企業(yè)推進(jìn)智能制造要從頂層設(shè)計(jì)開始

　　智能制造要怎么搞，寶沃汽車集團(tuán)智能制造專家李奉珠博士的經(jīng)驗(yàn)之一是一定要注重頂層設(shè)計(jì)。

　　“從頂層設(shè)計(jì)開始，到底層實(shí)施為止。智能制造既要有頂層設(shè)計(jì)，有戰(zhàn)略性的指導(dǎo)，也要有戰(zhàn)術(shù)性的安排，最終形成一條線，才能保證未來不會(huì)走偏，也才能真正落地?！崩罘钪檎f。

　　比如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的智能制造，必須在頂層設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合到具體的工具、方法，用一定素質(zhì)的人，把這些執(zhí)行層面的東西串起來。

　　講這些的背景，是數(shù)字化工廠——北京寶沃發(fā)動(dòng)機(jī)廠在智能制造方面取得的成績(jī)，它是以智能制造戰(zhàn)略為指導(dǎo)，按照德國 “工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)打造的智能化工廠。曾獲得北京市經(jīng)信委 《智能制造標(biāo)桿企業(yè)》榮譽(yù)及智造100項(xiàng)目試點(diǎn)示范，并獲得2018年中國10大智能制造科技進(jìn)展。

　　寶沃發(fā)動(dòng)機(jī)廠的頂層設(shè)計(jì)

　　當(dāng)前，汽車制造業(yè)面臨著產(chǎn)品型號(hào)種類繁多，生產(chǎn)線柔性和自動(dòng)化融合困難;數(shù)據(jù)量大、難以獲取及實(shí)時(shí)處理，使決策緩慢;過程質(zhì)量、一致性難以高效控制;能耗高等諸多挑戰(zhàn)。

　　發(fā)動(dòng)機(jī)制造系統(tǒng)是汽車制造過程的重要環(huán)節(jié)，北京寶沃發(fā)動(dòng)機(jī)廠通過智能制造的技術(shù)手段，重點(diǎn)關(guān)注和解決高質(zhì)量、高效率、高柔性、數(shù)字化、多機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)混線生產(chǎn)的難題。據(jù)介紹，寶沃首先運(yùn)用智能制造理念進(jìn)行工廠頂層設(shè)計(jì)，涵蓋智能生產(chǎn)、智能質(zhì)量、智能物流、智能維護(hù)、智能服務(wù)五個(gè)方面。

　　其中，智能生產(chǎn)通過智能制造數(shù)據(jù)管理平臺(tái)、ERP、MES等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃的智能執(zhí)行。智能質(zhì)量通過對(duì)過程質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，生產(chǎn)產(chǎn)品檔案，用以質(zhì)量信息追溯、工藝改進(jìn)。智能物流實(shí)現(xiàn)了智能管理供應(yīng)商采購、倉儲(chǔ)、車間物流、在線投送物料。智能維護(hù)運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理平臺(tái) (PM)，實(shí)現(xiàn)即時(shí)維護(hù)向預(yù)測(cè)性維護(hù)的蛻變。智能服務(wù)方面，整車搭載B-Link車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集和處理。

　　甚至，應(yīng)用了數(shù)字孿生技術(shù)，在廠房設(shè)計(jì)階段，通過BIM完成了虛擬化工廠建設(shè)，并通過三維BIM模型對(duì)廠房建設(shè)施工進(jìn)行指導(dǎo)，跟蹤建設(shè)進(jìn)度，過程干涉模擬及預(yù)算管理等，提高了建設(shè)效率及準(zhǔn)確性。

　　創(chuàng)新和引領(lǐng)智能制造

　　資料顯示，目前，寶沃汽車高質(zhì)量、高效率、高柔性、數(shù)字化多機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)混線生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)了2個(gè)平臺(tái)、4種排量、8個(gè)機(jī)型、超過30個(gè)品種的共線生產(chǎn)，累計(jì)產(chǎn)出并投放市場(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)接近20萬臺(tái)。在國內(nèi)同業(yè)中，其創(chuàng)新和引領(lǐng)性非常突出。主要體現(xiàn)在：

　　建立生產(chǎn)全流程的泛在感知。在全流程部署智能裝備、傳感器，實(shí)現(xiàn)全流程的泛在感知和數(shù)據(jù)采集。為每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)建立產(chǎn)品檔案，使制造過程質(zhì)量數(shù)據(jù)、零部件信息都具備可溯性。對(duì)于采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，形成生產(chǎn)運(yùn)營決策平臺(tái)，支撐實(shí)時(shí)決策。

　　實(shí)現(xiàn)柔性化和自動(dòng)化的統(tǒng)一。產(chǎn)品開發(fā)和制造系統(tǒng)開發(fā)同步進(jìn)行，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，統(tǒng)一多平臺(tái)的定位基準(zhǔn)，針對(duì)關(guān)鍵工藝制造過程自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，做適應(yīng)性開發(fā)和調(diào)整。在制造過程階段，通過在制品托盤內(nèi)置的MOBY模塊、RFID模塊以及在工位布置的RFID讀寫裝置，使不同型號(hào)的產(chǎn)品在同一條生產(chǎn)線上快速被識(shí)別，同時(shí)制造過程信息可以隨產(chǎn)品流轉(zhuǎn)，作為工位與工位之間互聯(lián)互通的方式。不同產(chǎn)品之間通過Profinet總線、PLC、終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)程序的快速調(diào)用和即時(shí)通信，確保高度柔性。由于全過程質(zhì)量信息的實(shí)時(shí)采集和監(jiān)控，也確保生產(chǎn)過程的質(zhì)量一致性。

　　實(shí)現(xiàn)IT和OT的融合，確保工廠的高效運(yùn)營。基于智能制造數(shù)字化裝備、傳感器、RFID的應(yīng)用，實(shí)時(shí)采集大量信息，這些信息通過工廠OT層核心——MES系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。建立運(yùn)營決策管理平臺(tái)，打通ERP、MES、LES、PLM等系統(tǒng)障礙，實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的縱向集成和不同業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的橫向集成。

　　此外，工廠還結(jié)合精益制造理念和智能制造使能技術(shù)，對(duì)能源進(jìn)行精益化管理?！昂芏嗳酥v智能制造就是自動(dòng)化和信息化，但其實(shí)少了一塊，這就是綠色。沒有環(huán)境要素、沒有綠色制造，智能制造是不完整的?！崩畈┦勘硎尽?

　　頂層設(shè)計(jì)要短期與長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合

　　既然要從頂層設(shè)計(jì)開始，就必然涉及到近期性和長(zhǎng)期性，這就是智能制造的經(jīng)濟(jì)性問題，對(duì)于企業(yè)非?，F(xiàn)實(shí)。企業(yè)是算短期的經(jīng)濟(jì)性，還是5年或10年后的?頂層設(shè)計(jì)要考慮清楚。比如生產(chǎn)設(shè)備，如果今天用的不是數(shù)字化的設(shè)備，沒有數(shù)字化的接口，短期來看，可能經(jīng)濟(jì)性會(huì)好一點(diǎn)，但長(zhǎng)期來看，經(jīng)濟(jì)性并不會(huì)好。因?yàn)闆]有數(shù)字化的設(shè)備，未來的智能化就跟你的企業(yè)沒關(guān)系了，這就是長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)性不夠。

　　寶沃發(fā)動(dòng)機(jī)廠在建廠之初的制造工程開發(fā)及公共設(shè)施規(guī)劃布局之時(shí)，就已經(jīng)關(guān)注到這個(gè)方向，所以花了很大的精力進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)。當(dāng)然，對(duì)于老廠的智能化改造，雖然面臨的主要問題不是頂層設(shè)計(jì)，而是底層改善，但依然需要以頂層設(shè)計(jì)作指導(dǎo)，只有這樣，才能達(dá)到局部最優(yōu)。

　　如果企業(yè)高層沒有充分的認(rèn)知，智能制造很難持續(xù)，因?yàn)槠髽I(yè)要講利潤(rùn)，講投入產(chǎn)出比。“在這個(gè)問題上只講情懷是不夠的，必須考慮近期經(jīng)濟(jì)性及長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)性?！崩罘钪檎f。

　　此外，多年的智能制造研發(fā)及落地經(jīng)驗(yàn)，以及海外留學(xué)和海外工作背景，使李奉珠從全球化的視野，體會(huì)到培養(yǎng)智能制造人才的重要性。他認(rèn)為“目前智能制造在人才方面極其缺乏。”

　　在他看來，智能制造沒有長(zhǎng)期的積累是很難理解的，因?yàn)橐詣?dòng)化，要懂電氣控制、要懂IT、又要懂OT、才能把工作真正做好。既有技術(shù)含量又有管理含量。也就是說，智能制造，最終要落到制造，回歸制造的本質(zhì)。智能只是一個(gè)手段、一個(gè)方法，提升的是制造的質(zhì)量，成本、交期、綠色、人機(jī)工程等方面。但很多時(shí)候如果是為了智能而智能，這樣就違背了智能制造的初衷，導(dǎo)致脫節(jié)。

　　對(duì)于當(dāng)前蓬勃發(fā)展的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，李博士認(rèn)為 “是智能制造的一項(xiàng)使能技術(shù)，或者一部分，而且不可或缺。比如生產(chǎn)商與供應(yīng)商之間的聯(lián)結(jié)，設(shè)備之間的連接，人、機(jī)、物的互聯(lián)，都是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一部分?！?