十月二十四日,長安汽車兩江基地乘用車工廠沖壓車間,工人通過中控臺監(jiān)控封閉式高速智能沖壓生產(chǎn)線。記者 張錦輝 攝
核心提示
不久前,長安汽車兩江基地乘用車工廠摘得三塊重量級“招牌”:重慶市智能工廠、重慶市數(shù)字化車間(節(jié)能與新能源汽車智能柔性焊接數(shù)字化車間)、重慶市數(shù)字化車間(汽車高速柔性沖壓數(shù)字化車間)。
作為國家智能制造試點(diǎn)示范企業(yè)之一,長安實(shí)施智能制造的策略和成效,可為眾多制造企業(yè)提供一些參考和借鑒。
“我們之前花了上千萬元投資智能制造設(shè)備,本來希望能夠幫企業(yè)提升效率、節(jié)約成本、增加利潤,但生產(chǎn)線建好后,發(fā)現(xiàn)效果并不明顯。”日前,在我市數(shù)十家企業(yè)代表參與的一次智能制造內(nèi)部交流會上,一家企業(yè)負(fù)責(zé)人的這番話,引起了廣泛討論。
重慶日報記者在與企業(yè)家交流過程中發(fā)現(xiàn),目前在依托智能化實(shí)施制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級過程中,部分企業(yè)遭遇到不同程度的瓶頸或困惑,如自動化生產(chǎn)線產(chǎn)能不足、智能化預(yù)期不明確、前期準(zhǔn)備與系統(tǒng)規(guī)劃不扎實(shí)等。這些企業(yè)迫切需要尋求一些好的示范和指引。
帶著上述問題,10月24日,記者打探了長安汽車兩江基地乘用車工廠。
工廠各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)高效運(yùn)轉(zhuǎn)
在該廠焊接車間,幾百臺機(jī)械臂正在不停舞動,焊花按照精確的節(jié)奏一朵接一朵地綻開,在自動機(jī)械構(gòu)成的“叢林”間,偶爾能見到一兩個頭戴安全帽的工人身影。
種種畫面進(jìn)入眼簾,讓人感覺整座車間就像一個巨型機(jī)器人,各部位協(xié)調(diào)、高效地運(yùn)轉(zhuǎn)著。
智能化、自動化因子,已經(jīng)深深嵌入到該工廠各條生產(chǎn)線的諸多環(huán)節(jié)。在沖壓車間,2條5序“多連桿機(jī)械壓機(jī)+雙臂橫桿傳輸方式”的封閉式高速沖壓生產(chǎn)線,正按照每分鐘10-15沖次的節(jié)拍工作,這是行業(yè)內(nèi)少有的一條智能沖壓生產(chǎn)線,車間壓機(jī)全部由國內(nèi)自主研發(fā)、制造,換模時間僅需3分鐘(普通生產(chǎn)線為20分鐘)。
焊接車間擁有機(jī)器人532臺,自動化程度達(dá)92%,可實(shí)現(xiàn)在一條線上生產(chǎn)四款車型的柔性化生產(chǎn)。同時,車間擁有藍(lán)光自動檢測、激光在線檢測等各種智能化檢測手段,使得焊接精度控制在1毫米以內(nèi)。
此外,涂裝車間擁有行業(yè)領(lǐng)先的全自動機(jī)器人噴涂線,并應(yīng)用排風(fēng)二次回收利用技術(shù)。總裝車間實(shí)現(xiàn)了高自動化、高柔性化及深度的人機(jī)工程,自動涂膠和裝配環(huán)節(jié)采用圖像精準(zhǔn)定位、自動裝配,物料實(shí)現(xiàn)自動分揀和自動運(yùn)輸……
“眼睛能夠看到的這些設(shè)備、功能,只是智能化的一個方面?!遍L安汽車相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,智能設(shè)備可以從供應(yīng)商獲取,但要真正將智能化落地,還需要實(shí)現(xiàn)先進(jìn)設(shè)備之間的匹配,以及人、物流、管理模式與這些設(shè)備的匹配。
物聯(lián)網(wǎng)串起人和設(shè)備系統(tǒng)
在長安智能工廠中,將人、系統(tǒng)、設(shè)備有機(jī)串聯(lián)起來的,是一個強(qiáng)大的物聯(lián)網(wǎng)體系。
在該廠總裝車間的輪胎安裝環(huán)節(jié),記者看到攝像機(jī)正對輸送帶的所有輪胎進(jìn)行圖像識別,汽車的主胎和備胎被自動區(qū)分開,輸送往不同的工區(qū)。
在主胎的安裝工區(qū),工人正在操作一臺自動擰緊螺絲的設(shè)備,該設(shè)備有五個孔軸,可同時擰緊一個輪胎上的5顆螺絲。這臺設(shè)備上有扭力傳感裝置,可以保證所有螺絲的扭力一致,如果出現(xiàn)扭力差異,生產(chǎn)線將立即報警,進(jìn)行差錯修正。這樣生產(chǎn)出來的汽車,能保證輪胎螺栓連接安全可靠,不會出現(xiàn)松動。
像這樣的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn),遍布整座智能工廠。長安汽車相關(guān)負(fù)責(zé)人說,企業(yè)需要考慮在每一個具體節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的預(yù)期,比如確定了減少浪費(fèi)、提升質(zhì)量、避免差錯,梳理整體的運(yùn)營流程后,再決定讓哪些設(shè)備和人、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“彼此對話”。
虛擬世界里也有個智能工廠
要實(shí)現(xiàn)工廠各部分如同一個整體那樣高效配合運(yùn)轉(zhuǎn),意味著前期大量的磨合和巨大的調(diào)試成本,在這方面,長安是如何解決的?
實(shí)際上,除了眼前看得見、摸得著的這座智能工廠,另一個長安智能工廠則在虛擬世界中運(yùn)轉(zhuǎn),替長安去驗(yàn)證、探索各種智能化的規(guī)劃和設(shè)想。
這個虛擬智能工廠應(yīng)用三維可視化技術(shù),對工廠各生產(chǎn)線的工藝協(xié)同設(shè)計(jì)、流程、工藝與產(chǎn)品變更、資源等進(jìn)行了虛擬仿真。
在規(guī)劃上,長安建立了標(biāo)準(zhǔn)工時、設(shè)備庫、機(jī)器人庫等一系列標(biāo)準(zhǔn),在數(shù)字化工廠實(shí)施過程中,陸續(xù)開發(fā)了各種工具。
在虛擬環(huán)境中,長安讓生產(chǎn)線“跑”起來,通過虛擬調(diào)試結(jié)果,分析原有方案中存在的問題。
虛擬智能工廠減少了實(shí)際生產(chǎn)執(zhí)行環(huán)節(jié)的“試錯”,從而有效降低成本、縮短工期、提高效率。
以沖壓生產(chǎn)線為例,通過生產(chǎn)線全過程設(shè)計(jì)仿真,長安解決了工藝方案設(shè)計(jì)、設(shè)備效能匹配問題,使得沖壓設(shè)備效率提升了25%,生產(chǎn)線的實(shí)際調(diào)試時間縮短50%。
數(shù)據(jù)驅(qū)動精益生產(chǎn)
通過一系列智能化改造,目前,長安汽車的智能化程度到底處于什么水平?未來智能化路徑又將走向何處?
中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院2016年曾發(fā)布《智能制造能力成熟度模型白皮書(1.0版)》,將智能制造能力分為5級(規(guī)劃級、規(guī)范級、集成級、優(yōu)化級、引領(lǐng)級)。長安汽車相關(guān)人士表示,目前長安汽車制造板塊處于智能制造規(guī)范級水平(第2級),即核心業(yè)務(wù)重要環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化,業(yè)務(wù)內(nèi)部開始實(shí)現(xiàn)數(shù)字共享。
目前,長安汽車智能工廠已在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上疊加了一套智能軟件系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)以生產(chǎn)線后端需求拉動前端。
在廠里的智能生產(chǎn)系統(tǒng)上,顯示了各種即時生成的生產(chǎn)數(shù)據(jù),生產(chǎn)線以此拉動自動排產(chǎn)、實(shí)時盤存,通過優(yōu)化保持最低庫存,形成了精益生產(chǎn)模式。以沖壓車間為例,其實(shí)際庫存量低至1.5天,優(yōu)于合資車廠3.5天的水平,并使得沖壓車間盈利能力提升大約32.9%,減低運(yùn)營成本14.1%。
未來,長安汽車的智能制造將以數(shù)據(jù)為驅(qū)動,在制造業(yè)務(wù)數(shù)字化、設(shè)備預(yù)測維護(hù)、設(shè)備故障可視化等方面發(fā)展,逐步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的自主決策,形成滿足用戶個性化需求的“智造”模式,最終成為引領(lǐng)級的智能制造企業(yè)。
記者手記》》
智能化不是機(jī)械與信息的簡單拼湊
白麟 仇崢
在傳統(tǒng)制造企業(yè)的智能化改造進(jìn)程中,僅靠“高大上”的設(shè)備,并不能解決所有問題。
長安汽車實(shí)施智能制造的案例,或許能夠在這方面提供一些啟示:在通向智能化的道路上,工業(yè)化+信息化是必不可少的兩條腿,不僅缺一不可,且得力量均衡。
工業(yè)的信息化,體現(xiàn)在生產(chǎn)前端的采購、庫存,中間的研發(fā)、制造到后端的銷售、售后的整個流程。例如一個設(shè)備維修管理平臺,不僅能夠采集到維修人員工作數(shù)據(jù),還包括維修費(fèi)用數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、零部件質(zhì)量數(shù)據(jù)……這些信息將指導(dǎo)企業(yè)的設(shè)備和零部件采購。甚至工人在工位上的步數(shù)和運(yùn)動軌跡信息,也可以成為生產(chǎn)線優(yōu)化的依據(jù)。
要形成這樣的信息化能力,不僅要構(gòu)建數(shù)字化的采集、歸納和處理體系,更需要管理人員具備生產(chǎn)全流程互聯(lián)互通的信息統(tǒng)籌思維。
當(dāng)然,這不可能一蹴而就,更不可急功近利,把傳統(tǒng)機(jī)械與信息平臺的簡單拼湊當(dāng)作智能化。智能化需量力而行,最好是從比較成熟的自動化技術(shù)開始,從亟待升級改造的部位入手,再逐步完善企業(yè)的系統(tǒng)性智能改造。