編者按：
在數(shù)字化浪潮的推動(dòng)下，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)引入云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)，正促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)智慧制造。隨著世界汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展壯大，中國(guó)汽車(chē)制造也正在實(shí)現(xiàn)由弱到強(qiáng)的跨越。
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1958年，第一輛紅旗轎車(chē)下線(xiàn)，點(diǎn)燃了中國(guó)轎車(chē)制造的火種。在此后的60多年間，“紅旗”，一直是中國(guó)老百姓心中轎車(chē)的“國(guó)民品牌”。
2021年，數(shù)字化席卷全球的今天，一座紅旗新能源汽車(chē)智能工廠拔地而起，引領(lǐng)了中國(guó)汽車(chē)制造業(yè)新的潮流。
這一次，數(shù)字將如何賦能汽車(chē)制造？作為“共和國(guó)長(zhǎng)子”的中國(guó)一汽，又將在數(shù)字時(shí)代，掀起怎樣的產(chǎn)業(yè)變革？數(shù)字化智能工廠，將為我國(guó)制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，帶來(lái)怎樣的借鑒意義？央視網(wǎng)《數(shù)字工廠樣板間》走進(jìn)紅旗新能源汽車(chē)工廠，揭秘?cái)?shù)字驅(qū)動(dòng)的力量。
吉林長(zhǎng)春，中國(guó)一汽集團(tuán)的生產(chǎn)基地內(nèi)，一群汽車(chē)行業(yè)的工程師們，正在對(duì)虛擬世界的一家工廠進(jìn)行緊張調(diào)試。然而，這并不是一款游戲，而是要把這座100個(gè)足球場(chǎng)大的智能工廠，從物理世界映射到數(shù)字化的虛擬空間中。
虛擬世界中的數(shù)字工廠也被稱(chēng)為數(shù)字孿生工廠，將會(huì)和現(xiàn)實(shí)工廠之間，進(jìn)行完全同步的生產(chǎn)過(guò)程，工作人員在屏幕前，就能對(duì)一臺(tái)車(chē)的生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的監(jiān)測(cè)。
這個(gè)全新概念的數(shù)字化智能工廠，在一汽內(nèi)部被稱(chēng)為紅旗繁榮工廠。系統(tǒng)地把數(shù)字化智能化技術(shù)，覆蓋到汽車(chē)生產(chǎn)各車(chē)間及整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。這家數(shù)字化智能工廠，每年將會(huì)生產(chǎn)20萬(wàn)輛的紅旗新能源汽車(chē)。每隔一分鐘，就會(huì)有一輛紅旗新能源車(chē)從這里下線(xiàn)。
作為這個(gè)數(shù)字化智能工廠的總承包單位，原隸屬于中國(guó)機(jī)械工業(yè)部的機(jī)械工業(yè)第九設(shè)計(jì)研究院股份有限公司是一家有著六十三年汽車(chē)工廠規(guī)劃、設(shè)計(jì)建設(shè)的國(guó)家甲級(jí)設(shè)計(jì)院和工程公司，提供汽車(chē)工程整體解決方案，曾服務(wù)于國(guó)內(nèi)外數(shù)十家汽車(chē)公司，但是這次，他們面臨的任務(wù)，與以往任何一次都不同。
從 1887年德國(guó)人卡爾·本茨發(fā)明制造出人類(lèi)第一輛汽車(chē)并開(kāi)啟最初的汽車(chē)原始定制化生產(chǎn)，到1913年第一條汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)誕生進(jìn)行批量生產(chǎn)，世界汽車(chē)制造中心從歐洲轉(zhuǎn)移到美國(guó)，再到上世紀(jì)七十年代，這個(gè)中心由于豐田公司實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)，使得制造成本下降并實(shí)現(xiàn)效率和質(zhì)量再度提高而轉(zhuǎn)移到日本，繼而在本世紀(jì)初，基于蓬勃的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與龐大的市場(chǎng)需求，中國(guó)成為新的世界汽車(chē)制造中心。一百多年來(lái)，汽車(chē)制造在人類(lèi)科技和管理的創(chuàng)新中不斷前行。
作為2021年年汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)均突破2500萬(wàn)輛，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量達(dá)到3.95億臺(tái)的世界第一汽車(chē)制造大國(guó)，從1952年中國(guó)第一輛汽車(chē)下線(xiàn)，至今中國(guó)的汽車(chē)制造業(yè)已經(jīng)走過(guò)了整整70年的歷程，經(jīng)過(guò)幾代人的努力，汽車(chē)工廠整體已經(jīng)達(dá)到了較高的自動(dòng)化水平。但是，這距離數(shù)字化的智能工廠，還有很遠(yuǎn)的距離。
作為世界上規(guī)模最大的產(chǎn)業(yè)之一，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)具有技術(shù)要求高、綜合性強(qiáng)、零部件數(shù)量眾多等特點(diǎn)。紅旗繁榮數(shù)字化智能工廠的核心目標(biāo)就是提高效率、提升質(zhì)量、降低成本，為大規(guī)模定制生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
在這樣的一座工廠中，大量應(yīng)用了先進(jìn)、適用的智能裝備，確保了數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)作用的發(fā)揮，為效率、質(zhì)量和成本協(xié)同最優(yōu)起到關(guān)鍵作用。
■ 沖壓車(chē)間
采用全自動(dòng)連續(xù)鋼鋁混合機(jī)械沖壓線(xiàn)，生產(chǎn)節(jié)拍最高可達(dá)15沖程每分鐘，線(xiàn)內(nèi)一鍵式換模時(shí)間在3分鐘以?xún)?nèi)。
應(yīng)用全自動(dòng)天車(chē)換模，可實(shí)現(xiàn)換模過(guò)程全套自動(dòng)化動(dòng)作，全過(guò)程無(wú)人員干預(yù)，換模效率再提升20%。
采用智能端拾器立體庫(kù)管理，大大減少車(chē)間面積浪費(fèi)并提高管理效率。
采用智能板料立體庫(kù)管理，實(shí)現(xiàn)沖壓線(xiàn)首自動(dòng)上料大大減少車(chē)間面積浪費(fèi)并提高管理效率。
■ 焊裝車(chē)間
在汽車(chē)行業(yè)焊裝量產(chǎn)線(xiàn)體 “自適應(yīng)生產(chǎn)鏈”理念，運(yùn)用“AGV+三明治工裝+立體庫(kù)”協(xié)作模式，結(jié)合柔性切換對(duì)接裝置，實(shí)現(xiàn)線(xiàn)內(nèi)外夾具便捷導(dǎo)入和切換，以及不限車(chē)型不限平臺(tái)柔性化混流生產(chǎn)。
采用智能柔性?shī)A具立體庫(kù)先進(jìn)創(chuàng)新技術(shù)，解決多車(chē)型共線(xiàn)生產(chǎn)時(shí)夾具占地面積大，切換時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，占地面積相比傳統(tǒng)鋼性線(xiàn)體減少40% ，是隨機(jī)混流生產(chǎn)的重要技術(shù)支撐。
采用先進(jìn)的高柔性GATE+3面轉(zhuǎn)臺(tái)立體庫(kù)結(jié)構(gòu)，用于車(chē)身骨架合拼焊接，滿(mǎn)足60JPH生產(chǎn)能力，可實(shí)現(xiàn)4車(chē)型同時(shí)在線(xiàn)生產(chǎn)，且4車(chē)型可隨機(jī)切換。同時(shí)通過(guò)線(xiàn)內(nèi)外切換機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)線(xiàn)內(nèi)外任意車(chē)型切換，大大提高生產(chǎn)線(xiàn)柔性度，降低新車(chē)型導(dǎo)入的改造難度。
■ 涂裝車(chē)間
噴漆采用智能旋轉(zhuǎn)7軸機(jī)器人，比軌道7軸機(jī)器人更省空間，比6軸機(jī)器人更大作業(yè)空間和靈活性。
采用立體智能柔性輸送，根據(jù)生產(chǎn)班次、產(chǎn)能、顏色等需求，智能控制車(chē)身輸送，達(dá)到智能柔性生產(chǎn)效果。
采用智能石灰粉干式漆霧捕集系統(tǒng)，自動(dòng)化率更高，穩(wěn)定性更好，減少材料及人工消耗。
■ 總裝車(chē)間
風(fēng)檔自動(dòng)裝配工位，利用視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)完成前后風(fēng)檔自動(dòng)涂膠、安裝、壓緊工序。
車(chē)輪擰緊工位，利用視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)完成四輪自動(dòng)上螺栓、取輪胎和擰緊工序，利用擰緊聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以直觀監(jiān)控機(jī)器人與擰緊設(shè)備作業(yè)情況及操作結(jié)果。
表面間隙檢查工位利用視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)，配合機(jī)械臂完成車(chē)身表面間隙的產(chǎn)品一致性自動(dòng)化檢查。
■ 電池車(chē)間
飛翼式3D視覺(jué)引導(dǎo)（三合一）：上下料工位應(yīng)用了飛翼式相機(jī)，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)引導(dǎo)機(jī)器人定位，可對(duì)來(lái)料自動(dòng)防錯(cuò)識(shí)別、自動(dòng)抓取來(lái)料上線(xiàn)。
自動(dòng)對(duì)花鍵/合箱（三合一/四合一）：采用智能視覺(jué)系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)花鍵高精度合裝。采用了浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，消除零部件之間的加工誤差。機(jī)器人抓取減速箱自動(dòng)上線(xiàn)和轉(zhuǎn)子上線(xiàn)，安裝O型圈，自動(dòng)將電機(jī)和減速器對(duì)花鍵。
數(shù)字化是智能化的基礎(chǔ)，數(shù)字化技術(shù)在紅旗繁榮數(shù)字化智能工廠建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。
汽車(chē)制造是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，包括了沖壓、焊裝、涂裝、總裝以及新能源汽車(chē)的電池電驅(qū)車(chē)間，共五大車(chē)間。從板料變成沖壓件，再把沖壓件焊成車(chē)身，通過(guò)一系列的電泳、噴漆等防腐處理工序，最后通過(guò)總裝裝配和一系列的檢測(cè)，才會(huì)下線(xiàn)一臺(tái)車(chē)。
以往沖壓件完成后，工程師進(jìn)行檢查，出現(xiàn)問(wèn)題后再檢查材料性能是否合格或工藝參數(shù)是否正確，但損失已經(jīng)發(fā)生，這次開(kāi)發(fā)的沖壓件質(zhì)量預(yù)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)大量過(guò)程數(shù)據(jù)分析，提前發(fā)現(xiàn)可能產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題，及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，避免了質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生，也提高生產(chǎn)效率，降低了成本。
以往對(duì)焊點(diǎn)的檢測(cè)，只能進(jìn)行抽樣，每生產(chǎn)100輛車(chē)，就會(huì)從中抽取一輛，以破解或者半破解的方式，對(duì)焊點(diǎn)的合格率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，但是，這樣的檢測(cè)方式，效率低、浪費(fèi)大。數(shù)據(jù)應(yīng)用，為這個(gè)問(wèn)題找到了答案。
在整個(gè)焊接車(chē)間的680多臺(tái)焊接機(jī)器人身上，一共遍布著3000多個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，機(jī)器人的焊接數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)采集與智能分析，可以實(shí)時(shí)判斷焊接的溫度等條件是否達(dá)到最佳狀態(tài)，這樣就能及時(shí)判斷焊點(diǎn)是否會(huì)存在問(wèn)題。如果焊接條件達(dá)不到最佳狀態(tài)，中控室的大屏幕上就會(huì)及時(shí)提醒， 采取措施。
在涂裝車(chē)間，工人們正在對(duì)噴漆后的車(chē)輛進(jìn)行檢驗(yàn)。傳統(tǒng)的生產(chǎn)線(xiàn)，噴漆結(jié)束后的車(chē)輛漆膜不合格，就要離線(xiàn)補(bǔ)漆，影響產(chǎn)量，增加生產(chǎn)成本。本次通過(guò)對(duì)噴漆壓力等數(shù)據(jù)的采集分析，在噴漆之前和噴漆過(guò)程中，就能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)噴漆質(zhì)量缺陷是否會(huì)發(fā)生，提前與產(chǎn)線(xiàn)控制系統(tǒng)協(xié)同，及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，避免漆膜質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生，既提高了效率，又節(jié)省了成本。
涂裝車(chē)間是工廠耗能最大車(chē)間，其中空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能是重點(diǎn)。在涂裝車(chē)間開(kāi)發(fā)應(yīng)用的APC智能空調(diào)系統(tǒng)，綜合運(yùn)用仿真建模、先進(jìn)控制、人工智能等技術(shù)手段，利用AI平臺(tái)的算法模型，對(duì)循環(huán)風(fēng)空調(diào)和新風(fēng)空調(diào)進(jìn)行全自動(dòng)智能控制，在保障車(chē)間內(nèi)對(duì)車(chē)輛生產(chǎn)要求的溫濕度等前提條件下，大幅降低涂裝車(chē)間的綜合能耗
此外，在繁榮工廠，針對(duì)沖、焊、涂、總、電五大車(chē)間各類(lèi)設(shè)備，開(kāi)發(fā)應(yīng)用了設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)備數(shù)據(jù)的采集及分析，判斷設(shè)備可能發(fā)生故障的趨勢(shì)及預(yù)計(jì)時(shí)間，合理安排維護(hù)保養(yǎng)，避免了設(shè)備停臺(tái)對(duì)產(chǎn)線(xiàn)效率的影響，也避免提前維護(hù)保養(yǎng)帶來(lái)的浪費(fèi)，大大節(jié)約了維修維護(hù)成本。
數(shù)據(jù)的采集與分析，延伸到了生產(chǎn)線(xiàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，遍布沖、焊、涂、總、電五大車(chē)間的數(shù)據(jù)的采集點(diǎn)位，在這個(gè)超級(jí)工廠內(nèi)，達(dá)到上百萬(wàn)個(gè)，成為全面啟用自研數(shù)據(jù)采集與處理平臺(tái)的汽車(chē)工廠。在提升效率、提高質(zhì)量、降低成本方面發(fā)揮了重要作用。
一個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工廠，已經(jīng)正式落地。
一汽紅旗繁榮數(shù)字化智能工廠，正在為中國(guó)汽車(chē)制造業(yè)探索出一條數(shù)字化的轉(zhuǎn)型之路。可以預(yù)見(jiàn)，數(shù)據(jù)將在這座工廠里發(fā)揮巨大威力。
正值新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)進(jìn)一步融合的時(shí)代，中國(guó)汽車(chē)企業(yè)通過(guò)智能技術(shù)的創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)鏈的改革，逐步實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型，汽車(chē)智能制造的時(shí)代，正在全新開(kāi)啟。
出品人：阿里云智能-市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)部&政企事業(yè)線(xiàn)
接口人：市場(chǎng)部——茜瑩
編輯：阿里云研究院內(nèi)容運(yùn)營(yíng)主管 趙子千
阿里云研究院定位是阿里云智能事業(yè)群數(shù)智化轉(zhuǎn)型智庫(kù)機(jī)構(gòu)，匯集多名來(lái)自數(shù)字科技頭部企業(yè)、國(guó)際知名咨詢(xún)機(jī)構(gòu)和國(guó)家高端研究平臺(tái)的資深專(zhuān)家，以“定義行業(yè)、洞察態(tài)勢(shì)、拓展賽道、引領(lǐng)心智”為愿景，以“著書(shū)立說(shuō)布道場(chǎng)，數(shù)智驅(qū)動(dòng)新增長(zhǎng)”為使命，以“引領(lǐng)數(shù)智化轉(zhuǎn)型新思想”為目標(biāo)，致力于“用科技探索新商業(yè)邊界”。
研究領(lǐng)域涵蓋云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)與產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，以及數(shù)字政府、新零售、新制造、新金融、新能源等政企各行各業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型路徑及商業(yè)實(shí)踐，關(guān)注前沿科技趨勢(shì)、數(shù)字創(chuàng)新、數(shù)字治理、新基建等方向。依托指數(shù)分析、戰(zhàn)略頂層設(shè)計(jì)、行業(yè)數(shù)智洞察、產(chǎn)業(yè)研判、案例透視等多類(lèi)型研究產(chǎn)品，阿里云研究院聯(lián)合國(guó)家科研機(jī)構(gòu)、頂尖智庫(kù)、頭部高校、行業(yè)協(xié)會(huì)、咨詢(xún)機(jī)構(gòu)、投資機(jī)構(gòu)、合作伙伴和客戶(hù)，拉通阿里巴巴集團(tuán)各事業(yè)群，共拓研究新生態(tài)。與全球知名商學(xué)院共同開(kāi)設(shè)數(shù)智創(chuàng)新學(xué)院、新國(guó)標(biāo)品牌加速器、新增長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)室等項(xiàng)目，舉辦高端企業(yè)家和高管培訓(xùn)，培育面向未來(lái)的數(shù)智化創(chuàng)新領(lǐng)袖。
同時(shí)面向各行各業(yè)企業(yè)CXO人群及企業(yè)數(shù)智化實(shí)戰(zhàn)人才，打造“CXO數(shù)智創(chuàng)新?tīng)I(yíng)”，構(gòu)建一個(gè)走進(jìn)阿里巴巴，了解阿里戰(zhàn)略、文化與業(yè)務(wù)生態(tài)，共創(chuàng)數(shù)智化轉(zhuǎn)型路徑與實(shí)踐的鏈接服務(wù)，是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級(jí)服務(wù)平臺(tái)。
文章來(lái)源：阿里云研究
