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推进“造车”数字化,政策带来新机遇

来源:荣格-《国际汽车设计及制造》 发布时间:2021-11-01 1118
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5G时代来临,以数字化转型应对时代变革已成为汽车行业的共识,但究竟什么是数字化?数字化能实现什么价值?汽车企业又该如何推动才能助益自身和行业发展?政府的扶持政策又该如何选择?……针对这些行业内外高度关注的热点问题,本刊为您做了梳理。

华晨宝马工厂的数字化策略


工业4.0、5G赋能、新基建、云端大数据、数字孪生、业务可视、智能制造、转型升级……当谈及关于新世代汽车生产制造的诸多热点话题时,这些宏大的词汇时常被作为“标准答案”给出,智能制造更是其中无法避开的焦点。但是,这些和闪现在电脑、手机屏幕上的一串串数字和影像有什么内在逻辑关系?繁复冗杂的数据是如何牵一发而动全身地影响着整个神经网络?一台由几万个零部件组装而成的汽车,如何快速生产出来并做到每一个环节都可追溯?在生产线边敲敲打打了一辈子的传统制造业工人,面对高自动化率浪潮来袭,如何继续创造价值?


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为了将这些信息碎片串联起来,我们深入老牌车企精心打造的数字化工厂——华晨宝马位于中国沈阳的铁西工厂寻找答案。


高度数字化的汽车工厂提供了一个底层解决方案,它包括设计、研发、生产、制造、服务等,每个环节上的每位参与者,都在预先规划好的底板上分别工作,最终形成一个零瑕疵的闭环。举例来说,一台由铁西工厂生产的华晨宝马3系轿车,从钢板进厂到发动机组装,从方向盘安装到物流板车驶出厂区,各环节会一刻不停生成大量数据,系统收集数据并自动进行处理和分析。与此同时,工作人员可以在自助数字化工具和数据平台上访问这些数据,并以此为基础制定决策。这意味着,数字化服务于人,让人能以事实为依据来做重大决策,让工作变得更加高效、灵活。


为进一步提升效率和质量,华晨宝马将数字化规划、数字化生产、数字化物流与数字化园区五大分域统一整合进工厂的神经中枢——数字化平台。简单来说,数字化规划就是利用三维建模、VR(虚拟现实技术)和虚拟调试等数字化工具,先在虚拟世界完成全过程的数字孪生,随后将模拟应用在现实中;数字化园区则是集成建筑设施管理、智能办公系统和能源管理等数字化体系创建一个更加节能环保、以人为本的绿色工厂。经数字化赋能后,工厂不再是重复枯燥的流水线集成体,科技也不再是冰冷的操作工具,整座工厂变成了神奇的“魔法城堡”,而穿梭其中的AGV(无人搬运车)便是其数字化映射。


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在铁西工厂,高度自动化的AGV将工作人员从简单重复工作中释放出来的同时,提高了分拣效率,保证了拣选准确率——目前20辆AGV每小时可完成超过300个拾取订单。更重要的是,动力总成工厂AGV的部署为华晨宝马在中国的两座工厂提供了一个极具普适性的物流适配方案。根据规划,大东工厂和铁西新工厂将于今明两年内,陆续完成“货到人”改造。


此外,厂区以及车间内随处可见的高清摄像头360度无死角对每个环节的操作以及每一个下线的零件“挑刺”。比如,视觉系统可对每一个车身进行缝隙数据分析和在线几何检测,通过质量数据的流通预测,随后调整生产过程中的质量问题。AI视觉系统的导入将工作人员因工作疲劳和心情波动所造成的无故偏差概率,降到了最低。


同时,华晨宝马作为全球首先实现工厂内5G全线覆盖的汽车制造商之一,借助5G技术的低延迟,高稳定性和高速信息传输赋能生产,提高效率,减少生产准备时间。比如,通过5G高速连接AR眼镜实现远程实时诊断和维护工作。而5G技术的应用将增强设备之间的连通,为实现无线连接的灵活生产提供可能。


AI视觉检测发动机缸盖瑕疵、AGV协助物流减少人工、5G技术应用于机器人、一线工作人员与IT技术紧密配合……这些看似表面关联松散的细枝末节,实则是拼凑出未来智能工厂完整图景的关键线索,而这些细节已经覆盖至总装车间、发动机机加工车间、物流运输、办公区等方方面面。作为宝马集团数字化转型的试验田,其高度互联的智能数据生态系统集成从设备、流程和技术手段收集的数据,并进行自动处理和分析,以实现从制造到物流全价值链的优化升级。而员工则将通过自助数字化工具和数据平台实现数据驱动型决策,享受更加安全健康的工作环境和更加智能灵活的工作方式。


除宝马集团外,奔驰、奥迪、一汽、东风、上汽、特斯拉、蔚来等国内外优秀整车企业,以及诸多零部件企业等都在将新一代信息技术贯穿到设计、工艺、生产、物流等诸多环节,数字化升级已经全方位铺开,精益求精的智能化平台将为产品提供更加严苛的品质保障和技术支撑,而持续不断的数字化升级将加速行业发展。

政策助力汽车“智能制造”


数字化工厂伴随数字仿真技术和虚拟现实技术等新一代信息技术的发展而来,是智能制造发展的重要实践模式,它通过对真实工业生产的虚拟规划、仿真优化,实现对工厂产品研发、制造生产和销售服务的优化和提升,是现代工业化与信息化融合的应用体现。


智能工厂的数字化升级间接带动了国内制造企业数字化转型,促进了国内的制造业产业升级。这背后是智能制造不断进化的支撑,但是在发动机、变速箱及其制造等关键核心技术方面仍存在不少短板。作为未来汽车产业的重要发展方向,数字化转型与智能制造密切相关,既离不开企业自身实力的提升,也离不开政府政策的大力支持。


“开展智能示范工厂建设,大力发展智能制造装备,加强关键核心技术攻关……”4月14日,工信部发布的《“十四五”智能制造发展规划》(征求意见稿)(以下简称《规划》)中,针对国内智能制造的现实痛点,提出了明确目标。《规划》将给汽车制造的数字化发展提供助力,也是汽车制造传统数字化改革转型的主要诉求。


“这是对我国制造业未来5年发展提出的全面规划。当前我国从新车产销全球第一的汽车大国到汽车强国还有一段距离,向智能制造转型的任务更是尤为迫切。”中南大学交通运输研究中心研究员时蔚然表示,汽车制造水平是一个国家制造业的重要标志。


中汽中心汽车试验研究所智能网联试验研究部部长秦孔建同样认为,数字化与智能化对于汽车产业来说是一个非常重要的机遇,是产业创新发展的原动力。


“《规划》从设计、材料、生产制造、装备、供应、管理、标准以及相关软件、硬件等方面,对包括汽车制造在内的产业链、供应链的智能化升级发展,提出了重点任务和明确的目标,对汽车制造业的智能化转型尤其具有针对性。”正如东方证券分析师覃筱鹏所言,《规划》的部署通过“六大行动”和“两大阶段目标”,清晰描绘出制造业发展的路径。其中,2025年转型的具体目标是,规模以上制造业企业智能制造能力成熟度达2级及以上的企业超过50%,重点行业、区域达3级及以上的企业分别超过20%和15%。制造业企业生产效率、产品良率、能源资源利用率等正在大幅提升。想要实现这些目标,离不开行业上下的全面改革与升级,而这与数字化转型息息相关。


“总体来看,这些任务和目标虽然要求较高,但通过努力都是可以实现的,其中有些工作是当前一些汽车制造企业正在做的,像打造智能车间、智能工厂、智慧供应链等。”华泰证券分析师彭松林谈到,智能制造并不是追求概念和形式,而是有实实在在的帮助。“十三五”的数据显示,通过智能制造试点示范项目,制造企业生产效率平均提高45%、产品研制周期平均缩短35%、产品不良品率平均降低35%。


以云数据运算中心为例,云数据库不仅将推进汽车制造的数字化发展,这种数字化运营的管理方式还可以推进设计验证的速度。例如,长安汽车与腾讯打造的长安混合云计算中心,可以进行系列云设计,不仅节省设计验证时间,还通过大数据成果的转换提升设计效率。在更多生产数字化管理方面和企业日常运营层面,借助云计算、数据库、AI智能等各种数字化功能,它还可以为车企的数字化发展带来更加智能化的服务,推动汽车制造向数字化智能化方向发展。更为关键的是,混合云项目建设还可在开放边界条件下,为更多的车企提供服务,从整体上提升汽车行业数字化、智能化的制造水平。


一个个不断探索的成功案例,为更大范围内的汽车生产数字化成果提供了宝贵经验。当工业互联网、5G、人工智能、大数据等新一代信息技术在更广泛的领域铺开,汽车企业的智能制造水平将会大幅提升,其成果也将突破个案例,惠及整个行业。


来源:荣格-《国际汽车设计及制造》


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