智能制造标杆工厂规划与实施

1、智能制造及其体系构架

智能制造是一个不断演进的大系统，旨在通过新一代信息技术与先进制造业技术的深度融合，实现产品设计、产品本身、制造过程、管理管控、服务过程的数字化、 络化、智能化，并贯穿于产品、制造、服务全生命周期，不断提升企业的产品质量、效益、服务水平，各个环节及相应系统的优化集成，推进制造业创新、绿色、协调、开放、共享发展。

可从生命周期、系统层级和智能特征三个维度智能制造系统架构对所涉及的活动、装备、特征等内容进行引导和规范，指导行业与企业智能制造标准体系建设（见图1）。

图1 智能制造体系架构

生命周期，指从产品原型研发开始到产品回收再制造的各个阶段，包括设计、生产、物流、销售、服务等一系列相互联系的价值创造活动；系统层级，指与企业生产活动相关的组织结构的层级划分，包括设备层、单元层、车间层、企业层和协同层；智能特征，指基于新一代信息通信技术使制造活动具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等一个或多个功能的层级划分，包括资源要素、互联互通、融合共享、系统集成和新兴业态等五层智能化要求。

智能制造的关键是实现贯穿企业设备层、单元层、车间层、工厂层、协同层不同层面的纵向集成，跨资源要素、互联互通、融合共享、系统集成和新兴业态不同级别的横向集成，以及覆盖设计、生产、物流、销售、服务的端到端集成。

2、智能制造标杆工厂建设背景

2.1 研究对象

2.2 实施背景

随着以互联 为代表的新一代信息技术飞速发展，新一代信息技术通过自身的优势，对传统行业进行优化升级转型，不断革新传统制造业的发展模式与经营思路。目前制造业发展不单是制造和管理制造本身，而是贯穿于产品制造的全生命周期管控，制造上下游产业链高度协同，更加柔性、多样的产品生产与服务体验，对企业提出越来越高的要求。

2.3 实施目标

通过对制造工艺各相关领域的总结，需重点解决以下课题：

一是传统整车制造模式为大批量高效率集中生产，随着消费升级，更多顾客追求个性化需求，需要发展小批次平准化生产模式，提升产线柔性化水平。

二是过往信息化系统没有顶层设计，导致生产、研发、销售之间信息流不能高效流动，各环节易形成“孤岛”，沟通成本高、效率低；车型开发周期长，设变频繁，直接制约产品竞争力；市场、订单与生产计划、库存等不能良好协同，决策层不能实时把控。

三是制造、物流、管理等环节试点新技术较保守，需要大胆创新，加快与新一代信息技术、人工智能AI技术融合，加快新技术场景培育，提升智能化水平。

综上，为充分吸收相关建设经验并在此基础上突破创新，聚合世界领先水平的工艺和设备，最大化提升生产要素效率；同时融合新一代先进信息技术，实现整车各工厂、上游研发，下游供应商及各合作伙伴之间形成高效协同、信息共享、智能运营的制造新业态，将宜昌工厂规划和建设为智能制造标杆工厂。同时坚持绿色发展理念，工厂地点靠近长江生态保护区，在追求工艺水平和经济效益同时，更要重视社会效益，追求更加环保的生产方式。

3、整车工厂智能制造企划

3.1体系架构

3.2 规划特点

3.2.1 生产自动化

工艺产线规划的定位为高自动化、高柔性、高品质保证能力整车生产线。

（1）冲压车间——从钢卷到钣金件过程全自动。全球领先的全自动开卷落料线每分钟生产数量最快可达到60件，成品精度达到0.1mm 以内。激光拼焊机引入了焊接后质量上下表面实时智能检测，引入焊接前板件焊缝尺寸检测系统，实时在焊接过程中调节填丝量，以自适应调节填丝量，确保产品品质，以零生产不良奠定高效率、高品质车身基础。

（2）焊装车间——焊接自动化率100%，高效柔性的白车身生产线。焊接、搬运、涂胶、滚边等全工艺机器人作业，白车身焊接自动化率达到100%。主线应用柔性输送定位系统、分总成线应用模块化柔性工作站，采用全伺服定位地板柔性总拼系统、GateFramer+Flextrack+NC 车身柔性总拼系统等先进技术，实现多车型多平台共线生产，1分钟内实现车型快速切换。

（3）涂装车间——喷涂自动化率100%，高效的全自动化喷涂生产线。车身内外板喷涂100% 自动化：喷涂采用56台机器人，保证高品质生产作业的同时，全面削减高风险岗位。车底涂胶100% 自动化：基于3D 视觉定位系统和高精度定量输出系统，实现机器人车底涂胶，保证车身高密封性能的同时，最大程度减少员工的职业病隐患。

（4）树脂车间——行业顶尖注塑及涂装生产线，柔性化生产管理与生产流程优化，高效率、高品质大型树脂件生产线。新型电动伺服注塑机相比传统液压注塑成型机实现全自动生产，节拍提升超过20%，能耗降低高达60%。静电涂装机器人：与传统的涂装机器人相比，涂装效率提升超过65%，业内最高效环保树脂涂装线。（备注：目前涂装效率一般为60% 左右）

（5）总装车间——关键工序100% 自动化，应用AI 视觉判断技术。底盘模块装配及立体式底盘系统涉及生产范围有前悬总成前轮外倾调整、油箱合车、前端模块合车、底盘总成合车工位。通过集成式的伺服控制机构及X/Y/Z 方向可调整的高精度定位工装，可实现底盘模块柔性装配通过“一体式”滑撬装载总成零件进行无人干预的自动化合装，实现整体定位自动合车，可适用于不同平台的车型，实现柔性化生产。

采用3D 视觉引导技术和激光点云成像技术相结合，并应用“相机粗定位+ 激光精定位”方式，实现±0.25mm 的高精度定位；配合多机器人协同运动对汽车轮胎、前后风挡玻璃、前排座椅等的实现AI 判断智能装配。

3.2.2 信息数字化

（1）车间管理要素

冲压车间板料清洗机设备自主建模研发，对生产质量核心参数信息数字化，并建立模型对生产过程质量优化，实现清洁度达到100%。

焊装车间生产线无线射频识别系统（RFID）全覆盖，智能识别车型、配置，自动切换生产，并实现车辆信息的生产实时管理。通过ANDON 屏、移动终端等载体，实现生产、设备信息的实时准确显示，为生产管理决策提供支持。

涂装车间生产管理信息化跟踪：涂装生产全程实现自动订单排序，实时记录质量信息、车型信息等，100% 自动出入库信息管理。

总装车间采用设备联锁监控系统：通过RFID、PLC、摄像机和组态软件等设备，将现场输送线、拧紧设备、加注设备、涂胶设备联动，实现设备联锁、数据追溯、车辆跟踪、设备监控等功能，最终实现车间设备、品质的“止呼待”和信息化功能。整车加工参数实现数据追溯：通过RFID 自动识别并传递车身信息，和设备运行数据绑定并上传，实现数据精准化追溯；应用电子工艺指导系统，实现岗位员工与工艺、设备、生产、物流、质量的信息交互；消除“信息孤岛”，实现生产的电子化、无纸化与柔性化。