用好物联网 建虚拟工厂 看长安如何玩转智能化

2019年10月30日08:56  来源:重庆日报
 

  协调各环节 用好物联网 建虚拟工厂

  看长安工厂如何玩转智能化

十月二十四日,长安汽车两江基地乘用车工厂冲压车间,工人通过中控台监控封闭式高速智能冲压生产线。记者 张锦辉 摄

  核心提示

  不久前,长安汽车两江基地乘用车工厂摘得三块重量级“招牌”:重庆市智能工厂、重庆市数字化车间(节能与新能源汽车智能柔性焊接数字化车间)、重庆市数字化车间(汽车高速柔性冲压数字化车间)。

  作为国家智能制造试点示范企业之一,长安实施智能制造的策略和成效,可为众多制造企业提供一些参考和借鉴。

  “我们之前花了上千万元投资智能制造设备,本来希望能够帮企业提升效率、节约成本、增加利润,但生产线建好后,发现效果并不明显。”日前,在我市数十家企业代表参与的一次智能制造内部交流会上,一家企业负责人的这番话,引起了广泛讨论。

  重庆日报记者在与企业家交流过程中发现,目前在依托智能化实施制造业转型升级过程中,部分企业遭遇到不同程度的瓶颈或困惑,如自动化生产线产能不足、智能化预期不明确、前期准备与系统规划不扎实等。这些企业迫切需要寻求一些好的示范和指引。

  带着上述问题,10月24日,记者打探了长安汽车两江基地乘用车工厂。

  工厂各环节协调高效运转

  在该厂焊接车间,几百台机械臂正在不停舞动,焊花按照精确的节奏一朵接一朵地绽开,在自动机械构成的“丛林”间,偶尔能见到一两个头戴安全帽的工人身影。

  种种画面进入眼帘,让人感觉整座车间就像一个巨型机器人,各部位协调、高效地运转着。

  智能化、自动化因子,已经深深嵌入到该工厂各条生产线的诸多环节。在冲压车间,2条5序“多连杆机械压机+双臂横杆传输方式”的封闭式高速冲压生产线,正按照每分钟10-15冲次的节拍工作,这是行业内少有的一条智能冲压生产线,车间压机全部由国内自主研发、制造,换模时间仅需3分钟(普通生产线为20分钟)。

  焊接车间拥有机器人532台,自动化程度达92%,可实现在一条线上生产四款车型的柔性化生产。同时,车间拥有蓝光自动检测、激光在线检测等各种智能化检测手段,使得焊接精度控制在1毫米以内。

  此外,涂装车间拥有行业领先的全自动机器人喷涂线,并应用排风二次回收利用技术。总装车间实现了高自动化、高柔性化及深度的人机工程,自动涂胶和装配环节采用图像精准定位、自动装配,物料实现自动分拣和自动运输……

  “眼睛能够看到的这些设备、功能,只是智能化的一个方面。”长安汽车相关负责人表示,智能设备可以从供应商获取,但要真正将智能化落地,还需要实现先进设备之间的匹配,以及人、物流、管理模式与这些设备的匹配。

  物联网串起人和设备系统

  在长安智能工厂中,将人、系统、设备有机串联起来的,是一个强大的物联网体系。

  在该厂总装车间的轮胎安装环节,记者看到摄像机正对输送带的所有轮胎进行图像识别,汽车的主胎和备胎被自动区分开,输送往不同的工区。

  在主胎的安装工区,工人正在操作一台自动拧紧螺丝的设备,该设备有五个孔轴,可同时拧紧一个轮胎上的5颗螺丝。这台设备上有扭力传感装置,可以保证所有螺丝的扭力一致,如果出现扭力差异,生产线将立即报警,进行差错修正。这样生产出来的汽车,能保证轮胎螺栓连接安全可靠,不会出现松动。

  像这样的物联网节点,遍布整座智能工厂。长安汽车相关负责人说,企业需要考虑在每一个具体节点实现物联网的预期,比如确定了减少浪费、提升质量、避免差错,梳理整体的运营流程后,再决定让哪些设备和人、系统实现“彼此对话”。

  虚拟世界里也有个智能工厂

  要实现工厂各部分如同一个整体那样高效配合运转,意味着前期大量的磨合和巨大的调试成本,在这方面,长安是如何解决的?

  实际上,除了眼前看得见、摸得着的这座智能工厂,另一个长安智能工厂则在虚拟世界中运转,替长安去验证、探索各种智能化的规划和设想。

  这个虚拟智能工厂应用三维可视化技术,对工厂各生产线的工艺协同设计、流程、工艺与产品变更、资源等进行了虚拟仿真。

  在规划上,长安建立了标准工时、设备库、机器人库等一系列标准,在数字化工厂实施过程中,陆续开发了各种工具。

  在虚拟环境中,长安让生产线“跑”起来,通过虚拟调试结果,分析原有方案中存在的问题。

  虚拟智能工厂减少了实际生产执行环节的“试错”,从而有效降低成本、缩短工期、提高效率。

  以冲压生产线为例,通过生产线全过程设计仿真,长安解决了工艺方案设计、设备效能匹配问题,使得冲压设备效率提升了25%,生产线的实际调试时间缩短50%。

  数据驱动精益生产

  通过一系列智能化改造,目前,长安汽车的智能化程度到底处于什么水平?未来智能化路径又将走向何处?

  中国电子技术标准化研究院2016年曾发布《智能制造能力成熟度模型白皮书(1.0版)》,将智能制造能力分为5级(规划级、规范级、集成级、优化级、引领级)。长安汽车相关人士表示,目前长安汽车制造板块处于智能制造规范级水平(第2级),即核心业务重要环节实现了标准化和数字化,业务内部开始实现数字共享。

  目前,长安汽车智能工厂已在物联网基础上叠加了一套智能软件系统,实现以生产线后端需求拉动前端。

  在厂里的智能生产系统上,显示了各种即时生成的生产数据,生产线以此拉动自动排产、实时盘存,通过优化保持最低库存,形成了精益生产模式。以冲压车间为例,其实际库存量低至1.5天,优于合资车厂3.5天的水平,并使得冲压车间盈利能力提升大约32.9%,减低运营成本14.1%。

  未来,长安汽车的智能制造将以数据为驱动,在制造业务数字化、设备预测维护、设备故障可视化等方面发展,逐步实现生产系统的自主决策,形成满足用户个性化需求的“智造”模式,最终成为引领级的智能制造企业。

  记者手记》》

  智能化不是机械与信息的简单拼凑

  在传统制造企业的智能化改造进程中,仅靠“高大上”的设备,并不能解决所有问题。

  长安汽车实施智能制造的案例,或许能够在这方面提供一些启示:在通向智能化的道路上,工业化+信息化是必不可少的两条腿,不仅缺一不可,且得力量均衡。

  工业的信息化,体现在生产前端的采购、库存,中间的研发、制造到后端的销售、售后的整个流程。例如一个设备维修管理平台,不仅能够采集到维修人员工作数据,还包括维修费用数据、设备运行数据、零部件质量数据……这些信息将指导企业的设备和零部件采购。甚至工人在工位上的步数和运动轨迹信息,也可以成为生产线优化的依据。

  要形成这样的信息化能力,不仅要构建数字化的采集、归纳和处理体系,更需要管理人员具备生产全流程互联互通的信息统筹思维。

  当然,这不可能一蹴而就,更不可急功近利,把传统机械与信息平台的简单拼凑当作智能化。智能化需量力而行,最好是从比较成熟的自动化技术开始,从亟待升级改造的部位入手,再逐步完善企业的系统性智能改造。 本报记者 白麟 仇峥

(责编:陈易、张祎)