汽車制造數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展趨勢(shì)分析及展望
汽車行業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級(jí)的大趨勢(shì)
汽車制造在加速向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)趨勢(shì),主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1.新能源汽車快速發(fā)展的促進(jìn)
新能源汽車發(fā)展近幾年突飛猛進(jìn),市場(chǎng)滲透率越來(lái)越高,預(yù)計(jì)到2025年與傳統(tǒng)燃油車占比持平,到2027年達(dá)到65%(見圖1)。
新能源汽車的快速發(fā)展促進(jìn)了新工廠建設(shè)和老工廠的技術(shù)改造,而新的數(shù)字化、智能化技術(shù)在改造和新的生產(chǎn)線上得到了落地實(shí)踐,不僅使新能源汽車生產(chǎn)線的技術(shù)水平躍上了新的臺(tái)階,而且也帶動(dòng)傳統(tǒng)能源汽車生產(chǎn)線在加快數(shù)智化轉(zhuǎn)型,以便贏取更大的市場(chǎng)占有率。
2.產(chǎn)品開發(fā)加快向數(shù)智化轉(zhuǎn)型
為滿足市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng),新車型的產(chǎn)品開發(fā)周期不斷壓縮,由以前的36個(gè)月縮短到24個(gè)月,有的公司甚至只需要18個(gè)月就可推出一款新的車型,這些都要求采用新的數(shù)智化技術(shù)才能達(dá)成。比如下列數(shù)智化技術(shù)就得到了廣泛應(yīng)用:3D設(shè)計(jì)環(huán)境、虛擬驗(yàn)證體系、仿真分析、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)庫(kù)建設(shè)、數(shù)字化樣車評(píng)審、虛擬裝車驗(yàn)證、數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用、生產(chǎn)線虛擬調(diào)試及虛擬培訓(xùn)等。
3.制造技術(shù)向數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級(jí)
數(shù)智化改變了汽車生產(chǎn)管理、過程管理、質(zhì)量控制、制造執(zhí)行和物流管理的方式。新的技術(shù)提升了效率,穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。
采用的數(shù)智化技術(shù)包含但不限于以下方面:整車跟蹤定位系統(tǒng)、滿足訂單式生產(chǎn)的制造執(zhí)行系統(tǒng)、滿足訂單式生產(chǎn)方式的高級(jí)排程系統(tǒng)、在線檢測(cè)智能化、過程監(jiān)控自動(dòng)化、智能化防錯(cuò)、工藝監(jiān)控透明化、大數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)、自動(dòng)化智能工作站、能源管控系統(tǒng)及設(shè)備管控系統(tǒng)等。新能源汽車動(dòng)力電池合裝(見圖2)就采用了數(shù)智化技術(shù)。
4.質(zhì)量管理向數(shù)智化轉(zhuǎn)型
質(zhì)量管理數(shù)智化技術(shù)的一個(gè)最重要的功能就是能提供穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的愿景。通過建立AVI整車跟蹤定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線車型智能識(shí)別及防錯(cuò)、在線實(shí)時(shí)監(jiān)控、工藝參數(shù)精確控制、質(zhì)量狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)及大數(shù)據(jù)分析與預(yù)警等,提升了汽車零部件和整車的質(zhì)量水平及穩(wěn)定性。
主要的數(shù)智化技術(shù)有:數(shù)字化全面質(zhì)量管理平臺(tái)、一車一檔(數(shù)字化質(zhì)量檔案)、數(shù)字化質(zhì)量門監(jiān)控、質(zhì)量數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)及分析、過程質(zhì)量監(jiān)控管理、質(zhì)檢知識(shí)庫(kù)、缺陷定義標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化間隙面差檢測(cè)系統(tǒng)、工藝參數(shù)數(shù)智化監(jiān)控管理、視覺識(shí)別缺陷及3D測(cè)量與統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)等。
5.物流管理向數(shù)智化轉(zhuǎn)型
汽車生產(chǎn)過程物流量巨大,特別是新建的工廠往往都超過了60JPH(件/小時(shí)),有的公司一個(gè)基地的產(chǎn)能就達(dá)到了200JPH,需要生產(chǎn)多款車型,其零件物流、整車物流將會(huì)呈幾何倍數(shù)上升。因此物流管理出現(xiàn)了許多數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級(jí)技術(shù),如:智能化立體庫(kù)、智能配送系統(tǒng)、智能存儲(chǔ)管理、智能化物流防錯(cuò)系統(tǒng)、智能化排序管理、轉(zhuǎn)運(yùn)自動(dòng)化及智能調(diào)度系統(tǒng)等。
6.銷售服務(wù)向數(shù)智化轉(zhuǎn)型
汽車合資公司引入的4S店壟斷式銷售模式,在電動(dòng)汽車公司和新勢(shì)力造車公司的沖擊下,已經(jīng)不能適應(yīng)幾乎人人擁有智能手機(jī)的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代銷售格局。新的數(shù)字化終端銷售模式應(yīng)運(yùn)而生,引領(lǐng)汽車銷售服務(wù)走向了一個(gè)全新的數(shù)字化時(shí)代。
數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級(jí)的重點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)踐案例
近年來(lái)汽車智能制造數(shù)智化轉(zhuǎn)型取得成功的案例很多,且各有各的特色,下面介紹幾個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)踐案例,可以對(duì)標(biāo)思考,借鑒學(xué)習(xí)。
1.特斯拉上海超級(jí)工廠:通過數(shù)智化手段實(shí)現(xiàn)成本控制和快速交付
2.東風(fēng)日產(chǎn)云峰工廠:數(shù)智化技術(shù)縮短新車型開發(fā)周期
1.建立了具備工程仿真、工藝仿真和工藝設(shè)計(jì)能力的數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)平臺(tái),覆蓋全部工藝業(yè)務(wù)流程,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)頁(yè)版標(biāo)書編制與管理,并與IOT(物聯(lián)網(wǎng))、DM(數(shù)字化制造)等周邊系統(tǒng)集成的數(shù)字化解決方案相聯(lián)。從三維工廠設(shè)計(jì)、工廠仿真到工藝規(guī)劃、工藝仿真及專用工裝設(shè)計(jì)等一系列應(yīng)用,并與生產(chǎn)、庫(kù)存、物流等七個(gè)子系統(tǒng)互聯(lián)集成,為新車型的導(dǎo)入奠定數(shù)字化設(shè)計(jì)及驗(yàn)證的基礎(chǔ),投產(chǎn)半年就已快速導(dǎo)入了三款車型生產(chǎn)。
整個(gè)工廠采用了大量機(jī)器人等智能化設(shè)備,工藝數(shù)據(jù)采集率85%,焊裝自動(dòng)化率達(dá)到90%。
3.比亞迪西安三線:通過數(shù)智化實(shí)現(xiàn)成本控制、質(zhì)量管理和快速交付
通過數(shù)字化的訂單及生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng),白車身庫(kù)、彩色車身庫(kù)和中間零件庫(kù)等物流系統(tǒng)滿足生產(chǎn)計(jì)劃的超柔性生產(chǎn),整車庫(kù)按最多存放三天的產(chǎn)量設(shè)計(jì)。
同時(shí),建設(shè)了數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)平臺(tái)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)平臺(tái)互聯(lián)互通,開展同步設(shè)計(jì)及驗(yàn)證。
4.紅旗繁榮工廠:通過數(shù)智化技術(shù)提升產(chǎn)品質(zhì)量、建立國(guó)產(chǎn)高端車形象的產(chǎn)品核心競(jìng)爭(zhēng)力
現(xiàn)代化的標(biāo)桿工廠 全自動(dòng)化焊裝車間有628臺(tái)機(jī)器人,焊接/涂膠自動(dòng)化率100%,總裝自動(dòng)化率30%,實(shí)現(xiàn)了“能自動(dòng)化的項(xiàng)目都自動(dòng)化”的理念。能實(shí)現(xiàn)多品種并行生產(chǎn),采用“三明治”重構(gòu)工裝技術(shù)、雙飛翼式全自動(dòng)天車換模技術(shù)等實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn),其多色彩開發(fā)和噴涂技術(shù)實(shí)現(xiàn)涂料利用率接近100%。
智能化的新型工廠 采用信息化系統(tǒng)、智能裝備和大數(shù)據(jù)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)新型智能制造模式,開發(fā)了智能化生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)、智能化質(zhì)量管理系統(tǒng)、沖壓自適應(yīng)配方技術(shù)、設(shè)備智能運(yùn)維系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)云化數(shù)據(jù)中臺(tái),建立了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析模型及導(dǎo)航式自動(dòng)評(píng)審模型等。
綠色現(xiàn)代化的未來(lái)工廠 強(qiáng)化了綠色工藝、環(huán)保材料和清潔能源的應(yīng)用,采用熱能回收、光伏發(fā)電及PVC免烤工藝等節(jié)省能源。
5.廣汽埃安:通過數(shù)智化手段提升產(chǎn)品個(gè)性化定制及快速?zèng)Q策能力
6.重汽集團(tuán):通過數(shù)智化手段提升集團(tuán)產(chǎn)品滿足市場(chǎng)個(gè)性化需求能力
1.構(gòu)建了汽車制造執(zhí)行系統(tǒng)平臺(tái),由運(yùn)維管理、生產(chǎn)管理、物資管理、質(zhì)量管理、BOM(Bill of Materia)管理、整車管理、總成管理(車身、車架)、決策支持、供應(yīng)商管理(即商務(wù)平臺(tái))、采購(gòu)管理、財(cái)務(wù)管理、智能協(xié)同及移動(dòng)管理等十三個(gè)模塊組成。
2.構(gòu)建以整車設(shè)計(jì)BOM、工藝BOM、制造BOM和裝配BOM為核心的整車BOM管理平臺(tái)。通過BOM的分段管理,實(shí)現(xiàn)工藝對(duì)生產(chǎn)、物流、財(cái)務(wù)等業(yè)務(wù)的全生命周期支持。
2023年數(shù)智化轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)方向展望
汽車智能制造技術(shù)在快速發(fā)展,企業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級(jí)的步伐和決心也在加大,展望2023年,汽車制造數(shù)智化轉(zhuǎn)型聚焦的重點(diǎn)方向有10個(gè)。
1.圍繞打造公司汽車產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力而展開的數(shù)智化體系建設(shè)
每個(gè)公司生產(chǎn)的汽車產(chǎn)品目標(biāo)群體有所區(qū)別,著力點(diǎn)及重點(diǎn)不盡相同,但都是圍繞如何提升汽車產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力及提升銷量而開展智能制造實(shí)踐。
數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級(jí)應(yīng)該有一個(gè)系統(tǒng)規(guī)劃,圍繞數(shù)字化規(guī)劃補(bǔ)短板,強(qiáng)長(zhǎng)板,讓強(qiáng)者恒強(qiáng)。
數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級(jí)也開始由點(diǎn)到面,強(qiáng)化公司整體數(shù)智化體系建設(shè),并通過數(shù)智化體系的保障能力,提升產(chǎn)品核心競(jìng)爭(zhēng)力,促使公司的汽車產(chǎn)品能持續(xù)不斷地得到用戶的認(rèn)可,大幅度提升汽車銷量。
2.圍繞打造滿足汽車個(gè)性化產(chǎn)品及選裝需求而展開的數(shù)字化制造能力建設(shè)
新時(shí)代,用戶對(duì)汽車的個(gè)性化需求千差萬(wàn)別,隨著新的數(shù)字化營(yíng)銷方式的興起,滿足用戶需求的訂單式生產(chǎn)方式應(yīng)運(yùn)而生,需要建立起數(shù)字化的工藝指導(dǎo)、訂單管理、計(jì)劃管理、高級(jí)排程、選裝工藝、個(gè)性化零件配送及防錯(cuò)、數(shù)字化裝配指示系統(tǒng)等,使MES功能全面提升至具有智能制造管理功能的MOM(制造運(yùn)營(yíng)管理)系統(tǒng)。
3.圍繞打造高效管控制造過程質(zhì)量的數(shù)字化保障能力建設(shè)
良好的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和優(yōu)秀的工藝設(shè)計(jì)是產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ),但汽車制造過程復(fù)雜,工序多,產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng),影響因素繁復(fù),因此建設(shè)高效管控制造過程質(zhì)量的數(shù)字化保障能力成為新的趨勢(shì)。
采用數(shù)字化技術(shù)改善過程監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析和預(yù)警預(yù)測(cè)預(yù)控,建立全過程全工序數(shù)字化的質(zhì)量管理體系及流程,實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理的透明化和預(yù)控化,提升產(chǎn)品品質(zhì)的一致性。
4.圍繞打造降低制造成本的數(shù)字化成本管控能力建設(shè)
從產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)開始采用仿真分析、虛擬制造等數(shù)字化技術(shù)優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)化制造流程,提升通用率和模塊化率,從而實(shí)現(xiàn)成本的降低。
在物流和制造領(lǐng)域,通過數(shù)智化技術(shù)實(shí)現(xiàn)減少物流環(huán)節(jié),減少重復(fù)包裝,優(yōu)化制造工序,優(yōu)化人員配置,提升自制率,全流程降低產(chǎn)品成本。在管理領(lǐng)域,通過數(shù)字化技術(shù),優(yōu)化計(jì)劃和庫(kù)存管理,強(qiáng)化能耗管理,降低廢損,減少浪費(fèi),實(shí)現(xiàn)成本降低目標(biāo)。
5.圍繞縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)能力建設(shè)
產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、試制驗(yàn)證、量產(chǎn)準(zhǔn)備及生產(chǎn)驗(yàn)證等新產(chǎn)品開發(fā)環(huán)節(jié)都將引進(jìn)數(shù)字化技術(shù),建設(shè)三維產(chǎn)品/工藝數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)、虛擬評(píng)審、仿真分析、方案虛擬驗(yàn)證、數(shù)字化樣車制造、產(chǎn)線虛擬調(diào)試及數(shù)字化生產(chǎn)準(zhǔn)備,從而縮短新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。
6.圍繞快速交付產(chǎn)品的數(shù)字化交付能力建設(shè)
近年來(lái),由于汽車芯片緊缺及疫情等因素的影響,汽車產(chǎn)品尤其是新能源汽車的交付能力遇到了很大的困難,新的一年,汽車公司在改善交付能力方面將會(huì)應(yīng)用更多的數(shù)字化技術(shù),建設(shè)供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)、敏捷物流系統(tǒng)、倉(cāng)儲(chǔ)管理數(shù)字化系統(tǒng)及生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)智能化等,提升企業(yè)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力和適應(yīng)市場(chǎng)變化的快速交付能力。
7.超級(jí)BOM系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的BOM
超級(jí)BOM不僅能管理整車明細(xì)表,而且能管理3D數(shù)模。明細(xì)表中的零件號(hào)能與相應(yīng)的數(shù)模對(duì)應(yīng)及聯(lián)動(dòng),支持?jǐn)?shù)字化工藝設(shè)計(jì),支持同步工程虛擬仿真分析,支持3D工藝文件設(shè)計(jì),支持虛擬樣車試制,支持個(gè)性化定制管理、支持一車一BOM,支持訂單式生產(chǎn)制造,支持零部件物流智能化。
因此,超級(jí)BOM系統(tǒng)能夠覆蓋企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)全生命周期、全價(jià)值鏈和全業(yè)務(wù)領(lǐng)域管理,支持產(chǎn)品主數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)、數(shù)模和配置管理,顏色方案及軟件等生命周期管理與應(yīng)用;能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理流程標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、電子化,實(shí)現(xiàn)集團(tuán)化管理和異地協(xié)同;能幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì),打通企業(yè)各部門之間的數(shù)據(jù)壁壘,提高內(nèi)外協(xié)同效率,提升創(chuàng)新能力和經(jīng)營(yíng)管理水平。
8.構(gòu)建智能制造數(shù)字化管理平臺(tái)
融合數(shù)字化工藝、MES、APS(一體化計(jì)劃編制高級(jí)排程系統(tǒng))、QMS(質(zhì)量管理系統(tǒng))、LES(智慧供應(yīng)鏈協(xié)同)、倉(cāng)庫(kù)物流管理、設(shè)備管理、能源管理、安燈系統(tǒng)及訂單式生產(chǎn)管理系統(tǒng)等數(shù)字化模塊,形成智能制造數(shù)字化管理平臺(tái)。
圍繞生產(chǎn)執(zhí)行過程實(shí)現(xiàn)工廠設(shè)備與各信息系統(tǒng)的互聯(lián)互通,生產(chǎn)過程透明化,資源配置協(xié)調(diào)化,生產(chǎn)組織高效化,狀態(tài)監(jiān)控?cái)?shù)字化,實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的自動(dòng)分發(fā)、實(shí)時(shí)采集、智能分析和異常預(yù)警,構(gòu)建以顧客滿意為核心的質(zhì)量管理流程和敏捷的生產(chǎn)制造體系,為汽車產(chǎn)品賦能。
9.機(jī)器人自動(dòng)化工作站覆蓋更多應(yīng)用場(chǎng)景
隨著視覺技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)日趨成熟,產(chǎn)品成本進(jìn)一步降低,質(zhì)量一致性要求不斷提高,促進(jìn)了機(jī)器人自動(dòng)化工作站得到更廣泛應(yīng)用。各種應(yīng)用場(chǎng)景的智能化工作站建設(shè),在焊接、打磨、涂膠、裝配、搬運(yùn)、擰緊及檢測(cè)等工位用機(jī)器人取代人工作業(yè),并能自動(dòng)獲取過程工藝數(shù)據(jù)(見圖4)。特別在商用車生產(chǎn)線也會(huì)出現(xiàn)更多的機(jī)器人自動(dòng)化工作站取代原先的人工工位。
實(shí)際上,機(jī)器人自動(dòng)化智能工作站之所以受到越來(lái)越多企業(yè)重視,并不僅僅是簡(jiǎn)單地取代人工作業(yè),而是企業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型的需要,它能夠讓勞動(dòng)者二次解放,提升效率,實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的質(zhì)量承諾,為公司產(chǎn)品賦能。
10.圍繞用戶體驗(yàn)構(gòu)建數(shù)字化營(yíng)銷能力
結(jié) 語(yǔ)
總之,汽車制造全面向數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級(jí)的趨勢(shì)不可阻擋,適應(yīng)這個(gè)趨勢(shì)并轉(zhuǎn)型成功的企業(yè)將會(huì)得到更大的市場(chǎng)份額,建立起市場(chǎng)地位,贏得先機(jī)。
數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級(jí)大致分為三步:
第一步,建設(shè)智能工作站,開發(fā)相應(yīng)的信息系統(tǒng),通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接生產(chǎn)線上的各類自動(dòng)化設(shè)備,實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。采用傳感器實(shí)現(xiàn)在線數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過程的透明可視,建立起數(shù)智化營(yíng)銷平臺(tái)。
第二步,通過數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬調(diào)試、仿真分析和改進(jìn)改善活動(dòng)。通過采集的大量數(shù)據(jù)搭載未來(lái)模型實(shí)現(xiàn)智能預(yù)測(cè)、預(yù)控及預(yù)調(diào),并為決策者和工作人員提供基于數(shù)據(jù)的決策方案。
第三步,通過大量機(jī)器學(xué)習(xí)和模型運(yùn)用實(shí)現(xiàn)自主決策,將智能制造升級(jí)到更高的層次,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造、銷售服務(wù)和成本管控取得更大的提升,更加貼近用戶不斷增長(zhǎng)的需求。
因此,要成功實(shí)現(xiàn)汽車企業(yè)的數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級(jí),需要企業(yè)家、企業(yè)管理者和工程技術(shù)人員通力協(xié)作,一步一個(gè)腳印地向既定目標(biāo)邁進(jìn)。
文章來(lái)源:汽車工藝師
工程師必備
- 項(xiàng)目客服
- 培訓(xùn)客服
- 平臺(tái)客服
TOP




















