十月二十四日,長安汽車兩江基地乘用車工廠沖壓車間,工人通過中控台監控封閉式高速智能沖壓生產線。記者 張錦輝 攝
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、重慶市數字化車間(節能與新能源汽車智能柔性焊接數字化車間)、重慶市數字化車間(汽車高速柔性沖壓數字化車間)。
作為國家智能制造試點示范企業之一,長安實施智能制造的策略和成效,可為眾多制造企業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備,本來希望能夠幫企業提升效率、節約成本、增加利潤,但生產線建好后,發現效果並不明顯。”日前,在我市數十家企業代表參與的一次智能制造內部交流會上,一家企業負責人的這番話,引起了廣泛討論。
重慶日報記者在與企業家交流過程中發現,目前在依托智能化實施制造業轉型升級過程中,部分企業遭遇到不同程度的瓶頸或困惑,如自動化生產線產能不足、智能化預期不明確、前期准備與系統規劃不扎實等。這些企業迫切需要尋求一些好的示范和指引。
在該廠焊接車間,幾百台機械臂正在不停舞動,焊花按照精確的節奏一朵接一朵地綻開,在自動機械構成的“叢林”間,偶爾能見到一兩個頭戴安全帽的工人身影。
智能化、自動化因子,已經深深嵌入到該工廠各條生產線的諸多環節。在沖壓車間,2條5序“多連杆機械壓機+雙臂橫杆傳輸方式”的封閉式高速沖壓生產線,正按照每分鐘10-15沖次的節拍工作,這是行業內少有的一條智能沖壓生產線,車間壓機全部由國內自主研發、制造,換模時間僅需3分鐘(普通生產線為20分鐘)。
焊接車間擁有機器人532台,自動化程度達92%,可實現在一條線上生產四款車型的柔性化生產。同時,車間擁有藍光自動檢測、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。
此外,涂裝車間擁有行業領先的全自動機器人噴涂線,並應用排風二次回收利用技術。總裝車間實現了高自動化、高柔性化及深度的人機工程,自動涂膠和裝配環節採用圖像精准定位、自動裝配,物料實現自動分揀和自動運輸……
“眼睛能夠看到的這些設備、功能,只是智能化的一個方面。”長安汽車相關負責人表示,智能設備可以從供應商獲取,但要真正將智能化落地,還需要實現先進設備之間的匹配,以及人、物流、管理模式與這些設備的匹配。
在該廠總裝車間的輪胎安裝環節,記者看到攝像機正對輸送帶的所有輪胎進行圖像識別,汽車的主胎和備胎被自動區分開,輸送往不同的工區。
在主胎的安裝工區,工人正在操作一台自動擰緊螺絲的設備,該設備有五個孔軸,可同時擰緊一個輪胎上的5顆螺絲。這台設備上有扭力傳感裝置,可以保証所有螺絲的扭力一致,如果出現扭力差異,生產線將立即報警,進行差錯修正。這樣生產出來的汽車,能保証輪胎螺栓連接安全可靠,不會出現鬆動。
像這樣的物聯網節點,遍布整座智能工廠。長安汽車相關負責人說,企業需要考慮在每一個具體節點實現物聯網的預期,比如確定了減少浪費、提升質量、避免差錯,梳理整體的運營流程后,再決定讓哪些設備和人、系統實現“彼此對話”。
要實現工廠各部分如同一個整體那樣高效配合運轉,意味著前期大量的磨合和巨大的調試成本,在這方面,長安是如何解決的?
實際上,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轉,替長安去驗証、探索各種智能化的規劃和設想。
這個虛擬智能工廠應用三維可視化技術,對工廠各生產線的工藝協同設計、流程、工藝與產品變更、資源等進行了虛擬仿真。
在規劃上,長安建立了標准工時、設備庫、機器人庫等一系列標准,在數字化工廠實施過程中,陸續開發了各種工具。
以沖壓生產線為例,通過生產線全過程設計仿真,長安解決了工藝方案設計、設備效能匹配問題,使得沖壓設備效率提升了25%,生產線的實際調試時間縮短50%。
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於什麼水平?未來智能化路徑又將走向何處?
中國電子技術標准化研究院2016年曾發布《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(規劃級、規范級、集成級、優化級、引領級)。長安汽車相關人士表示,目前長安汽車制造板塊處於智能制造規范級水平(第2級),即核心業務重要環節實現了標准化和數字化,業務內部開始實現數字共享。
目前,長安汽車智能工廠已在物聯網基礎上疊加了一套智能軟件系統,實現以生產線后端需求拉動前端。
在廠裡的智能生產系統上,顯示了各種即時生成的生產數據,生產線以此拉動自動排產、實時盤存,通過優化保持最低庫存,形成了精益生產模式。以沖壓車間為例,其實際庫存量低至1.5天,優於合資車廠3.5天的水平,並使得沖壓車間盈利能力提升大約32.9%,減低運營成本14.1%。
未來,長安汽車的智能制造將以數據為驅動,在制造業務數字化、設備預測維護、設備故障可視化等方面發展,逐步實現生產系統的自主決策,形成滿足用戶個性化需求的“智造”模式,最終成為引領級的智能制造企業。
長安汽車實施智能制造的案例,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。
工業的信息化,體現在生產前端的採購、庫存,中間的研發、制造到后端的銷售、售后的整個流程。例如一個設備維修管理平台,不僅能夠採集到維修人員工作數據,還包括維修費用數據、設備運行數據、零部件質量數據……這些信息將指導企業的設備和零部件採購。甚至工人在工位上的步數和運動軌跡信息,也可以成為生產線優化的依據。
要形成這樣的信息化能力,不僅要構建數字化的採集、歸納和處理體系,更需要管理人員具備生產全流程互聯互通的信息統籌思維。
當然,這不可能一蹴而就,更不可急功近利,把傳統機械與信息平台的簡單拼湊當作智能化。智能化需量力而行,最好是從比較成熟的自動化技術開始,從亟待升級改造的部位入手,再逐步完善企業的系統性智能改造。 本報記者 白麟 仇崢

