WMEM|長城汽車5A級智（zhì）慧工廠與高端（duān）智能裝備的“融合（hé）”-機器人-數（shù）控機床市場網

您現在的位置：機器人> 技術前沿> WMEM|長城汽車5A級智慧工（gōng）廠與（yǔ）高端智能裝備的（de）“融合”

WMEM|長城汽車5A級智慧（huì）工廠與高端智能裝備（bèi）的“融（róng）合”

2019-5-24 來源：轉（zhuǎn）載作者：-

當（dāng）前，各（gè）大整車（chē）廠及零部件（jiàn）企業普遍應用的自動化（huà）生產線、自動化（huà）物流係統，機器人（rén）、機械手等關鍵（jiàn）設備，絕大部分依托國外。提（tí）高自動化裝備行業的技術成熟（shú）度（dù）和競爭力，是實現工（gōng）業強國的必由之路。

長城汽車通過實施智能裝備自主研發與互聯網的有機結（jié）合，實現高端（duān）智能裝備、柔性化工藝技術、無人化智能物流管理等核心技術的攻關與突破。該項目（mù）為我國汽車行（háng）業建立智（zhì）能工廠奠定了良好基礎，項目智能化水平達到國（guó）內（nèi）領先，對加速我國汽車產業實行智能製造戰略具有積極（jí）作用。

5A級智慧工廠+智能（néng）裝備的有機融合

1.追求完美（měi）、匠心獨具的設計理念（niàn）

智能裝（zhuāng）備及其控製係統（tǒng）主要是在（zài）傳感器、PLC、機器人、機床、檢測設備、物流（liú）設備（bèi）等方麵的自主（zhǔ）研發、集成。如通過（guò）自主研發智能（néng）裝備，實現（xiàn）噴漆室循環（huán）風（fēng）回用、車型自動識別技術、旋杯（bēi）自動清洗技術、T型滑台技術、膠（jiāo）條自動（dòng）粘接（jiē）技術、風擋玻璃自動粘接的應用（yòng）。突破柔性工藝（yì）裝備技（jì）術難關（guān），實（shí）現機器人在線檢測、底盤（pán）與車（chē）身自動合裝、車輛信息跟蹤等（děng）技術，進而促進整車生產過程高度柔性化，實現多車（chē）型、多品類（lèi）車型的柔性生產。

本項目（mù）結合（hé）“工業4.0”和“互（hù）聯網+”的理念，實（shí）現製造工廠與（yǔ）科技（jì）的融（róng）合創新，打造適合本（běn）領域的智（zhì）能化高端製造工廠，建設跨部門、跨地域、全產業鏈的（de）協（xié）同工（gōng）作研發平台。以MES（製造執行係統）、LES（物流執行係統）、WMS（供應商門戶（hù））、SRM（供應商關係管（guǎn）理）為四大支柱，實現整車與零部件的研發（fā）數據交互，增強研發過程管理和協同；通過產品數據管理（lǐ）係統的建設（shè），提升了設計（jì）過程（chéng）數據的管理能（néng）力，縮短了產品開發周期20%，實現設計的標準化與規範化；通過實現產品數據管理係統與BOM管理係統、設計工具之間的集成（chéng），打通研發類係統的信息孤（gū）島；高度融合的信息係統和IT基礎架構，實現以生產管理中心為樞紐。

以智能供應鏈、智能監控、智能（néng）一卡通（tōng）、智能裝備為依托（tuō），打造“一個中心，四根支（zhī）柱”的創新模式，實現（xiàn）“5A級（5A指：控製自動化CA、能源自動化EA、過（guò）程自動化PA、安全自動（dòng）化SA、信息自動（dòng）化（huà）IA）”智慧工廠架構；構建整車與零部件工廠的計劃協同平台，實現運營成本降低20%、生產效（xiào）率提高20%以上。對30多項高端智能裝備核心技術進行重（chóng）點攻關，開（kāi）創空中輸送及地（dì）麵物流地緊密結合，實現輸送係統精準化，國內首創零部件（jiàn）與整車同廠的生產新模式。

2.高效率、智能化生產方式（shì）實施（shī）方案

產品全生命周期（qī）管理（lǐ）係統主要分為研發設計、生產和服（fú）務三個（gè）環節。產品在生產環節完成生產進入到服務環節，服務環節通過網（wǎng）絡實現的（de）功能主要有實時監測、遠程診斷和遠程維護，應用大數據對監測數據進行分析，形成和服（fú）務有關的決策，指導診（zhěn）斷（duàn）和維護工作，新的服務（wù）記錄將被采集（jí）到數據係統。為企業實現智能製造提供計算資源，應用網絡、數據中心設備、數（shù）據存儲和管理係統（tǒng）、應用軟件，能夠提（tí）供可視化的應用界麵。

通過智能裝備與信息化相（xiàng）結合（hé），縮短產品研發周（zhōu）期（qī），同時利用（yòng）信息化技術，對公司的整體設計、製造鏈條進行智能化、可視化、精細化管理，從而將設計與製造體係有機貫通起來，解決（jué）人員、工時、環保、材料的大量浪費問題。

當（dāng）代信息技術係統在工（gōng）業中支持並控製著許多流程，從產品開（kāi）發、生（shēng）產（chǎn）規劃到工（gōng）程與生產，直至維護保（bǎo）養，涵蓋了整個價值鏈和整個產品周期（qī）。通過建立一個數字信息無縫互聯的技術平台，可實現工具或應用程序的研發（fā），不同（tóng）的參與者還可以利用這個平台，提（tí）供具有專業性和差異性的應用程序。產品生產規（guī）模（mó）越（yuè）大，產品差異性越明顯，其市場反應就（jiù）越不確定。而通（tōng）過實施ERP及協作數據平台，就可以接受（shòu）以（yǐ）上所有信息，並將其（qí）考慮在程序（xù）和流（liú）程中，數（shù）據（jù）生成（chéng）一次，不僅可以滿足（zú）單一的目的，而（ér）且可以（yǐ）在已定義的數據格式下滿足所有可能的目的。除此之外，可以將現在的“數據山”或“數據島”轉（zhuǎn）化為一個結構嚴謹的（de）數據（jù）來源。

利用現在使用的各相關係統接口，要（yào）想實現數（shù）據在任何形式下（xià）都自（zì）動保持一致性，其（qí）數據導入、導出（chū）過程變得相當費時。因此通過實施G-BOM係統，將各個信息係（xì）統的數據進行（háng）集成，未來實現整個價值鏈的完整性和無縫集成，不但可以提高企業的經濟效益，而且還可以（yǐ）提高生產力，進而提高企業的競爭力。

5A級智慧工廠助推實現高效生產

在實現智能化的同時，以節能環保為標（biāo）準，網絡采用（yòng）工廠寬帶、無線網絡等方（fāng）式，生產網絡和（hé）辦公網絡分離，使數據通信保密性好、速度快、移動（dòng）性（xìng）強。

采用統一的通信平台和統一的應用服務平台，提供統一的通信服（fú）務，節（jiē）省企業在IT方麵的重複建設（shè）與投入，實現資源共享，消除了數據孤島。突破性地將ERP、MES、LES、WMS、SRM多係統統一集（jí）成，實現基於實時製造數據的統（tǒng）計（jì），同時開發完成產品（pǐn）質量追溯係統，構建（jiàn）整車與零部件工廠的計劃協同平台，實現多（duō）種車間智能裝備之間的協同工作，提高生產效率，降低運營成本。通過高度（dù）融合信息係統（tǒng）和IT基礎架構，打造出“一個中（zhōng）心，四根支柱”的生（shēng）產工藝創新（xīn）模式。

“一個中心，四根支柱”示意圖

1.一個中心規劃

是指以生產控製為中心，包括網絡係（xì）統平台、信息係統平台、自動化裝備平台：網絡（luò）係統平台（tái）包括網絡係統、監控係統、一卡通係統；信息（xī）係統平台包括ERP、MES、WMS、OA、PDM等；自動化裝備平（píng）台包括焊接機器人、ANDON係統、智能料架係統、AVI係統、PMC係統、AGV係統。這（zhè）是智能化工廠的中樞神經，通過收集關聯係統信息，進（jìn）行分析，為快速處理現場問題提供依據。

2.四根支柱規劃

（1）智能裝備規劃。具有感知、分析、推理、決策、控製功能的製（zhì）造裝備，它是先進製造技術、信息技術和（hé）智能技術的集成和深度融合。實現生產過程自動化（huà）、智能化、精密化、綠色化，帶動工業（yè）整體技術水平的（de）提升。

（2）智能供應鏈規（guī）劃。供應鏈是企業的“價（jià）值鏈”，是企業運營（yíng）的核心，通過對信息流、物流、資金流的控製，從采購原材料（liào）開始，製成中間產品及最終產品，最後由銷售網（wǎng）絡把產品送到消費（fèi）者手中（zhōng）。它是將供應商、製造商、分銷商、零售商，直到最終用戶連成一個（gè）整體的功能網鏈模式。所以，一條完整的（de）供應鏈應包（bāo）括供應商、製造商、分銷商、零售商以及消費者。

（3）智（zhì）能監控規劃。采用圖像處理、模式識別和計算機視覺技術，通過在監控係統中增加智能視頻分析模塊，借助計算機強大的數據處理能力過濾掉視（shì）頻畫麵的無用或幹擾信息，自（zì）動（dòng）識別不同物體，分析抽取（qǔ）視頻源（yuán）中關鍵有用信息，快速（sù）準（zhǔn）確地定位事故現場，判斷監控畫麵中的異常情況，並以最快和最佳的方式發出（chū）警報或觸發其他動作，從而有效進行事前預警、事中處理和事後及時取證，實現（xiàn）全（quán）自動、全天候的實時（shí）監控。

（4）智能一卡通規劃。該係統以智能卡為信息載體（tǐ），集自（zì）動控製技（jì）術、計算機網絡技術和（hé）數據庫技術於一體（tǐ），是綜（zōng）合（hé）性信息網絡平台。通過係統可以實現員工門（mén）禁、考勤、水、電、氣、暖、停（tíng）車場管理（lǐ）、保安巡視和內部消費結算等綜（zōng）合應用，加強對人、財、物流的有序管理，提高資源的（de）共享利（lì）用率。

自主高端智能裝備突破瓶頸

以精益生產為主導，以創新工藝設（shè）計為中心，以智能裝備（bèi）為依托，以“智能製造”為目標，利用互聯（lián）網完成整（zhěng）個工廠的信息流、物流的協調統一；瞄準高（gāo）端智能裝（zhuāng）備、自動輸（shū）送技術、智能化數據平台、柔性化生產等核（hé）心技術推進落實自動化、信息化、少（shǎo）人化、模塊化的智能工廠。

之所以稱為智能化工廠，在於智能裝備與信息化的有機結合，其（qí）必（bì）須解（jiě）決智能化基礎管理、柔性化生產切換、高效自動化生產、信息共享、信息集成、自主控製、節能環保等多（duō）項主要技術難點（diǎn）。

智能化工廠整體完成30項重大難題的解決與再造創新：衝壓自動（dòng）化生產效率提升、多車型共用生產線技術的研發與應用、全景天窗頂蓋焊裝工藝研發與應用（yòng）、CMT焊接、同步生（shēng）產上位係（xì）統（tǒng）研發與應用、全自（zì）動噴塗、TNV設備的應用、噴漆室（shì）循（xún）環風回用、車門（mén）膠條自動粘接、底盤模塊整體（tǐ）舉升自動合裝、扭矩（jǔ）管理係統、整車轉接吊裝方式創新、風擋玻璃自動底塗和塗膠技術、玻璃自動安裝技術、柔性化生（shēng）產線技術、天窗自動（dòng）上線機械手、車門（mén）線（xiàn）EMS小車+橫向存儲（chǔ）技術、PBS區摩擦輥床輸送及空中拆車門方式研究應用、自動化物流、模塊化裝配等。

1.衝壓工藝

采（cǎi）用先（xiān）進節（jiē）能的（de）連續生產（chǎn）模式，相比傳（chuán）統的斷續生產模式，避免了因壓力機的（de）頻繁啟停造成的時間（jiān）及能（néng）源浪費，綜合節能達（dá）20%，年節（jiē）約用電152萬（wàn）kWh。同時連續生產模式在不降低生產節拍前（qián）提下，降低了壓機滑塊速度約30%，更好地保證衝壓件質量。所（suǒ）有（yǒu）線體均采用先進的數控液壓拉伸墊，相（xiàng）比傳統的氣動拉伸墊，生產過程中壓力波動可控製在10%以內，提高了衝壓件的成形質量（liàng）。

自主研發廢料（liào）雙層分揀智能裝備。為了消除廢料分揀（jiǎn）過程中廢料二（èr）次轉運，提高廢料分揀的經濟效益，節省廠房麵積，降低（dī）前期建設（shè）成本，開發（fā）了由上廢料分揀（jiǎn）線（xiàn）、下廢料輸送線、廢料滑（huá）料鬥組（zǔ）成的廢料雙層分揀技術（shù）。

2.焊裝工藝

這是自動化率最（zuì）高的車（chē）間，使用機（jī）器人多達525台，焊接自動化率（lǜ）達98.7%。門蓋外板料筐輸送、門蓋總成輸送及分總成輸送（sòng）采用（yòng）EMS，防飛濺液采用機器人噴塗技術，VIN打刻采用機器人在線打刻技術，最大化地減少了車間人（rén）員數量。

焊接工裝

研（yán）發的（de）主要裝備有：T+型滑台自主研（yán）發（fā）輔助裝備、夾具切換推進式智能裝備、在線檢測（cè）係統開（kāi）發應用等。

3.塗裝工藝

被定義為綠色、環保（bǎo）、高效的噴塗車間。在節（jiē）能減排方（fāng）麵，應用先進的TNV及循環（huán）風回用技術及中水回用技術，單車消耗（hào）標煤74.86kg，單車VOC排放20.97g/㎡，達到清潔生產先進水平。應用124台噴塗機器人，節省操作人員98人，自動化程度（dù）在國內領先。內腔噴蠟采用的半自動噴蠟設備，內腔防（fáng）腐（fǔ）能力進一步提升，噴漆設備油漆利用率達到80%，采用熱量（liàng）回收係（xì）統，對烘幹釋放的熱量進一步回收用於前處理槽液加熱。

塗膠

主要研發的裝備技術有：旋杯自動清洗裝（zhuāng）備、噴漆室循環風回用技術、自（zì）動塗（tú）膠智能裝（zhuāng）備、車型自動識別智（zhì）能裝備等。

4.總裝車間

具有（yǒu）高度靈活（huó）性、高（gāo）效性、環保和人性化特點。底盤高工位采用升降旋轉吊具，組裝（zhuāng）線采用升降滑板代替傳動底盤線半高（gāo）和低工位作業內容，減少（shǎo）底盤線和組裝線160人走動用時，每（měi）人每年減少走動路程（chéng）為1250km。車間大量采（cǎi）用電動（dòng）和電池工具，在（zài）保障產品（pǐn）質量前提下（xià）降低車間噪聲，減少車間尾氣排（pái）放（fàng），保障人員在健康環境（jìng）下輕鬆工作。車間整體噪聲平均控製在74dB以下，每年減少尾氣排放量34.6萬m3。

主要研發（fā）的（de）裝備（bèi）技術（shù）有：底盤自動合裝裝備，全自動車門密封膠條粘接裝（zhuāng）備，自主研發上中下物流成套裝備，風擋玻璃自動底塗、塗膠技術（shù），以及玻璃自動安裝技術等。

主要技術（shù）成果及效（xiào）益（yì）分析

項目順利實施後，徹底消除（chú）了現存的（de）生產工（gōng）藝浪費，實現了高效率、靈活（huó）的生產，生產節拍達到52s，日產1000台以上，白車身骨架精度95%以上，車身防腐年限提升至5年無鏽蝕（shí）、12年無穿孔，焊接自動化率達98.7%。建（jiàn）設完（wán）成跨部門、跨地域（yù）、全產業鏈的協同研發平台，產品開發周期（qī）縮短20%，生產效率提高30%以上。

通過在焊裝、塗裝、總裝車（chē）間輸送線體，布置車輛自動識別係統，從焊裝EMS/滾床輸送/工藝線體、塗裝全（quán）車間到總裝PBS區/底盤線/組裝線，布置（zhì）讀寫站80餘個、載（zǎi）碼體500餘個，僅在塗裝車間就分布車（chē）輛跟蹤站點47個，含路由站點12個、計劃比對站點10個，車輛信息跟蹤和路由控製精準率達到100%。

打造完成“5A”級智慧（huì）工廠，使產品不良品率（lǜ）降低20%，運營成本降低20%，能源利用率提高10%以上。該項目的實施及技術的推廣，符合國家智能化工廠發展（zhǎn）策略，項（xiàng）目產品的質量相對穩定，在本領域具有廣泛（fàn）引導作用和良好（hǎo）的市場效益。項目完成投產後，智能化工廠生產能力為年產25萬輛轎車，項目總投資為37.8億（yì）元，達產時年銷售收入約為50億元（yuán）。不僅利於企業自身發展，同時為我國汽車產（chǎn）業做出貢（gòng）獻。

結（jié）語

該項目（mù）實（shí）施過程中，獲得國家發明專利10項，實用新型專利15項（xiàng）。項目結束後沉澱（diàn）總結技術經驗，形成了關鍵設備相關設計規範（fàn）17項（xiàng），形成了從產品方案規劃、圖樣設計到現（xiàn）場調試的核心研發團隊（duì）。

該項目的實施拉動（dòng）了區域消費（fèi）需求，有利於完善汽車供應市場品種結構，促進社（shè）會經濟持續發展，促進社會（huì）需求建設，加快汽車工業結構調整，節能環保。是貫徹國家汽車工業結構調整政策，推動（dòng）我國汽車產業健康發展的有益嚐試（shì），將為中國自主（zhǔ）汽車品牌的持續發（fā）展提供支持。

來源：《世（shì）界（jiè）製造技術與裝備市場（WMEM）》

投稿箱（xiāng）：
如（rú）果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資（zī）訊合作（zuò），歡迎聯係本網（wǎng）編輯部（bù），郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更（gèng）多相（xiàng）關信息

名企（qǐ）推薦

業界視點

| 更多

行業數（shù）據

| 更（gèng）多

博文（wén）選萃

| 更多（duō）

數控機床