析。与此同时，工作人员可以在自助数字化工具和数据平台上访问这些数据，并以此为基础制定决策。这意味着，数字化服务于人，让人能以事实为依据来做重大决策，让工作变得更加高效、灵活。
为进一步提升效率和质量，华晨宝马将
数字化规划、数字化生产、数字化物流与数字化园区五大分域统一整合进工厂的神经中枢——数字化平台
。简单来说，数字化规划就是利用三维建模、VR（虚拟现实技术）和虚拟调试等数字化工具，先在虚拟世界完成全过程的数字孪生，随后将模拟应用在现实中；数字化园区则是集成建筑设施管理、智能办公系统和能源管理等数字化体系创建一个更加节能环保、以人为本的绿色工厂。
经数字化赋能后，工厂不再是重复枯燥的流水线集成体，科技也不再是冰冷的操作工具，整座工厂变成了神奇的“魔法城堡”，而穿梭其中的AGV（无人搬运车）便是其数字化映射。在铁西工厂，
高度自动化的AGV将工作人员从简单重复工作中释放出来的同时，提高了分拣效率
，保证了拣选准确率——目前20辆AGV每小时可完成超过300个拾取订单。
此外，厂区以及车间内随处可见的高清摄像头360° 无死角对每个环节的操作以及每一个下线的零件“挑刺”。比如，视觉系统可对每一个车身进行缝隙数据分析和在线几何检测，通过质量数据的流通预测，随后调整生产过程中的质量问题。AI视觉系统的导入将工作人员因工作疲劳和心情波动所造成的无故偏差概率，降到了最低。
同时，华晨宝马作为全球首先实现工厂内5G全线覆盖的汽车制造商之一，借助5G技术的低延迟，高稳定性和高速信息传输赋能生产，提高效率，减少生产准备时间。比如，通过5G高速连接AR眼镜实现远程实时诊断和维护工作。而5G技术的应用将增强设备之间的连通，为实现无线连接的灵活生产提供可能。
在工业4.0的时代下，智能化无疑是汽车工厂的核心竞争力所在。北京现代杨镇工厂由冲压车间、车身车间、涂装车间、总装车间及发动机工厂组成。据悉，其零配件供应商依照要求在杨镇工厂周边30公里的范围内驻扎，从而提供每天的新车零配件补给。目前，北京现代坐拥了全球170家一级供应商，且国产化率高居99%。
年产能达40万辆，这其中必然离不开生产线中各方位的智能化协同配合
。现阶段，杨镇工厂的总装车间分为：PBS自动分库组、内饰线、线束自动仓库、底盘线、底盘合装工位、最终线、OK线、车门分装线以及质量完结系统。这些模块共分两条流水线：一线方面，每小时可生产60余辆汽车，目前担任着新胜达、伊兰特以及悦动出租车的共线生产重任；二线方面，目前主要负责新一代名图以及名图纯电的生产，将燃油版与纯电版车型良好地实现共线生产，可见其工厂的柔性之高。
在质量检测阶段，检查员需要通过扫描仪将检查信息输入HIVIS系统，服务器通过分析将不良信息反馈到作业者、供应商、车身车间、涂装车间。总装车间出口设置质量门，获取要通过车辆的全部信息并给出判定结果，OK车辆可开出总装车间进入待流转库区。
北京现代杨镇工厂的发动机车间的占地面积达3万平方米，主要包含了机加工车间和装配车间，
在三条生产线的协同工作下每年将有30万台发动机走出流水线
，最终安装在北京现代的各级别车型上。据悉，北京现代的CVVD连续可变气门持续期技术在一定程度内实现了发动机在气门控制技术领域新的突破。值得一提的是，其杨镇工厂缸盖的自动化率达到了95%。
上海作为制造业数字化转型的主要阵地，正分级分类推动智能工厂建设，布局数字经济新赛道。上汽大众安亭MEB工厂是近年来建成投产的一家现代化工厂，建有冲压车间、焊装车间、涂装车间、动力电池组装车间、汽车总装车间，专为生产大众MEB平台车型，总投资约170亿元，规划年产能30万辆。其采用大众集团先进的数字化生产技术，生产线上共有1400多台机器人，自动化程度高，实现了工业无线网络全覆盖。
在其焊装车间，设计生产节拍为60JPH，
按年5000小时计算的产能为30万台白车身
，车间机器人数量为946台，自动化率达到84%，这是上汽大众自动化率最高的焊装车间。
自动化程度高，产品质量的稳定性和一致性能得到更好的保证，与此同时，对质量管理和控制要求也更高了，因为一旦出现焊接质量问题，就一定是批量的,因此需要从工艺源头和自动检测、预测分析等方面加强焊接质量的管控。据悉，其焊装线上采用的机器人全部是KUKA品牌，每台机器人上都有一个小仪表，这是一个压力表，用来监控机器人是否出现异常。
此外，
上汽大众自主开发、自主享有知识产权的白车身柔性总拼焊接系统，可支持6种车型生产
，
最高可扩展至8种，为未来不同品牌、车型的生产奠定了基础。这套总拼焊接系统不仅柔性化水平高，而且焊装尺寸精度高。车间同时应用了许多前沿技术，包括首次采用机器人全自动拧紧工艺，进一步提升自动化水平。
值得一提的是，大众汽车集团全球首个At-line测量工位应用机器人视觉在线检测焊接质量，由8台测量机器人对白车身的几何尺寸和关键部位实现100%的视觉在线检查。
与传统测量工位需要将被检车辆从生产线上运输到测量间相比，在线测量将工位串联在生产线中，可直接在生产线上抽取车辆进行检查，有效节省运输时间提高检测效率（最快只需7分钟完成车身扫描），同样也提升了检测数量。At-line同时实现了云端数据核对，在线检测结果传输到质保控制室，发布到系统中，技术员可以网上直接看到质量状态，及时跟踪优化，保证了白车身生产制造过程的稳定性。
在上汽乘用车临港工厂里，车身车间共有477台焊接机器人，全自动运行，依次拾取各个零部件完成组装、焊接。在总装车间，机器人能够准确地找到不同车型对应的发动机，并将它们运送到生产线，支持多款车型混合生产，平均每辆整车下线，只需要76秒。
上汽乘用车在全国的工厂内都可以通过后台系统互联互通，应对不同生产情况。据悉，在上海临港工厂，每一辆新车下线，都需要经历
30秒特写拍照，通过17组相机，产出4000张照片
，在系统总对所有外饰件装配情况进行自动化的防错与报警。目前，临港工厂成为了国内首个“黑灯工厂”无人车身车间示范生产线，这是正是数字化工厂的体现。
除了生产流程的机械化、智能化，配合新上线的“数字化营销透明订单”，上汽支持让用户可通过APP在云端实时了解爱车制造过程，把数据加入销售环节，也让制造业数据发挥价值。
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