企業(yè)推進智能制造要從頂層設(shè)計開始

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

　　“從頂層設(shè)計開始，到底層實施為止。智能制造既要有頂層設(shè)計，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，才能保證未來不會走偏，也才能真正落地?！崩罘钪檎f。

　　比如汽車發(fā)動機的智能制造，必須在頂層設(shè)計的基礎(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)動機廠在智能制造方面取得的成績，它是以智能制造戰(zhàn)略為指導(dǎo)，按照德國 “工業(yè)4.0”標準打造的智能化工廠。曾獲得北京市經(jīng)信委 《智能制造標桿企業(yè)》榮譽及智造100項目試點示范，并獲得2018年中國10大智能制造科技進展。

　　寶沃發(fā)動機廠的頂層設(shè)計

　　當前，汽車制造業(yè)面臨著產(chǎn)品型號種類繁多，生產(chǎn)線柔性和自動化融合困難;數(shù)據(jù)量大、難以獲取及實時處理，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)動機制造系統(tǒng)是汽車制造過程的重要環(huán)節(jié)，北京寶沃發(fā)動機廠通過智能制造的技術(shù)手段，重點關(guān)注和解決高質(zhì)量、高效率、高柔性、數(shù)字化、多機型發(fā)動機混線生產(chǎn)的難題。據(jù)介紹，寶沃首先運用智能制造理念進行工廠頂層設(shè)計，涵蓋智能生產(chǎn)、智能質(zhì)量、智能物流、智能維護、智能服務(wù)五個方面。

　　其中，智能生產(chǎn)通過智能制造數(shù)據(jù)管理平臺、ERP、MES等系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)計劃的智能執(zhí)行。智能質(zhì)量通過對過程質(zhì)量數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控，生產(chǎn)產(chǎn)品檔案，用以質(zhì)量信息追溯、工藝改進。智能物流實現(xiàn)了智能管理供應(yīng)商采購、倉儲、車間物流、在線投送物料。智能維護運用互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理平臺 (PM)，實現(xiàn)即時維護向預(yù)測性維護的蛻變。智能服務(wù)方面，整車搭載B-Link車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實時數(shù)據(jù)遠程采集和處理。

　　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模型對廠房建設(shè)施工進行指導(dǎo)，跟蹤建設(shè)進度，過程干涉模擬及預(yù)算管理等，提高了建設(shè)效率及準確性。

　　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)字化多機型發(fā)動機混線生產(chǎn)模式，實現(xiàn)了2個平臺、4種排量、8個機型、超過30個品種的共線生產(chǎn)，累計產(chǎn)出并投放市場發(fā)動機接近20萬臺。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，實現(xiàn)全流程的泛在感知和數(shù)據(jù)采集。為每臺發(fā)動機建立產(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。對于采集的數(shù)據(jù)進行處理分析，形成生產(chǎn)運營決策平臺，支撐實時決策。

　　實現(xiàn)柔性化和自動化的統(tǒng)一。產(chǎn)品開發(fā)和制造系統(tǒng)開發(fā)同步進行，在產(chǎn)品設(shè)計階段，統(tǒng)一多平臺的定位基準，針對關(guān)鍵工藝制造過程自動化的實現(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，使不同型號的產(chǎn)品在同一條生產(chǎn)線上快速被識別，同時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)備實現(xiàn)程序的快速調(diào)用和即時通信，確保高度柔性。由于全過程質(zhì)量信息的實時采集和監(jiān)控，也確保生產(chǎn)過程的質(zhì)量一致性。

　　實現(xiàn)IT和OT的融合，確保工廠的高效運營?；谥悄苤圃鞌?shù)字化裝備、傳感器、RFID的應(yīng)用，實時采集大量信息，這些信息通過工廠OT層核心——MES系統(tǒng)進行存儲和分析。建立運營決策管理平臺，打通ERP、MES、LES、PLM等系統(tǒng)障礙，實現(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)，對能源進行精益化管理。“很多人講智能制造就是自動化和信息化，但其實少了一塊，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?。

　　頂層設(shè)計要短期與長期經(jīng)濟性相結(jié)合

　　既然要從頂層設(shè)計開始，就必然涉及到近期性和長期性，這就是智能制造的經(jīng)濟性問題，對于企業(yè)非?，F(xiàn)實。企業(yè)是算短期的經(jīng)濟性，還是5年或10年后的?頂層設(shè)計要考慮清楚。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)濟性會好一點，但長期來看，經(jīng)濟性并不會好。因為沒有數(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，這就是長期經(jīng)濟性不夠。

　　寶沃發(fā)動機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，就已經(jīng)關(guān)注到這個方向，所以花了很大的精力進行頂層設(shè)計。當然，對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，而是底層改善，但依然需要以頂層設(shè)計作指導(dǎo)，只有這樣，才能達到局部最優(yōu)。

　　如果企業(yè)高層沒有充分的認知，智能制造很難持續(xù)，因為企業(yè)要講利潤，講投入產(chǎn)出比?！霸谶@個問題上只講情懷是不夠的，必須考慮近期經(jīng)濟性及長遠經(jīng)濟性?！崩罘钪檎f。

　　此外，多年的智能制造研發(fā)及落地經(jīng)驗，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，體會到培養(yǎng)智能制造人才的重要性。他認為“目前智能制造在人才方面極其缺乏?！?

　　在他看來，智能制造沒有長期的積累是很難理解的，因為要懂自動化，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)。智能只是一個手段、一個方法，提升的是制造的質(zhì)量，成本、交期、綠色、人機工程等方面。但很多時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)。

　　對于當前蓬勃發(fā)展的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，李博士認為 “是智能制造的一項使能技術(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、物的互聯(lián)，都是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一部分?！?