案例 | 东风柳汽打造乘用车智能工厂
作者：互联网
企业简介
东风柳州汽车有限公司是东风汽车集团股份有限公司（控股75%）和柳州市产业投资有限公司（持股25%）共同持股的有限责任公司，注册资金12.25亿元。现有员工总数7263人（含劳务工），其中：工程技术人员1177人。主要生产“乘龙”、“霸龙”、“风行菱智”、“风行景逸”四个品牌共200多个品种的重、中、轻型商用车、MPV、家庭轿车，品牌效应及销售量在国内商用车领域和乘用车领域都名列前茅。
近年来在自治区、柳州市和东风汽车公司的支持下，东风柳汽生产经营取得快速发展：霸龙重卡、乘龙汽车、风行汽车已成为国内知名自主品牌汽车；2016年产销汽车突破了30万辆大关，跨入了两百亿元汽车生产企业行列，标志着柳汽已跻身国内主流汽车制造商行列！ 2016年销售汽车302,915辆，其中商用车销售41,615辆，同比增长31.5%，销售收入突破224.6亿元，缴纳税金13.74亿元，屡创历史新高。2014年东风柳汽公司荣获首届中国十大汽车自主品牌称号（排名第7位）和全国质量先进、质量检验工作先进企业，自治区用户满意产品、满意企业称号。客户满意度从2012年行业第39位提升到2014年的第19位。2015首届中国自主品牌峰会中荣获十大汽车自主品牌领军企业。
图1 东风柳州汽车有限公司
企业总体现状
东风柳汽在公司战略目标的前提下，以ISMTP/ISMP/PID三层次规划架构为导向，将公司各个业务领域零散的需求整合、统筹，并通过公司级组织信息委员会的指导来把握建设方向和整合过程，实现资金和资源的价值最大化。目前，东风柳汽信息化建设已实现了主业务信息化覆盖及数据统筹，完成研产销业务协同。
图2 东风柳汽信息化架构
在营销领域，目前已经搭建起较完整的销售信息系统。核心系统DMS经销商管理系统（含CRM客户关系管理）、VSM整车销售系统已覆盖全国经销商、专/主/直营辅助支持销售公司市场、销售、服务、配件等部门主要工作，形成经销商推广、集客、订单、合同、发运、付款、库存、配件及服务相关信息，并与统筹官网、官微官博、产品网、俱乐部、网上4S店等功能进行售前广宣集客的大官网平台形成一体化营销链，协助推进客户管理、商品销售流程标准化。同时，PV售后一体化系统、呼叫中心系统获取VSM中各销售、车辆、客户等信息，实现售后保障服务。
在制造领域，柳东基地建设了以ERP管理理念为核心的LN生产管理系统，在获取VSM订单信息后，由SCM部对生产计划进行排程，包括生产计划自动排程、物料需求计划MRP、车辆制造BOM管理、仓库物流管理、总装物料配送管理等功能。物料信息，生产计划等数据同步至制造技术部管理的MES工程管理系统，由MES全面支持着从生产计划的制定，到生产过程跟踪，问题点采集，到整车下线入库整个生产制造过程的信息化流转。同时，相关生产数据同步至SPS集配指示、CP协同采购系统、检测线系统等，由采购部、品质保障部等进行数据维护，保障供应链管理。在质量管理方面，MSE集成品质保证部使用的重保件管理系统、质量管理系统，覆盖产品试制质量控制、产品过程控制参数存储、质量问题进行记录、管控及追溯管理。同时还包含了合格证管理、材料回收、召回管理的追溯等业务。
除此之外，在研发、试制方面，技术中心使用的PLM、PDM、3D协同设计平台、竞品分析系统等关键系统构建了快速响应市场的现代协同研发体系，并通过由新品协同工作流平台，衔接研发、制造领域系统，通过获取研发部门试制单，到编制试制计划、工艺指令到采购系统，到LN生产排程，保障生产数据一致性。另外，用友U9财务系统已实现与业务系统一体化整合，提高公司经营性报表的产出效率和数据质量。
项目详细情况介绍
1、项目背景介绍
生产管理现状
东风柳汽柳东乘用车基地有2条生产线，一条为一线主线，一条为CM7简易线。CM7简易线物料与一线共用同一个仓库，生产管理上并未与一线完全独立。二线投产后，生产管理模式将完全按照单独的生产线来管理，与一线完全独立。目前生产管理系统可支持一线以及简易线的生产管理需要。当二线投入生产后，现有生产管理系统无法支持二线的生产管理要求。
工程管理现状
目前工程管理系统已实现对涂装一线、总装一线的功能覆盖，已实现车辆生产过程追踪、目视卡管理、PBS库区排序等功能。二线投产后，将新建涂装二线车间、总装二线车间，以及一个PBS库区。总装二线对工程管理提出更高需求，需要更多的与生产线设备实现生产指示联动，提高自动化水平。目前工程管理系统无法应对总装二线的规划要求。
集配现状
柳东总装一线除大件外，已基本实现100%集配。目前总装一线共有12条生产线，总共约2000个物料，均由集配捡料防错指示系统，指示现场员工作业捡料。总装二线规划共11条集配线，预计集配物料数量约为2200个。
网络基建现状
柳东乘用车基地总装一线、涂装一线已实现千兆网络接入，生产线上个班组、扫描点等信息点均已覆盖。柳东乘用车二线为提高自动化、信息化水平，对网络建设提出更高要求，规划将新增270个信息点，除了覆盖现场办公人员、生产线扫描点以外，还将增加生产线各设备的网络点建设。
2、项目目标及实施原则
本次项目通过开展柳东乘用车基地智能工厂的建设，以工厂运营管理整体水平提高为核心，推进数字化设计、装备智能化升级、工艺流程优化、精益生产、质量控制与追溯、可视化管理等应用，推动企业全业务流程智能化整合。
本次项目重点关注于生产管理能力提高，产品质量提高及交付能力提高。利用柳东乘用车基地冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺车间及设备生产线，增加喷涂、涂胶机器人、激光钎焊工作站、装配、物流AGV、在线监测等, 以生产制造过程的智能化协同、可视化管理为主要战略建设思路，采用先进传感、控制、检测，装配、物流及智能化工艺装备与生产管理软件高度集成；建立现场数据采集与分析系统，能充分采集制造进度、现场操作、质量检验、设备状态等信息；建立车间级的工业互联网，不同装备之间实现信息互联互通和有效集成；建立车间制造执行系统（MES），实现计划、排产、生产、检验全过程管理，并与产品全生命周期管理（PLM）企业资源计划（ERP）系统高效协同与集成；建立智能运营中心，实现工厂生产过程的智能决策及全价值链可视化监控。最终建成以采购、生产、营销、物流、财务为主线的集成应用系统的智能工厂。
3、项目实施与应用情况详细介绍
1）工厂设计数字化
东风柳汽数字化项目主要针对总装工艺进行开展，故平台需具有下列仿真分析功能：
定义所有零件的装配操作，以及其与产品和工艺资源的关系，并识别出需要进一步细分分析的工艺操作，便于工艺分析工作的开展；成熟的工艺信息可存储在工艺资源库内，便于后续新车新开发直接调用；
定义各个装配操作的优先次序约束条件，建立某整车平台标准工艺流程模型，后续新车型开发可在标准工艺流程模型上进行开展，减少重复流程规划工作；可进行3D装配工艺验证，设定干涉边界条件，系统可自动检查可能的干涉冲突，以及操作工人及工具的可操作性，生产相应的干涉报表；
定义零件的初始位置及相关约束条件，软件可以自动高效的计算装配路径,减少工艺人员手动调整装配轨迹的时间，开发相应的视频录制和编辑功能，输出零件3D装配仿真视屏；
生产线平衡及优化：根据节拍时间要求定义所需要的工位数和工人数，将装配操作向各个工位上分配以优化资源和工人的使用效率，定位物料供应区，识别关键工位，对线平衡的结果进行3D仿真以验证，并可以手工调整线平衡的结果以对其进行优化，能够自动提示空闲工位，以及节拍超时提示，以便工艺人员进行优化调整。搭建总装生产线平衡分析数据模型，并可以针对不同配置的差异件操作进行定义；
3D虚拟验证，考虑工人操作，机器人操作等多类型的装配过程，结合我司人机工程标准，验证他们的装配过程或者作业过程的干涉碰撞，工人视野校核，疲劳度等相关人机工程问题，确保工艺过程的准确性和安全性，并输出装配该零件的人机工程评分表；
进行前期物流规划，分析物流路线，物流车数量，物流节拍和生产线节拍的匹配问题，自动生产相应分析资源报表，并且能根据车型排产的数量和种类分析出混线车型最佳排产方案；
结合厂房线体3D模型，搭建柳东一线总装仿真架构，并在架构里对整个车间的运转情况进行LAYOUT设计，动态仿真。
拟建设的工艺仿真分析平台，将工具库，工艺BOM表，工艺标准，过往不良问题点库等相关工艺资源和设计数据在平台上集中，实现产品，工艺数据资源关联定义，统一管理、资源共享、数据检索、数据匹配防错等功能，实现工艺卡的编制和自动输出功能，针对于此, 工艺仿真分析平台必须具备如下功能：读取文件格式：软件能打开.stp、 .igs、 .part、 .product、 .cgr等常用3D数据格式文件；数据批量导入、匹配和变更提醒：工艺部门将整版的产品数据和制造BOM表导入到平台软件中，软件能实现设计数据和BOM表的自动关联，并按一定的格式输出结构树图表，若设计数据或制造BOM表变更，整版导入后，软件能实现变更提醒，输出相应的变更报表；
工艺资源分类管理：将不同类的工艺资源进行分类存储（包括数据，图表，数模等），实现数据的轻量化处理，并设定相应的管理权限，在授权条件下，提供上传和下载功能，从而实现在工艺平台中能够快速调用打开数据；
关联数据索引和框选确认：在工艺分析界面中，导入单个设计数据能够关联出与此零件相关的工艺信息（如工艺标准，过往不良问题等），提醒工艺分析者对工艺信息进行确认，针对不符合标准或是过往不良的零件，自动弹出ECR编辑模板(ECR的编号，编制时间，零件图号，名称等信息能自动获取)，便于工艺人员进行ECR编制;
定制开发工艺文件编辑器，简化工艺文件编制及自动输出:工艺卡编辑器能根据柳汽工艺文件模板进行开发(箭头,引线,操作符号等编辑工具栏),简化工艺卡编制,能够实现工艺卡A表自动变更,编辑完成后能够以EXCEL格式输出;能够满足客户需求的工艺文件编辑器开发；
工艺卡编辑器能够实现工艺卡B表装配零件信息的自动输出和自动变更(零件图号,名称,数量,对应紧固件名称,图号和数量信息);
进行套筒型号自动查询功能和种类匹配功能开发，输入紧固件图号，系统自动检查新车型紧固件是否属于现有紧固件库，并且显示出该紧固件对应的套筒型号；工艺仿真平台需将柳汽工时标准定制放入平台中,方便工艺人员直接选用标准时间进行工时计算,并开放工时标准的编辑功能,便于后期工时标准的更新和维护；
协同设计：工艺团队可以在共享平台创建项目共享目录，用于存放项目资料，供项目团队工程师共享，仅项目团队参与人员拥有访问权限；
平台可扩展性：包括平台使用范围的扩展和功能的扩展，系统应能够依据企业发展的需要，增加新的组织，或增加新的功能应用，以便于系统能够跟随企业的发展而不断扩展和升级；
平台开放性：提供与其它信息系统（包含但不限于PDM系统、BOM系统、CAPP系统）集成接口，无需开发或少量开发即可实现数据的互通。
图3 总装工艺平台
2）产品设计数字化
三维协同设计平台基于一个开放的、可扩展的PLM平台来构建，可支持三维(CAD/CAE、CATIA)设计协同管理的需求，同时将建立柳汽产品数模模板、建模规范，推动公司产品标准件库。
图4 整体平台规划
三维协同设计平台定位于“立足基础、全盘考虑、搭建框架、初见成效”，重在构建全面、稳健、实用的东风柳汽三维协同分析设计平台，将对东风柳汽产品研发管理体系进行定义，规范研发流程，实现研发数据集中、准确和结构化管理。三维协同分析设计平台将基于一个统一的平台进行三维数模的设计协同、数模发布、竞品分析和变更管理，为设计， CAE、工艺规划、工装设计等部门的并行工程提供准确可靠的单一数模数据源。主要建设课题内容，如下表所示。
表1 主要建设课题内容
3）企业资源计划管理系统ERP
(略)
4）制造执行系统MES
(略)
5）制造过程自动化
(略)
6）数据互联互通
建立覆盖主要设备的企业互联网，通过接入三大运营商的城域网1000M专线实现3个数据中心（柳南基地、屏山基地、柳东乘用车基地）间的网络互联，3个数据中心使用不同运营商提供的双链路组成环网，实现网络线路冗余。根据公司业务属性，将网络划分为生产网、研发网和办公网，各网之间设置独立的访问规则和安全控制，通过防火墙做好区域隔离及访问控制，确保各区域内及区域之间的访问安全。研发网、生产网与互联网隔离；办公网实现1000M到桌面及业务的无线办公，通过搭建网络智能链路，同时接入3大运营商的互联网服务，提升用户上网速度与体验，并提升了发布的业务系统的访问效率。
图9 数据互联互通
建立企业信息安全架构，利用可靠的信息安全技术确保工厂信息安全。网络信息安全领导小组在副总经理和公司总经办的领导下开展工作，对全局网络信息安全工作进行统筹指导，负责公司网络信息安全工作的规划、建设和管理；检查指导各基地和本部网络信息安全工作，协调处理网络信息安全工作中的重大问题；建立和完善网络信息安全组织体系，对公司网络信息工程建设进行统筹和审核。
根据《中华人民共和国网络安全法》积极推进和加强企业网络信息架构安全的建设，制定了企业的信息安全归路及推进路线图。按N+1方式推进数据中心建设，做到数据中心（N）和灾备中心（1）的数据互联互通，关键业务系统实现双机冗余、异地数据备份和CDP保护，确保业务系统的访问安全性和运行稳定性。业务系统根据使用场景可使用3大运营商的线路按需或同时发布，提高系统访问的容错性和提高用户访问的效率。所有上线应用系统的数据均有备份。重要关键应用系统根据国家信息系统的安全等级保护（二级）要求进行建设。备份管理员、系统管理员与业务系统管理员实现职权分离，确保数据、系统、和业务软件的安全性。
图10 企业信息安全架构
图11 全网安全可视化
使用数据管理系统或实时数据库平台，在系统、装备、零部件及人员之间实现信息互联互通和有效集成；
建立符合企业管理体系的可视化流程管理，实现生产现场数据可视化、信息共享及优化管理；
使用数据管理系统或实时数据库平台，在系统、装备、零部件及人员之间实现信息互联互通和有效集成；
建立符合企业管理体系的可视化流程管理，实现生产现场数据可视化、信息共享及优化管理。
3.效益分析
1）满足国内汽车行业快速发展的需求
现在，汽车制造业正面临一场重大的产业技术变革，新一代的汽车制造技术可能会全面颠覆传统的技术。而这场变革正是以制造业数字化、网络化、智能化为核心，建立在物联网和互联网基础上，同时叠加新能源、新材料等方面的突破而引发的。
随着人工成本的不断提升、机器人技术的成熟，规模不大的企业也愿意使用机器人作业。
工业机器人在汽车行业的应用越来越普及。一条传送带，上百台不同类型的机器人林立两边，传送带一端什么都没有，各种机器人“七手八脚”的忙活1分钟，一辆完整的汽车在另一端就“诞生”了。这种流水线式的生产节奏，要求汽车及汽车零部件企业不断提高自动化程度和生产工艺，来提升生产能力和品质保障。机器人及智能技术解决方案，才能够帮助汽车企业在产业升级中摆脱能源、人力、场地以及资金方面的约束，实现智能制造。而目前这种模式已广泛应用在我国汽车制造业智能化车间，已成为目前汽车制造业智能制造的重要载体。
工业机器人指的是能在人的控制下智能工作，并能完美替代人力在生产线上工作的多关节机械手或多自由度的机器装置。与人力相比，工业机器人具备低成本、高效率以及24小时工作的特点。近年，随着国内经济不断发展，劳动力成本随之上涨，我国制造业人力优势不再，在制造业升级的大背景下，“机器换人”提高制造业智能化程度成为新的潮流。汽车行业作为机器人使用大户，与工业机器人关系密切，不仅汽车智能制造需要机器人的助推，而且很多汽车零部件企业也已经涉足机器人生产。目前，北汽、上汽、一汽、东风、广汽、长城和吉利等汽车制造企业都越来越多地选择使用汽车制造业智能化机器人满足高效的汽车流水配装作业。
放眼全球，制造业未来的主攻方向就是工业互联网、物联网和智能制造。从智能工业机器人到生产过程的智能化，再到经营管理等各个环节的智能互联，它将大大提高生产效率和效益。面对智能网络，快速发展的汽车制造业数字化、网络化、智能化是发展的大趋势，因此，我国汽车制造业智能化势在必行。
未来汽车技术的重点发展方向是数字化、精确化、绿色化、智能化，在汽车工艺智能化生产方面，我国与发达国家存在较大差距，更多的是局部环节自动化，单机自动化，没有实现全局智能化制造，迫切需要引入智能化设备和技术来改变目前生产效率低，资源浪费严重、市场响应慢和产品附件值低等现象。东风柳汽乘用车智能工厂建成，将解决汽车生产自动化、智能化、绿色化，对我国汽车及零部件行业乃至装备制造领域的数字化和智能化建设，起到引领和示范作用。
2）满足企业产品个性化定制需求
公司柳东乘用车基地智能化工厂的建设，推进数字化设计、装备智能化柔性化升级、工艺流程优化、精益生产、可视化管理、质量控制与追溯、智能物流等应用，推动企业全业务流程智能化整合。利用柳东乘用车基地冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺车间及设备生产线，通过购置关键设备及软件，通过建立智能化、数字化工厂，喷涂、涂胶机器人系统、挡风玻璃自动涂胶线、激光钎焊系统、3D跟踪仪、在线检测系统、AGV发动机后桥及电池包搬运机器人装配合装线、AGV物流搬运机器人系统、集配防错系统、关键重保扭矩数据采集追溯拧紧防错系统、全价值链可视化监控平台、工程管理系统，生产管理系统等实施。以生产制造过程的智能化、可视化为主要战略建设思路，以智慧协同作为支撑，通过业务优化整合，研究并建设精准的生产管理；通过智能系统及智能设备探索研究及建立高度柔性化、多维度可控的自动化生产线及物流体系，通过智能决策的控制落地，实现工厂智能化自动控制及生产过程可视化，并建立智能运营中心，实现工厂生产过程的智能决策及全价值链可视化监控。最终建成以采购、生产、营销、物流、财务为主线的集成应用系统的智能工厂。企业拥有先进的生产制造，以及完善的质量、研发、采购、信息技术和人才系统，为企业的可持续发展提供了良好基础。
3）为汽车及零部件企业提供示范应用
我公司的智能化工厂，采用先进的智能自动化喷涂、涂胶机器人系统、挡风玻璃自动涂胶线、激光钎焊系统、3D跟踪仪、在线检测系统、AGV发动机后桥及电池包搬运机器人装配合装线、AGV物流搬运机器人系统、集配防错系统、关键重保扭矩数据采集追溯拧紧防错系统、全价值链可视化监控平台、工程管理系统，生产管理系统等，可作为广西汽车及零部件企业提供示范应用。
标签：平台,乘用车,柳汽,智能化,机器人,系统,案例,工艺,生产 来源： https://blog.51cto.com/u_15127591/2736038