精彩案例！广汽新能源的智能工厂建设

　　以下文章来源于智造苑，作者小智
　　导读
　　广汽新能源智能工厂以智能化应用为主线，通过6大核心能力的建设，实现智能化制造、智能化服务、智能化决策、智能化办公、智能化厂区等5个核心的智能化场景应用。
　　文章来源
　　本文引自智能制造丛书最新力作：《智能制造实践》（作者：黄培，许之颖，张荷芳）。
　　广汽新能源汽车有限公司成立于2017年7月28日，以打造智能、开放、创新、绿色的生态工厂为总体目标，建设智能工厂六大核心能力，即感知能力、预测能力、分析优化能力、协同能力、数字化支持能力、先进装备建设能力。广汽新能源智能工厂以智能化应用为主线，通过6大核心能力的建设，实现智能化制造、智能化服务、智能化决策、智能化办公、智能化厂区等5个核心的智能化场景应用（图1）。
　　图1广汽新能源智能工厂5大核心应用场景
　　1hr智能化制造
　　1）工业设备智能化
　　广汽新能源工厂在规划阶段，对标国际先进企业，广泛应用先进的智能化设备，打造高质量、高可靠性、高耐久的产线，节约人力成本，提升产品质量。
　　（1）冲压车间是基于轻量化、智能化、定制化发展的目标进行产线规划建设。冲压生产线（图2）联合厂家全新开发机器人连续高速冲压生产线，整条产线首次应用国产化钢铝共线拆垛装备，集成气刀、预分张、搓板等功能，降低后期运营成本。整线配套关键装备应用行业领先技术，如数控液压垫、直线七轴机器人、视觉对中、在线清洗机等。智能化提升方面先期规划实现关键数据的自动化采集，逐步推进分析、决策端升级。
　　图2冲压车间生产线
　　（2）焊装车间（图3）运用了全数字化模拟仿真技术，实现虚拟现实的应用，构建了车间的数字孪生，全工序所有生产线搭建3D数字化模型，对焊枪可达性、线体节拍进行可行性验证，进行机器人离线编程及电气程序虚拟调试，现场调试周期削减35；应用了钢铝柔性总拼技术，国内首次采用下铝上钢的车身结构，在保证车身品质的同时减重25，达到与全铝车身相同的减重效果；应用了3D视觉引导技术、激光在线测量技术、钢铝混合柔性总拼技术、铝点焊压力自适应技术、SPR（自冲铆接技术）、FDS（热熔自攻丝螺接技术）等新技术；采用全球云数据分析管理平台，实现了全厂核心设备互联、实时自诊断、快速智能决策。
　　图3焊装车间生产线
　　（3）涂装车间（图4）采用先进的绿色薄膜工艺（锆化），实现有害物质零排放，提升了钢铝混合车身处理效果与工艺绿色化水平。电泳系统采用双对向流技术与多段整流控制系统，配套超高泳透力电泳材料，实现膜厚均一化，整车防腐能力提升20。运用长臂机器人进行精准涂胶和自动化喷涂。涂胶自动化方面，采用视觉识别系统与定量控制技术，实现精准定位与精准定量。喷涂自动化方面，内外板采用7轴壁挂式机器人实现无人化喷涂，保障员工职业健康，提高涂装效率70。绿色环保方面，继续沿用国际先进的沸石浓缩转轮技术VOC排放削减超过50，浓缩效率90，其RTO最终处理效率98。并且采用能源智能管理系统，综合管理能耗信息，有利于能源的充分利用，从而达到节能减排的目标。
　　图4涂装车间生产线
　　（4）总装车间（图5）采用智能模块化装配设计，涉及整车、电池工艺中的重点关键工序，导入机器人进行精准装配，保证产品质量可靠性、安全性。如轮胎自动安装岗位，机器人自动识别车型数据，轮胎紧固件全自动供给，3D视觉引导轮胎自动定位，拧紧系统与装配机器人高度智能协同，实现精准拧紧；座椅自动安装岗位采用立体式作业空间设计，机器人配置3D视觉跟踪系统，可多角度调整座椅姿态进行快速、精准的孔位定位；挡风玻璃安装岗位运用3D视觉技术，多角度实时监控胶型、轨迹，实现精准的定位装配，确保100密封合格；前端模块安装工位配送机器人与装配机器人实时数据交互，实现工件精准抓取、定位及拧紧全过程智能协同作业，高效打造优质产品。车门涂胶工位机器人与生产线智能交互，同步随行，实时采集分析作业轨迹，实现高精度涂布，实现零不良。
　　图5总装车间生产线
　　2）制造执行人、物、设备、系统互联互通
　　公司所有网络互连，形成设备之间，设备与系统之间互联，系统与人、公司与供应商之间，公司与经销商、公司与车主之间形成互联的生态圈（图6）。
　　（1）系统互联：DMS、BOM、ERP、iLMS、MES等系统之间和线体之间无缝对接，实现自动排产、物流指示、生产过程控制。
　　（2）设备互联：生产过程通过传感器、无线射频识别技术（RFID）、二维码及无线局域网等实现信息的采集，通过工艺以太网与设备PLC集成实现设备作业自动化。
　　（3）人机互联：现场作业者和管理者通过大屏、手机、移动平板、手环等可穿戴设备接收物流发运、质量检测、系统告警等业务活动。
　　（4）车主互联：通过DMS、CRM、APP等系统平台创新三角营销服务模式，打造差异化定制购车体验，线上线下打通服务体验以及直接连接的客户关系实现经销商、车主的黏性。
　　（5）供应商互联：通过SRM系统、iLMS系统，实现和供应商在采购订单、物流发运、来料检查等业务活动在线协同。
　　图6人、物、设备、系统互联互通
　　3）生产过程无纸化
　　操作现场利用遍布生产工位的终端设备接受各种工作指令，管理者高效、便捷地通过移动终端查询各种工厂信息，快速反馈，快速处理业务流程。
　　（1）冲压车间零件、材料出入库管理无纸化：通过在仓库现场、台车、台垛上部署RFID，实现零件、板件自动出入库，库存自动盘点，削减人员盘点工时减少因盘点造成设备停机。
　　（2）VQ检测无纸化：布置在检查线和返修场的无线AP连接各工位的移动iPad终端，通过RFID车辆自动识别，管理车辆信息，相互之间通过服务器群建立实时、准确、高效的整车检查无纸化。
　　4）全面质量管理
　　全面质量管理系统GQS深化运用，从新车型到售后，定义和收集来自于各领域的过程质量数据，促使事前预防、事中控制、事后分析的全面质量管理机制。通过系统集成，采集质量数据，同步BOM信息、整车开发计划，建立电子履历，实现质量追溯，进行质量分析，提供事前预防、事中监控、事后分析机制，实现研发质量基准、供应商零件质量管控、制造过程质量检测、售后质量的全生命周期质量追溯管理。
　　（1）质量管理全生命周期数字化：从新车型到售后，定义和收集来自于各领域的过程数据，促使事前预防、事中控制、事后分析的全面质量管理机制。
　　（2）标准化统一管理：从新车型到售后，实现全业务、全过程的标准化管理，从而防止人员带来的变差，以及促进持续改善。
　　（3）质量问题闭环管理：完整的闭环管理系统，促进质量问题早期发现和遏制。
　　5）物流智能化
　　运用智能内物流管理系统（iLMS），实现物流业务一体化、物流过程可视化、物流交易电子化、物流资源集成化、物流运作标准化。
　　（1）厂外同步：iLMS系统接收车辆生产在MES系统的涂装过点车序队列，根据车序队列和属地信息进行同步计算，生成同步指示票发送到供应商出货系统，让供应商按同步指示票备货，物流商按取货计划取货，零件到厂后卸货验收，按进度指示送到线边。
　　（2）厂外拉动：iLMS根据车辆生产在MES系统的焊装上线过点队列，生成拉动看板发送供应商备货，物流商按取货计划取货；零件到厂后卸货验收，先进入分割链，再按进度指示送到线边。
　　（3）订单取货：MES系统通过接口把锁定计划发给iLMS，iLMS根据锁定计划和BOM进行订单计算，生成订单，供应商下载并打印订单备货，物流商按取货计划取货；零件到厂后卸货验收，先进入分割链，再按进度指示送到线边。
　　（4）厂内SPS分拣：根据车辆生产在MES系统的涂装下线过点扫描，iLMS进行SPS分拣计算，生成拣货指示；拣货员按分拣指示分拣零件放到AGV小车，AGV按进度指示出发，按规定路线和生产节拍运送到装配点。
　　运用智能外物流系统（iTMS），外物流管控的目的是应用最新的智能网联技术，实现更高精度、更高时效的以准时化（JIT）和止呼待为核心的GPS系统，实现以安全、品质、效率、共享为目标的更高水平的物流体验和互动，顺应无人化工厂智慧工厂的趋势搭建适应未来发展的云数据平台。
　　2hr智能服务
　　1）全程生产监控与指挥
　　（1）全厂级生产过程中央监控
　　通过已经构建的车间工业互联网来采集生产过程中的实时数据，并按权限进行数据共享与可视化显示。全厂级的PMC生产监控可以对车间的生产设备情况进行实时监控，使管理者能及时的掌握生产第一线的情况，以便尽快响应和决策。
　　（2）大数据驱动的生产设备过程管控与动态优化
　　生产管理人员能及时掌控生产设备的运行状况和能力，保障生产设备处于最佳状态。
　　（3）基于物联网的能源精细化管控
　　MES提供对冲压、焊装、涂装、总装车间自动线、手工线设备的实时能耗信息进行采集和记录，能源管理人员可以通过系统获取车间运行的设备能耗情况，通过系统导出能源监控相应报表（图7）。
　　图7能源管理监控示意图
　　2）顾客个性化定制生产
　　采用全球领先的C2B业务模式，提供海量定制方案（A26一万多种组合）。通过高度柔性、智能的制造过程打造专属座驾，用户深度参与互动，享受个性化体验。
　　（1）可配置BOM管理实现汽车模块化组合选配：通过GBOM系统和研究院PLM系统的协同打造可配置BOM管理，并根据订单选配解析生成一台车一个订单一个专属BOM指导后续生产、物流。
　　（2）车主APP建立高度用户黏性的销售生态圈的C2B平台：以客户对汽车产品个性化需求提取和定制化服务体验为目标，构建以客户为核心的客户入口管理、电商服务、个性化需求管理、车型配置和智能服务等C2B平台系统，实现客户个性化定制的需求接入和智能服务。
　　（3）基于复杂装配约束条件的计划高级排产、基于JIT，JIS的物流协同：MES系统根据前端传送的一车一订单一BOM，识别车辆具体车型、派生、颜色等配置，结合车间设备开动率等排产条件进行自动智能排序，生成生产排序订单，并展开至各车间、各线体的生产计划将单车特征信息准确下发个性化定制车辆设备生产指令，并指示现场操作人员识别个性化定制信息，准确装配，精确适应定制化生产。
　　3）APP平台助力价值营销
　　以APP为平台创新三角营销服务模式，打造差异化定制购车体验，线上线下打通服务体验以及直接连接的客户关系。
　　3hr智能决策
　　1）车联网智能服务
　　通过广新车辆远程监控平台进行新能源车辆在线监控、车辆出行分析、电池数据分析、报警数据分析工作，实现故障前，故障时，故障后的预警、报警与主动服务（图8）。
　　图8车联网监控
　　（1）基于国标企标监控，实时掌握车辆运行情况，提前进行车辆故障风险判定，达到提前预警，提高客服部门主动服务能力。
　　（2）车辆发生故障，质量技术员远程获取车辆故障信息，精确判断故障原因，为客服提供准确售后方案。
　　（3）故障发生后，通过智能客服联络车主，提供保养维修、故障指南、事后救援等服务。
　　2）大数据助力分析与决策
　　通过大数据助力分析与决策，实现公司制造、采购、质量、销售、财务、物流、生产管理、车联网及人力资源等九大领域的全价值链数据可视化，通过手机端、大屏端等设备随时随地掌控公司生产过程、经营结果等，通过数据倒逼业务流程、管理改善，推动数据创新。
　　（1）销售领域：多个维度对订单、发车、提车、区域等数据进行分析，对未达标指标进行数据预警。
　　（2）生产领域：实时监控车间生产情况，自动生成不同车间、时间维度的计划、产量与返修情况推移。
　　（3）质量领域：对整车品质、市场品质、零件品质三大模块进行统计分析，实时反映产品质量情况。
　　（4）财务领域：对损益、成本、存货、资金模块进行指标结果展示与推移分析，掌握企业经营状况。
　　（5）车联网领域：对车联网数据进行车辆、车主、运行状况监控等维度的分析，进行多方面用户服务。
　　（6）数据分析报告：舆情分析。融合互联网数据及企业运营数据，通过数据分析报告形式，直观剖析现象及问题，透视相关影响因素，深入挖掘数据价值。
　　4hr智能办公
　　结合办公及业务实际需求，通过构建智能化无线网络、移动化办公平台，可视化会议系统等智能基础设施，实现全面移动化、无纸化协同智能办公。全厂无线网络全覆盖，员工随时随地接入无线网络，实现人、机、系统深度交互。主要包括：
　　（1）在会议协同方面，通过多方协同，多屏互动等技术手段，实现随时随地接入会议，提高协作效率；
　　（2）在质量检测方面，打造移动化、无纸化质检，检测结果实时现地提交，全面提升质检效率；
　　（3）在安全巡查方面，利用移动终端实时查看重点工位、重点场所安全情况，安全生产一键掌握。
　　5hr智能化厂区
　　1）可视、可管、安全的智能化厂区
　　通过建设智能安防设备（图9），运用高清、热成像、人脸识别等技术，部署人工智能深度学习的分析服务器，实现可视化的集中管理综合平台。做到事前及时预防、事中及时响应，打造安全、智慧、绿色平安园区。
　　图9智能安防
　　（1）在重点A防爆区域部署具备热成像温度感应功能的摄像枪，运用先进数字视频分析技术，革命性实现防火预警功能。其温度检测设置阈值低至60，一般可燃物表面燃点200295，响应速度比常规烟雾感应快3倍以上。
　　（2）在厂区东、南、北侧围墙，以及重要防护区域设置具有入侵报警功能的视频监控，当有人员或可疑物品翻越，监控中心将自动弹出报警信息，便于值班人员迅速发现应对，构筑稳固的可视周界（图10）。
　　图10视频监控运用
　　（3）导入厂区地图实现监控点位全方面平面化可视管理，随时监控安全设备状态，以及快速迅捷的调取实时监控录像和回放。
　　2）5G应用规划与实施
　　广汽新能源与中国移动、中国电信、中国联通三大运营商合作建设5G示范工业园区，实现园区5G信号全覆盖。通过引入5G技术，实现前沿技术研究及创新，主要场景如下：
　　（1）基于5G的远程驾驶：基于5G及边缘计算技术，构建5G自动驾驶远程控制平台，打造极低时延的试验环境，实现5G自动驾驶远程控制技术开发和示范。
　　（2）基于V2X的人、车、路协同：以新能源汽车自动驾驶体验为核心，构建工厂内部智驾体验系统，在园区道路建设智能交通系统，通人、车、路协同，开展L3、L4级自动驾驶展示及体验。
　　（3）基于5G的智能安防：基于5G的高带宽和低时延，实现高清监控视频回传，实现厂区油化库、危化品仓库等场所的无人巡查，实现无人化、自动化安全巡查。
　　3）能源综合利用工厂
　　广汽新能源智能工厂作为全球首个能源综合利用工厂，具备太阳能发电、风能发电并储能功能，打造智能微电网生态系统，与环境和谐共生，实现可持续发展（图11）。
　　图11广汽新能源智能工厂能力综合利用分布
　　（1）光伏系统：广汽新能源智能工厂打造包含光充储系统的智能微电网，在屋面和车棚建设容量为17。1MWp的光伏系统，预计年发电量1600万kWh。实现厂区多能供给，多能互补，降低园区能耗水平，打造绿色电网，生态工厂。
　　（2）充电桩系统：广汽新能源智能工厂充电桩系统一期共配置115台充电桩，提供226个充电车位，其中慢充车位196个，快充车位30个，总功率约2。5MW；远期建成866台充电桩，共计13。2MW。
　　（3）储能系统：为削峰填谷，提高电网系统稳定性，实现差价收益，降低用电成本，同时做好应对未来电池退役潮，广汽新能源担起企业责任，积极推进资源综合利用，在广汽新能源智能工厂分别建设了储能站及梯次利用储能站，在停车场建设1MWh2MW储能站，谷充峰放，以及在厂区建设一个0。3MWh0。5MW梯次利用储能站，实现电池梯级利用。
　　广汽新能源智能工厂主导产品为纯电专属平台新能源汽车。作为广东省一号工程，工厂定位于极具代表性的世界级数字化智慧工厂、能源综合利用生态工厂。通过全面感知、基于模型的预测与优化、全生命周期的协同、先进设备与智能化技术的应用，形成了个性化定制、智能物流、全面质量管理与追溯、全程生产过程管控与指挥能力，订单交付周期缩短至2周。作为全球首个能源综合利用工厂，通过多能供给，多能互补削峰填谷梯次利用，打造智能微电网生态系统，能源利用率达到95以上，成为与环境和谐共生的绿色生态工厂。