中國汽車行業(yè)標桿數(shù)字化車間-上汽大眾汽車有限公司安亭汽車三廠——油漆車間

Part.01

概述

上汽大眾120JPH油漆車間項目選址嘉定區(qū)安亭鎮(zhèn)上汽大眾基地，總投資18.6億元，規(guī)劃年產(chǎn)能60萬輛。于2018年10月土建動工，2019年6月設備進場安裝，2020年1月投料完成開始調(diào)試優(yōu)化，3月首臺調(diào)試車下線，4月首臺MEB純電動車下線，8月正式投產(chǎn)。是世界首創(chuàng)120JPH涂裝車間，用于替代原汽車三廠兩個油漆車間以及新建MEB工廠油漆車間，共包含：主車間、注蠟車間、總裝預裝車間及各單體之間的連廊，建筑面積總計144848平方米，是全球生產(chǎn)規(guī)模最大的單體汽車涂裝車間。新車間突破了業(yè)界涂裝車間常見的30JPH單線生產(chǎn)工藝布局模式，首次采用3*40JPH的柔性工藝布局。同標準化涂裝車間相比，投資降低15%，建筑面積降低12%，設備總量是標準化車間的2.5倍，工業(yè)機器人協(xié)作機器人數(shù)量共346臺，自動化率達到73%。生產(chǎn)三種平臺（MEB\MQB\MLB）的車型，同時供應兩個工廠，汽車三廠MQB、MLB兩種平臺7款車型（包括豪華品牌Audi），MEB工廠5款車型。

120JPH油漆車間集智能制造、節(jié)能環(huán)保為一體，大規(guī)模應用領先的制造技術(shù)，實現(xiàn)制造全過程的智能化和數(shù)字化。通過硅烷薄膜技術(shù)、SDM液體阻尼墊工藝、余熱回收技術(shù)、智能能源管理系統(tǒng)等節(jié)能環(huán)保措施，打造上汽大眾最具環(huán)境友好型涂裝車間，實現(xiàn)5項環(huán)保KPI相較于公司平均水平下降20%。

120JPH油漆車間在產(chǎn)品制造領域廣泛采用了最新的工業(yè)自動化技術(shù)，重點建設了三層網(wǎng)絡基礎設施，特別是率先實現(xiàn)工業(yè)無線WIFI通訊設施全覆蓋，為信息系統(tǒng)的開發(fā)、設備模式的更新奠定基礎。信息系統(tǒng)集成方面，信息系統(tǒng)的應用覆蓋到了加工全過程、產(chǎn)品物流、管理活動、質(zhì)量控制、成本控制等各個業(yè)務環(huán)節(jié)，形成了以智能生產(chǎn)管理、設備管理、質(zhì)量管理、項目管理和智能安保等為主題的信息系統(tǒng)平臺。

120JPH油漆車間是上汽大眾在工廠的數(shù)字化、網(wǎng)絡化及智能化方面的首次大規(guī)模實踐。

Part.02

總體架構(gòu)

上汽大眾120JPH油漆車間雖然是目前國內(nèi)最大建筑面積和產(chǎn)能的單體涂裝車間，但卻具備大眾集團乃至全球最好的生產(chǎn)效率和柔性生產(chǎn)能力。這得益于它在規(guī)劃就定位于“柔性和高效”的設計理念。

一、多平臺的柔性工藝生產(chǎn)布局

120JPH油漆車間可混合生產(chǎn)多達3種平臺（MEB\MQB\MLB）的車型，可覆蓋緊湊型、中性、大型的SUV和轎車尺寸。它突破了業(yè)界涂裝車間常見的30JPH單線生產(chǎn)工藝布局模式，首次采用3*40JPH的柔性工藝布局。

如下圖1在生產(chǎn)工藝上，120JPH油漆車間采用成熟穩(wěn)定的VW2010免中涂工藝，包含預處理、電泳、底部密封、細密封、色漆、清漆、注蠟等。在產(chǎn)線布局上，根據(jù)產(chǎn)品的平臺特點設計“平臺+混合”的布線方式。通常情況下，產(chǎn)品根據(jù)自己的平臺屬性（如MEB電動平臺、或MQB、MLB傳統(tǒng)平臺）進入各自專屬生產(chǎn)線進行最高效和最經(jīng)濟生產(chǎn)任務，同時也可以根據(jù)特殊情況（如產(chǎn)能平衡、流水線故障、自定義需求等）進行混線生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)抗風險能力。為此整個油漆車間配置多達300多個RFID和MOBY組成的自動識別節(jié)點以實現(xiàn)對產(chǎn)品的物流追蹤或者流向控制，同時配置了10個工藝分岔路的人工物流決策點進行批量干預。

特殊的工藝布局和RFID等技術(shù)廣泛使用使得多平臺柔性生產(chǎn)在120JPH車間成為可能，預計最近一年內(nèi)能混合生產(chǎn)多達11款車型。

圖 1 工藝布局

二、完善的信息化、數(shù)字化應用平臺

除了擁有行業(yè)同級最高數(shù)量的自動化生產(chǎn)設備以及先進制造技術(shù)，120JPH油漆車間在信息化、數(shù)字化的軟實力建設也具有顯著的成果，從而助力車間向智能制造轉(zhuǎn)型。

120JPH油漆的信息化數(shù)字化建設強調(diào)分層的管理模式，分別是設備層、網(wǎng)絡層、過程執(zhí)行、運營管理和應用交互層，見下圖2。

設備層：是直接面向產(chǎn)品的各類制造設備和工業(yè)控制系統(tǒng)，他們具有高度的自動化和向上的自主通訊能力，如各類機器人等。除此以外也包括各類感知元件，如設備狀態(tài)檢測傳感器，工藝參數(shù)傳感器以及各類計量表具等。在120JPH油漆車間中，多達數(shù)十萬的各類數(shù)據(jù)采集點實時抓取生產(chǎn)過程中各類運行數(shù)據(jù)，為上層的信息平臺建設奠定基礎。

網(wǎng)絡層：網(wǎng)絡設施建設是120JPH車間實現(xiàn)信息化的核心步驟。車間按不同應用場景建設了3種網(wǎng)絡設施，分別是車間級工業(yè)以太網(wǎng)以實現(xiàn)現(xiàn)場設備的通訊、監(jiān)控和控制等功能。無線WIFI網(wǎng)絡覆蓋車間3層幾乎所有人員作業(yè)和通道區(qū)域，配合各類信息平臺，以實現(xiàn)移動端作業(yè)和無紙化辦公的需求。

過程執(zhí)行層：集成了各類直接面向生產(chǎn)過程的三大信息管理平臺，按業(yè)務特點可以分為智能生產(chǎn)管理、設備管理、質(zhì)量管理等。三大管理系統(tǒng)把日常的生產(chǎn)活動進行信息化和流程化，也初步實現(xiàn)管理過程的透明化、可視化。

運營管理層：包含項目管理、能源管理和智能安保等間接管理場景，以提高車間人員、成本、合規(guī)等的績效表現(xiàn)。

應用交互層：通過手機、PAD等流行工具實現(xiàn)人員對信息管理平臺和生產(chǎn)過程的互聯(lián)互通。目前120JPH油漆車間可借助于BI等商業(yè)可視化等工具對車間整個運營過程種產(chǎn)生的6個數(shù)據(jù)進行關(guān)鍵運營指標的分析、展示和預測。

圖 2 120JPH油漆車間數(shù)字化系統(tǒng)架構(gòu)圖

Part.03

建設方案

根據(jù)系統(tǒng)圖2重點展開描述如下：

一、先進制造裝備情況

120JPH油漆車間以“高效+精益”的理念進行頂層設計，由國際知名供應商杜、ABB等公司進行承包建設，設備初期達到18億元人民幣。廣泛采用先進工業(yè)制造設備和工藝，按SAIC標準自動化率高達73%，其中西門子最新一代博圖控制器S1500共計144套，ABB工業(yè)和噴涂機器人346臺，DURR公司最新Rodip-M 360°翻轉(zhuǎn)輸送4套，17萬風量廢氣凈化設備6套，圖像識別定位系統(tǒng)15套，自動膜厚缺陷檢測3套等，共計單體設備8300多個

二、網(wǎng)絡基礎設施建設

除了生產(chǎn)現(xiàn)場廣泛采用Profinet等實時生產(chǎn)網(wǎng)絡外，120JPH油漆車間重點建設了三層車間或公司級工業(yè)以太網(wǎng)。其主要布局圖見下圖3：

圖 3 120JPH 車間級工業(yè)以太網(wǎng)架構(gòu)

圖 4 通訊服務器布局

工廠級網(wǎng)絡通過兩組機房連接到公司級辦公網(wǎng)內(nèi)，做到硬件上互聯(lián)互通，并配置了多種行業(yè)領先的功能服務器，實現(xiàn)不同的業(yè)務需求：

WEB Application 服務器：中控室界面的網(wǎng)頁發(fā)布服務器。

ITAC服務器：用于車輛和質(zhì)量信息收集轉(zhuǎn)發(fā)的后臺應用服務器。

PMON服務器：用于和FIS系統(tǒng)通信獲取車輛信息后臺應用服務器。

DB服務器：用于存儲所有生產(chǎn)信息相關(guān)的數(shù)據(jù)庫服務器。

DATA Acquisition服務器：用于對現(xiàn)場PLC數(shù)據(jù)收集。

BI服務器：用于制作Power BI數(shù)據(jù)報表的數(shù)據(jù)庫服務器。

Maintaince服務器：用于點巡檢保養(yǎng)任務網(wǎng)站發(fā)布和數(shù)據(jù)庫服務器。

質(zhì)量分析服務器：用于質(zhì)量分析的網(wǎng)站發(fā)布和數(shù)據(jù)庫服務器。

三、業(yè)務管理信息系統(tǒng)

在信息應用平臺層，120JPH油漆車間主要構(gòu)建了6大核心信息系統(tǒng)：包括智能生產(chǎn)管理、設備管理、質(zhì)量管理、項目管理、能源管理和智能安防系統(tǒng)等，共同組成了車間級MES系統(tǒng)。

3.1 智能生產(chǎn)管理

在智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)中核心的功能有：

CCR SCADA數(shù)據(jù)收集及監(jiān)控：120JPH油漆車間采用了Durr公司DXQ和ITAC的工廠解決方案，收集工廠層的千兆級別字節(jié)的傳感器數(shù)據(jù)，如溫度、壓力、故障點位等工藝設備數(shù)值。這些信息是提高設備開動率OEE的數(shù)據(jù)基礎。車間使用SCADA可視化界面來展示并且控制設備的狀態(tài)，車身的流向等,見圖5。

圖 5 物流SCADA

RFID物流控制及FIS系統(tǒng)：120JPH油漆車間的特殊性，需要向兩個工廠輸送不同類型的車身，制造過程需要使用到不同的工藝顏色，因此輸送有共通性和差異性。通過RFID標簽，MOBY物流來控制輸送，使產(chǎn)品可固定流向可高自由度的混線等形式向下一道工序流轉(zhuǎn)，也可為車間以及工廠的生產(chǎn)訂單流轉(zhuǎn)率提升提供重要的技術(shù)保障。

分布式呼叫ACC：基于車間使用的移動設備Android PAD，我們使用了一套APP用于故障的推送，Alarm Control Center（簡稱ACC）。該系統(tǒng)可以對故障進行分區(qū)管理，對應區(qū)域的停線性故障定向推送到該區(qū)域維修人員的PAD上，并響起特定的聲響以便提醒維修人員及時前往處理，提高故障處理效率見圖6。

圖 6 PAD端報警信息

3.2 設備運維管理

設備運維管理以車間設備資產(chǎn)基本信息為主線，集成設備設施的靜態(tài)信息，包括BOM設備層次結(jié)構(gòu)，狀態(tài)信息，備件BOM信息，電子檔案、故障維修履歷、保養(yǎng)維護履歷等。重點以預防性和預測性理念構(gòu)建了可動態(tài)調(diào)整的電子點檢流程、保養(yǎng)流程，并借助WIFI網(wǎng)絡和數(shù)百個移動端操作，實現(xiàn)無紙化、移動式作業(yè)及辦公。

電子巡檢：包括維修工和生產(chǎn)人員每日進行的日常點檢和專業(yè)點檢。電子巡檢系統(tǒng)也包含標準管理、點檢工單管理和可視化統(tǒng)計分析等功能。此外，操作工人通過掃描二維碼來獲得設備的相關(guān)技術(shù)說明和操作指導。

圖 7 移動端電子巡檢

電子保養(yǎng)：根據(jù)供應商的保養(yǎng)標準文件提供靜態(tài)日常保養(yǎng)計劃，也可以通過停產(chǎn)作息和設備故障情況提供動態(tài)保養(yǎng)計劃，產(chǎn)生的保養(yǎng)工單通過移動端進行維護，具備統(tǒng)計、報警、追溯等功能，確保設備日常保養(yǎng)任務有效落實。維修人員利用車間的生產(chǎn)網(wǎng)絡將故障記錄和保養(yǎng)發(fā)布到車間內(nèi)的服務器上，維修人員通過PAD連接生產(chǎn)無線網(wǎng)絡進行當周保養(yǎng)內(nèi)容的查看和記錄。

圖 8 移動端電子保養(yǎng)

3.3 質(zhì)量管理系統(tǒng)

EWPK缺陷錄入系統(tǒng)：實現(xiàn)車間人工工位的全覆蓋：從車身工藝到報交打磨，每一個崗位站點，由專業(yè)生產(chǎn)人員識別車身各類質(zhì)量缺陷并完成錄入，達到基礎數(shù)據(jù)的收集的目的，為之后的質(zhì)量預測大數(shù)據(jù)分析提供堅實的數(shù)據(jù)基礎。系統(tǒng)中可展示的報表、蝴蝶圖可以很形象地為技術(shù)人員展示目前產(chǎn)品的缺陷對比，高頻缺陷位置，輔助其對缺陷故障原因的判斷以及生產(chǎn)工藝的優(yōu)化見圖9和圖10。

圖 9 在線缺陷錄入

圖 10 缺陷統(tǒng)計

質(zhì)量預測系統(tǒng)：質(zhì)量預測系統(tǒng)基于大數(shù)據(jù)及深度學習等AI人工智能技術(shù)，EWPK專業(yè)生產(chǎn)人員錄入的質(zhì)量缺陷信息，結(jié)合車身訂單數(shù)據(jù)，以及與車身綁定的自動化系統(tǒng)中的一些傳感器的關(guān)鍵參數(shù)，比如氣溫、材料黏度、定量機流量、空氣壓力、流水線故障等等，識別其隱藏的相關(guān)性，提供給技術(shù)人員關(guān)于工藝、設備的改進建議以及決策參考，優(yōu)化生產(chǎn)，見圖11。

圖 11 質(zhì)量缺陷預測（在建）

3.4 運營及項目管理

TPM持續(xù)改善和項目管理是120JPH油漆車間日常業(yè)務活動。為滿足這個兩個特定需求，Agile-paint系統(tǒng)以“問題驅(qū)動、流程導向”的原則，使用云服務和工作流等技術(shù)搭建了全員協(xié)作平臺，見圖12。其中，項目管理模塊針對新設備技術(shù)改造場景。項目相關(guān)方可使用問題單功能，借助手機移動終端，實現(xiàn)質(zhì)量問題的高效流轉(zhuǎn)，提高設備改造質(zhì)量。其主要界面見下圖12。TPM模塊以“檢查和改善”的主要方法，把日常的各個TPM活動進一步信息化、流程化。

圖 12 Agile-paint管理系統(tǒng)功能

圖 13 問題管理系統(tǒng)界面

3.5 能源管理

智能能源管理系統(tǒng)通過SSIS數(shù)據(jù)同步工具將本地數(shù)據(jù)湖中的能耗數(shù)據(jù)寫入SQL SERVER 數(shù)據(jù)庫中存儲，通過Power BI Desktop工具將報表發(fā)布到云端Power BI Embed Service，見圖14和圖15。此外其功能還包括：1、能耗監(jiān)控：依靠現(xiàn)場的600多只智能表具，本系統(tǒng)實時統(tǒng)計車間的每日能源消耗量，自動生成能源消耗的每日報表和月度報表。2、能源報警：系統(tǒng)對車間基礎耗能和重點用能設備耗能進行實時監(jiān)控，對用能量超過目標值的，自動發(fā)出報警。3、能源預測：系統(tǒng)后期還將根據(jù)歷史用量、排產(chǎn)計劃、外界氣溫等因素，自動學習預測下階段的用能數(shù)據(jù)，為車間更加合理的組織排產(chǎn)提供參考。

圖 14 能源數(shù)據(jù)采集與處理

圖 15 能源管理平臺展示

3.6 智能安防

120JPH油漆車間智能安全管理系統(tǒng)由安全管理系統(tǒng)web端、預約管理小程序以及應用APP端組成。系統(tǒng)小程序用于來訪人員進入車間預約管理，外來人員也即訪客在預約小程序中完成預約后，在門崗處領卡并綁定卡片。通過系統(tǒng)APP，用戶或管理者可以實時查看車間現(xiàn)場的安全作業(yè)信息及報警信息，同時對巡更情況進行管理；管理人員還可以在位置功能中查看地圖上查看對象的位置分布以及歷史軌跡，巡更人員可以通過APP對現(xiàn)場安全設備進行巡更作業(yè)，功能見圖16和圖17。

圖 16 智能安防系統(tǒng)功能

圖 17 智能安防界面

Part.04

技術(shù)難點與創(chuàng)新點

根據(jù)公司戰(zhàn)略，120JPH油漆車間在規(guī)劃之初定位于大體量和多產(chǎn)品共線生產(chǎn)的制造車間，同時面對行業(yè)降本增效的發(fā)展趨勢，如何實現(xiàn)柔性生產(chǎn)和精益生產(chǎn)是120JPH車間在規(guī)劃和運營過程中面臨最大挑戰(zhàn)。

為實現(xiàn)3種平臺11款車型30種顏色的共線生產(chǎn)，項目團隊拋棄德國標準化工廠模板，設計全新3*40JPH新流水線布局。首次使用Plant simulation和3Dstudio等仿真軟件進行工廠級的物流和產(chǎn)量模擬和優(yōu)化，初步積累的大型車間數(shù)字化、模型化規(guī)劃能力。

120JPH設備數(shù)量和自動化程度突破了大眾以往車間的水平，也對車間的運維管理和質(zhì)量管理提出大的挑戰(zhàn)。為此車間在設計時重點關(guān)注信息化和數(shù)字化建設、積極探索智能化技術(shù)的落地和使用。如車間在3層工業(yè)以太網(wǎng)基礎設施的建設基礎上，構(gòu)建了圍繞設備管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)控制等模塊的車間級MES信息系統(tǒng)。MES系統(tǒng)的應用也進一步提升了車間無紙化管理的進程，并在BI技術(shù)的應用下信息系統(tǒng)的運營數(shù)據(jù)成了業(yè)務效率分析、創(chuàng)新的新的突破口，進一步提高技術(shù)人員和領導層管理效率。車間也提前部署了數(shù)十萬個傳感設備，其中能源計量類傳感元件600多個，為后續(xù)進一步開展設備預測性維護、大數(shù)據(jù)分析和創(chuàng)新奠定硬件基礎。

油漆車間向來是能耗大戶，為了從基因上控制車間的運營成本，120JPH油漆車間廣泛使用最新的節(jié)能技術(shù)：如智能照明系統(tǒng)、空調(diào)余熱回收、智能烘房等，配合能源管理系統(tǒng)使得車間的能源費用更加高效。

Part.05

解決的重大問題

120JPH油漆車間是一個多車型多平臺的高產(chǎn)能和數(shù)字化的電動車和傳統(tǒng)動力車涂裝車間，整個車間有MEB/MQB/MLB三種車型平臺，多達11種車型，每小時生產(chǎn)120臺車身，車間產(chǎn)能是標準涂裝車間的兩倍。如何通過有效的設備運維、過程質(zhì)量控制和生產(chǎn)管理組織以達到精益生產(chǎn)、低能耗管理、低成本管理是車間管理者和員工面臨的難題。

在車間工業(yè)網(wǎng)絡和WIFI網(wǎng)絡架構(gòu)的支持下，在CCR SCADA系統(tǒng)中，維修人員可通過PAD實時獲取現(xiàn)場設備的故障信息和設備狀態(tài)，及時對現(xiàn)場故障做出響應，突發(fā)故障通過ACC系統(tǒng)準確推送，做到故障響應0延時；同時維修人員利用PAD進行現(xiàn)場設備巡檢和問題記錄，相應的巡檢結(jié)果精準推送到執(zhí)行人員；維護保養(yǎng)通過EPMS系統(tǒng)對保養(yǎng)計劃和保養(yǎng)內(nèi)容智能優(yōu)化，確保保養(yǎng)內(nèi)容無遺漏，完全做到了現(xiàn)場與管理的無縫連接，設備運行的OEE可以達到95%以上。共給能源管理系統(tǒng)的運用，從季節(jié)變化到每班生產(chǎn)，做到了柔性開機，從水、電、壓縮空氣等重點能耗方面精準控制，降低能耗費用10%。

120JPH油漆車間生產(chǎn)過程中，員工通過質(zhì)量管理系統(tǒng)EWPK，利用現(xiàn)場PAD對過程質(zhì)量數(shù)據(jù)進行錄入，經(jīng)過服務器的大數(shù)據(jù)收集與智能AI運算，將記錄的質(zhì)量結(jié)果與產(chǎn)品數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù)綁定，以識別其隱藏的相關(guān)性，提供工藝改進方向及決策參考，同時將過程質(zhì)量進行實時反饋給前后到工序，做到過程質(zhì)量的實時性和追溯性，最終優(yōu)化生產(chǎn)過程，使過程質(zhì)量問題快速解決和改進更加有效，提升一次報交合格率15%，同時通過過程質(zhì)量數(shù)據(jù)的積累，為后期質(zhì)量預測奠定了基礎。

120JPH油漆車間利用數(shù)字化網(wǎng)絡平臺，將工藝技術(shù)文檔、維護保養(yǎng)手冊、各類點巡檢文檔、生產(chǎn)交接班信息、生產(chǎn)計劃與排產(chǎn)信息等整合到管理軟件中，實現(xiàn)了過程與管理的無紙化，每年可減少打印紙張20萬張，實現(xiàn)了生產(chǎn)、設備、工藝、運營、成本的在線管理，為生產(chǎn)制造活動提供及時的指導、響應及報告，使對變化的情況能夠立即快速反應，從而使生產(chǎn)作業(yè)及流程更加高效。

Part.06

國內(nèi)外同行業(yè)對比

目前120JPH油漆車間在先進制造技術(shù)和信息化集成和應用程度方面處于行業(yè)領先地位。

一、高自動化率和柔性生產(chǎn)能力行業(yè)領先

據(jù)統(tǒng)計120JPH油漆車間設備單體達8300多個，按SAIC標準計算自動化率達73%，遠高于大眾集團的自動化程度；設備綜合開動率96%~99%也高于大多數(shù)整車廠。在關(guān)鍵制造工藝段，車間廣泛使用高精度高穩(wěn)定性的領先自動化解決方案，如在噴涂和PVC工藝段使用多達318臺ABB最近一代的機器人和噴涂設備，實現(xiàn)生產(chǎn)、檢查、分析的全過程自動化制造，在保證產(chǎn)品品質(zhì)同時，整個生產(chǎn)節(jié)拍只需57秒。

除了高密度的自動化設備群，120JPH油漆車間也在行業(yè)內(nèi)引入數(shù)個行業(yè)內(nèi)最新技術(shù)和工藝解決方案。如即將上線的面漆缺陷檢測系統(tǒng)，通過最新的圖像識別技術(shù)可實現(xiàn)秒級的車身缺陷的識別和定位。最新一代的小顏色換色系統(tǒng)的首次應用大大豐富了公司產(chǎn)品的顏色庫，在進一步滿足客戶顏色定制的同時，也最大程度降低制造費用。在工藝方面，在中國大眾使用首次使用SDM水性阻尼墊工藝，進一步提高產(chǎn)品的防震和隔音效果等。

在大規(guī)模自動化設備群和基于RFID技術(shù)物流布局助力下，車間可同時生產(chǎn)大眾集團3種平臺3個品牌的產(chǎn)品，未來一年內(nèi)投產(chǎn)11款全新車型，同時可以定制噴涂多達30種顏色，向柔性化生產(chǎn)邁出一大步。

二、生產(chǎn)和管理全業(yè)務的信息平臺滲透和集成

120JPH油漆車間在產(chǎn)品制造領域廣泛采用了最新的工業(yè)自動化技術(shù)，在此基礎上重點建設了三層網(wǎng)絡基礎設施，特別是率先在業(yè)內(nèi)工業(yè)無線WIFI通訊設施的全覆蓋為后續(xù)信息系統(tǒng)的開發(fā)、設備模式的更新奠定基礎。在信息系統(tǒng)集成方面，信息系統(tǒng)的應用覆蓋到了加工過程、產(chǎn)品物流、管理活動、質(zhì)量控制、成本控制等各個業(yè)務環(huán)節(jié)，形成了以智能生產(chǎn)管理、設備管理、質(zhì)量管理、項目管理和智能安保等為主題的信息系統(tǒng)平臺。其中以質(zhì)量預測為核心的質(zhì)量管理系統(tǒng)運用了大數(shù)據(jù)和深度學習等人工智能技術(shù)，將訂單數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù)綁定，以識別器隱藏的相關(guān)性，提供工藝改進方向及決策參考，這是涂裝行業(yè)首次使用人工智能落地使用的項目。

在無紙化辦公方面，在業(yè)務數(shù)字化的推進下120JPH取消了90%傳統(tǒng)的紙質(zhì)信息和匯報，廣泛使用PowerBI等業(yè)務數(shù)據(jù)分析工具進一步提高信息處理速度，數(shù)據(jù)分析廣泛運用到降本、改善等管理活動中，首次實現(xiàn)數(shù)據(jù)化辦公。

Part.07

實施效果及效益分析

人員優(yōu)化：項目的實施不但帶來直接人員的優(yōu)化，更優(yōu)化了后方間接崗位。在直接人員方面，項目實施前，60JPH產(chǎn)能對應的單班崗位為252人，且包含了中涂工藝。項目實施后，同步為CPA3和MEB工廠進行120JPH輸出，折算下60JPH的單班崗位僅為178人，且取消了中涂工藝，單臺消耗工時降低1.23h。在間接人員方面，由于采用智能化控制系統(tǒng)，優(yōu)化了傳統(tǒng)的4名中控室人員，且信息的溝通和傳遞更加準確、即時和高效。

柔性生產(chǎn)能力：PFA3P油漆車間采用的3條各40JPH的流水線設計，可根據(jù)CPA3（滿產(chǎn)60JPH）和MEB工廠（滿產(chǎn)60JPH）的不同產(chǎn)能需求和作息做到柔性化生產(chǎn)，可臨時關(guān)閉或開啟不同的生產(chǎn)線，最大程度的節(jié)約能源和提高效率。

精益節(jié)能：本車間設備體量相當于60JPH標準化工廠的兩倍，但由于采用了大量節(jié)能技術(shù)，如智慧烘房、智能照明系統(tǒng)、余熱回收、變頻技術(shù)、獨立生產(chǎn)線、液體表調(diào)、薄膜工藝等，使得本車間的實際能源消耗量比目標值下降10%。例如：智慧烘房技術(shù)的應用，使得車間的燃料消耗量下降20%；采用KPR和空調(diào)余熱回收，每年為車間節(jié)省20%的熱能費用；智能照明系統(tǒng)的使用，使得車間照明用電量下降1/3。

Part.08

下一步進行智能化改造提升的計劃和思路

根據(jù)目前公司發(fā)展戰(zhàn)略和市場形勢，120JPH油漆車間的未來幾年的智能化化改造方法圍繞“高效和綠色”主題進行。在這個主題中，油漆車間將進一步通過技術(shù)手段提高設備的自動化、制造水平、智能化水平，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量品質(zhì)，以減低運營成本。主要手段有：

一、進一步引入先進制造技術(shù)，提升自動化效率

目前120JPH油漆車間在成熟工藝中已廣泛采用傳統(tǒng)工業(yè)機械手等進行大批量生產(chǎn)，自動化率已經(jīng)達到73%。但在部分崗位仍需要人工進行操作，特別質(zhì)量檢查、非標準操作等需要較多依賴工人學習經(jīng)驗等工位。隨著協(xié)作機器人、工業(yè)視覺技術(shù)等的逐漸成熟，使用這些技術(shù)集成的解決方案具有越來越明顯的經(jīng)濟性和替代性。據(jù)測算，在一些簡易人工檢查操作工位，使用協(xié)作機器人的技術(shù)方案在3年內(nèi)收回成本，因此使用協(xié)作機器人加工人混合作業(yè)的方式是通往未來智能化車間道路上更具現(xiàn)實意義的解決方案。目前車間擬定的未來三年使用協(xié)作機器人替代或部分替代人工的項目有：車身底部自動擦蠟、PVC底部塑件拆裝、車身工裝檢查等。同時在提升產(chǎn)品質(zhì)量方面，將大幅開發(fā)并導入AI和視覺技術(shù)結(jié)合的應用，以取代人工或穩(wěn)定機器人生產(chǎn)質(zhì)量。目前正在測試或計劃投入的項目有：車身面漆缺陷自動檢測、PVC涂膠質(zhì)量在線檢測、總裝塑件檢測等。

二、進一步集成和整合業(yè)務管理信息系統(tǒng)

目前120JPH油漆車間已開發(fā)并使用了數(shù)個信息系統(tǒng)大幅提高了運營效率，但這些系統(tǒng)以解決特定業(yè)務為出發(fā)點，所使用的架構(gòu)和開發(fā)方式并不統(tǒng)一，相互數(shù)據(jù)沒有真正達到互聯(lián)互通，存在信息孤島。因此有必要對各自系統(tǒng)開發(fā)相應的數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，并進一步開發(fā)車間數(shù)據(jù)湖，為后續(xù)使用大數(shù)據(jù)分析輔助運營決策奠定基礎。

三、導入前瞻性技術(shù)，探索智能化轉(zhuǎn)型

目前車間各類生產(chǎn)設備裝備了數(shù)十萬個各類傳感器，主要接入底層工業(yè)實時Profinet總線網(wǎng)絡，用于生產(chǎn)過程控制。為進一步采集數(shù)據(jù)實現(xiàn)更高層級的智能分析和決策，必須構(gòu)建以5G通訊、邊緣計算為代表的通訊網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)處理方式，以滿足海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)。目前試點這類項目有:大功率風機運行狀態(tài)分析和預測、機器人狀態(tài)分析和預測、能源預測等。

四、推廣節(jié)能技術(shù)，提高綠色涂裝運營能力

涂裝車間向來是耗能大戶，在未來幾年進一步升級改造設備的能源利用效率，推廣高效的余熱回收技術(shù)的使用。并結(jié)合產(chǎn)量、作息、設備狀態(tài)等大數(shù)據(jù)分析技術(shù)輔助決策設備開關(guān)機最優(yōu)方案，評估設備使用效率。同樣信息平臺互聯(lián)互通的基礎上，使用深度學習技術(shù)預測烘房、噴房等重點環(huán)保設備排放各項指標，提高車間治理能力。

（稿件、圖片均由上汽大眾汽車有限公司安亭汽車三廠油漆車間提供，僅供汽車行業(yè)交流學習使用，）