薄娜

摘要：介紹了數(shù)字化工廠的基本情況，對標(biāo)國內(nèi)外汽車制造工廠，對MO360數(shù)字化體系生態(tài)系統(tǒng)情況以及無紙化車間實施進行介紹，詳細闡述了新能源工廠規(guī)劃、運營及支持等幾個方面對各模塊的典型系統(tǒng)的應(yīng)用。最后對數(shù)字化后續(xù)發(fā)展及未來趨勢進行簡要說明。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化工廠；信息系統(tǒng)；MO360數(shù)字化體系；智能制造

數(shù)字化工廠作為智能制造的核心，是將云計算、物聯(lián)網(wǎng)以及大數(shù)據(jù)等與數(shù)字相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用到汽車生產(chǎn)制造過程中，通過應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)提升產(chǎn)品穩(wěn)定性及質(zhì)量，從而全面提升汽車生產(chǎn)制造的可靠性、經(jīng)濟性。

北京奔馳將“數(shù)字化、柔性化、高效、可持續(xù)”全面貫徹到生產(chǎn)的每個環(huán)節(jié)，廣泛使用工業(yè)機器人、數(shù)控機床、自動化單元（裝置）和信息化系統(tǒng)，實現(xiàn)多車種、車型混線柔性制造，整車產(chǎn)品質(zhì)量零缺陷。運用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G和人工智能等關(guān)鍵技術(shù)賦能智能制造（見圖1）全面實現(xiàn)了設(shè)計智能化、質(zhì)量管控智能化、設(shè)備運維智能化和物流智能化的綠色柔性制造（Digital Flexile Green）。

全國乘用車市場信息顯示，2022年國內(nèi)新能源汽車累計銷量688.7萬輛，市場滲透率達25.6%，國內(nèi)新能源乘用車累計銷量超523.3萬輛，市場滲透率達25%。新能源汽車的智能化發(fā)展是新時代全球汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向，無論是技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用還是發(fā)展層面，數(shù)字化工廠已成為不可阻擋的發(fā)展趨勢。EVA 平臺是戴姆勒研發(fā)的全新電動模塊化整車平臺，區(qū)別于前驅(qū)車和后驅(qū)車平臺，該平臺可以搭載質(zhì)量更大的電池模塊組，并通過電動機和電控系統(tǒng)實現(xiàn)多種驅(qū)動模式，以適應(yīng)未來電動車發(fā)展趨勢，北京奔馳順義工廠集前驅(qū)平臺、后驅(qū)平臺、EVA2電動平臺電動車于一體，打造MO360數(shù)字化生態(tài)體系新能源工廠，成為中德雙方不可或缺的戰(zhàn)略規(guī)劃。

MO360數(shù)字化生態(tài)系統(tǒng)

梅賽德斯奔馳56號工廠全面搭載了MO360數(shù)字化生態(tài)體系，涵蓋其所有核心生產(chǎn)流程，關(guān)鍵點是核心生產(chǎn)流程360度的全方位數(shù)字化。

MO360體系在生產(chǎn)中實施人工智能方法，利用尖端的大數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)庫具有全面可用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為生產(chǎn)運營過程中的快速決策提供有力保障，有效提升工廠運營效率。通過整合一系列數(shù)字化系統(tǒng)，確保在高度數(shù)字化的汽車生產(chǎn)的穩(wěn)定性、準確性，從而提升生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量以及降低HPV。數(shù)字化同樣作為順義工廠的重點規(guī)劃著力點，對標(biāo)戴姆勒56號工廠，柔性化綠色生產(chǎn)、數(shù)字新軟件及系統(tǒng)的應(yīng)用、無紙化車間等的實施均推動打造數(shù)字化工廠。

順義工廠自2019年規(guī)劃建設(shè)開始，逐步實施數(shù)字化。數(shù)字化車間管理是通過數(shù)字化軟件及系統(tǒng)的應(yīng)用，各項數(shù)字化模塊相互協(xié)同交互，利用實時數(shù)據(jù)來支持工廠運營。

其中無紙化車間管理（見圖3）是數(shù)字化實施的重要體現(xiàn)，充分應(yīng)用生產(chǎn)系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)和管理系統(tǒng)等數(shù)字化模塊，最終實現(xiàn)工廠運營無紙化的目的。利用數(shù)字化實現(xiàn)生產(chǎn)、物流、質(zhì)量及維修等業(yè)務(wù)模塊生產(chǎn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)，在生產(chǎn)車間中，車輛在生產(chǎn)線的每個階段都得到精確定位，并且通過平板電腦等自動化設(shè)備為車輛生產(chǎn)運行提供硬件基礎(chǔ)，從而實現(xiàn)各環(huán)節(jié)系統(tǒng)的按需信息管理。由此，每位工人都可以直接在工位上接收到下一步工序所需的精準信息，從而取代生產(chǎn)工程中的Q卡、隨車單據(jù)等紙質(zhì)文件，并通過電子印章的方式對在線車輛進行質(zhì)量門放行，同時相應(yīng)系統(tǒng)對整體的生產(chǎn)運營情況進行監(jiān)控，以便做出及時調(diào)整。

順義工廠應(yīng)用多種數(shù)字化技術(shù)，如圖4所示，生產(chǎn)、規(guī)劃、運營等按照工作需求具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理平臺，實時共享數(shù)據(jù)信息、交互協(xié)作，能夠?qū)崿F(xiàn)多模塊化數(shù)字體系。

1.規(guī)劃核心模塊

（1）戴姆勒共享工藝系統(tǒng) ? 即Proplan，用于新車型、改款車型等項目工藝規(guī)劃，可實現(xiàn)規(guī)劃仿真模擬、信息交互并生產(chǎn)KPI及作業(yè)指導(dǎo)書，同時可為人員規(guī)劃提供參考依據(jù)。

（2）Dialog產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息系統(tǒng) ? 用于車型項目前期規(guī)劃，管理零件主數(shù)據(jù)，并向IPT、TBE等相關(guān)系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)，實施戴姆勒與BBAC間工程變更信息交互。

（3）HPV系統(tǒng) ? 基于Excel和IBM分析工具規(guī)劃計算單車工時，通過對于分析維度的調(diào)整，可以得到客制化的報表格式。對于相關(guān)性參數(shù)的調(diào)整，可確定每一項工作在計算工作的所占比例。

2.物流核心模塊

（1）物流訂購系統(tǒng) ? 順義工廠引入戴姆勒全球供應(yīng)鏈ERP系統(tǒng)和AmSupply系統(tǒng)（見圖5）。 AmSupply是戴姆勒基于SAP開發(fā)的標(biāo)準物流管理系統(tǒng)模板，它將逐步取代北京奔馳所有廠區(qū)的IPT系統(tǒng)。從零件訂購到配線，新系統(tǒng)將在軟件及硬件層面支持供應(yīng)鏈流程的每一步序，與22個周邊系統(tǒng)、400家供應(yīng)商建立接口，定義超過300個物流標(biāo)準流程，并將擁有超過3000個終端用戶，通過有線和無線網(wǎng)絡(luò)連通，搭建軟件架構(gòu)，實現(xiàn)信息交互、人機交互等功能。

（2）生產(chǎn)線購物車系統(tǒng) ?根據(jù)工廠工作環(huán)境及現(xiàn)場環(huán)境，通過智能AGV系統(tǒng)、倉儲管理AMS系統(tǒng)、人工手持設(shè)備終端系統(tǒng)（MOBSY）及購物車（Shopping Cart）等軟硬件設(shè)備，實現(xiàn)智能分揀配送工作。系統(tǒng)傳遞對應(yīng)信息，對需要分揀配送的零部件實現(xiàn)出入庫、庫區(qū)動態(tài)管理、分揀的操作。通過打印的車輛生產(chǎn)號和物料清單揀選物料到配餐車上，由AGV自動將帶有零部件的配餐車搬運至生產(chǎn)線特定工位，并將配餐車與特定車輛綁定，實現(xiàn)裝配工人直接于該工位配餐車撿取安裝。為降低零件揀選的差錯率，采用信息化系統(tǒng)管控方式，應(yīng)用視覺識別質(zhì)量防錯系統(tǒng)，Picking By light（安燈揀選）、Picking By Voice（語音揀選）等識別和智能技術(shù)不斷被應(yīng)用。

3.生產(chǎn)核心模塊

（1）MRS系統(tǒng) 生產(chǎn)信息報告系統(tǒng)支持在線實時監(jiān)控并可視化展示生產(chǎn)過程數(shù)量和質(zhì)量關(guān)鍵指標(biāo)，進行車輛生產(chǎn)和質(zhì)量數(shù)據(jù)分析，出具分析報告。包含如下信息：生產(chǎn)、質(zhì)量及工具數(shù)據(jù)庫，支持不同數(shù)據(jù)類型?；谏a(chǎn)計劃及目標(biāo)，計算并在線可視化展示。關(guān)鍵KPI指標(biāo)。在線實時數(shù)據(jù)監(jiān)控、分析及報表生成。提供生產(chǎn)工藝流程信息。數(shù)據(jù)存儲。

（2）Plus系統(tǒng) 是 MBC 標(biāo)準的從焊裝上線到總裝下線的IT生產(chǎn)控制系統(tǒng)。與其他系統(tǒng)進行交互，形成生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，追蹤訂單、車身信息、車輛控制等，同時具備追溯檢查等信息分享、控制功能。

（3）生產(chǎn)關(guān)鍵零件追溯功能對話框 關(guān)鍵零件需要掃碼后安裝，零件具備單一二維碼，系統(tǒng)具備提示防錯功能，可指導(dǎo)生產(chǎn)人員裝配零件后自動上傳信息，零件信息與整車進行綁定，具備可追溯性。加工質(zhì)量數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)，通過可視化質(zhì)量反饋界面，使生產(chǎn)人員快速了解質(zhì)量數(shù)據(jù)，并能夠快速修復(fù)、放行。

（4）iPortal系統(tǒng) 基于SAP、ERP用于工廠設(shè)備維護和備件管理的系統(tǒng)，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控。系統(tǒng)實時、可視化展示四大工藝生產(chǎn)狀態(tài)。同時具備生產(chǎn)過程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集及設(shè)備可用性分析等功能。

4.IT數(shù)字化支持

數(shù)字化工廠的實施離不開IT系統(tǒng)的業(yè)務(wù)支持，5G網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)線核心覆蓋，三層式架構(gòu)支撐業(yè)務(wù)需求?；A(chǔ)設(shè)施層配備300M運營商專線，冗余互聯(lián)，并由數(shù)據(jù)中心實時監(jiān)控，核心交換，高穩(wěn)定性服務(wù)器，數(shù)據(jù)存儲。通過基礎(chǔ)設(shè)施層的支持確保應(yīng)用系統(tǒng)層的各核心模塊正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，以及用戶終端層（生產(chǎn)系統(tǒng)電腦、掃碼槍、觸屏平板等）正常使用，同時致力于網(wǎng)絡(luò)信息安全保駕護航。

數(shù)字化工廠應(yīng)用發(fā)展

隨著工業(yè)4.0時代的邁進，智能制造、數(shù)字化工廠實施已經(jīng)飛速發(fā)展并取得一定的成果，領(lǐng)先的生產(chǎn)技術(shù)和數(shù)字化工具不斷創(chuàng)新、應(yīng)用，基于智能設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)分析的深度融合，對研發(fā)、物流、生產(chǎn)、質(zhì)量等模塊的互通與功能的深入挖掘，以及人、機器與生產(chǎn)流程的互聯(lián)都將是數(shù)字化工廠實施的核心內(nèi)容。從而充分滿足客戶日益增長的多元化、穩(wěn)定高質(zhì)量產(chǎn)品的需求以及企業(yè)精益生產(chǎn)的核心競爭力。

結(jié)語

當(dāng)前為助力碳中和的實現(xiàn)，數(shù)字化工廠聯(lián)合綠色生產(chǎn)理念、綠色工藝技術(shù)、太陽能光伏發(fā)電等智能能源管理系統(tǒng)及無紙化生產(chǎn)等多種技術(shù)深入應(yīng)用，大幅降低能源消耗，有效提高新能源使用率，以智能制造與綠色制造雙引擎成為主要發(fā)展趨勢。

參考文獻

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