知名汽車企業智能工廠信息化系統

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知名汽車企業智能工廠信息化系統天津工程機械研究院有限公司以推動中國工程機械行業科技進步為己任，創造了多項行業第一，建立了完備的工程機械標準、質量監督和試驗檢測體系。先後完成600餘項國家部委重點課題，獲得包括國家科技進步特等獎在內的國家和省部級科技獎項 200 餘項，其中百餘項科技成果填補國內空白，科技成果推廣到全國 28 個省市上千家企業，為我國工程機械行業的技術進步做出了突出貢獻。

目錄

一、企業簡介

近年來，天工院重點在工程機械、農用機械、汽車製造、試驗裝備、軍工裝備、海洋裝備等多個行業開展新技術研究和成果轉化，研究方向涉及節能減排、智能控制、數字化工廠、物聯網、液壓傳動、液力傳動、機器視覺、測試分析等技術領域。在液壓、液力傳動及智能控制技術領域擁有國際先進的科研試驗條件以及關鍵零部件製造能力；在信息與智能化控制、機電液系統集成應用、整機節能與系統匹配等基礎和應用技術研究方面積累了大量的科研成果。通過兩化融合體系認證，入選智能製造系統集成商。

二、項目簡介

本案例針對中國某知名汽車企業生產基地新建項目，通過在四大車間部署天津工程機械研究院有限公司自主研發的信息化系統，引入物聯網、機器視覺、邊緣計算、大數據分析等新技術，形成以信息化平台為核心，生產、設備、品質、能源四個維度為主體的整車廠級信息化系統平台，幫助該智能工廠實現降本提效、質量提升、去技能化、省人化。該項目在2020年已經實現整車下線，廠區內包含衝壓、焊裝、塗裝、總裝四大工藝車間，年產能10萬輛。產品涵蓋SUV、轎車、皮卡三大品類，具備發動機、變速器等核心零部件的自主配套能力。

三、項目技術方案

項目實施範圍覆蓋了衝壓、焊裝、塗裝、總裝四大工藝車間和聯合站房，信息化系統實施內容涵蓋了作業計劃管理、生產過程監控、車輛識別跟蹤管理、質量管理、能源管理、物流管理6大功能模塊。如圖：

1.作業計劃管理

作業計劃管理模塊可自動導入生產訂單信息，集合設備、庫存、人員等情況進行智能排程，生產日滾動生產計劃，實現生產訂單的動態跟蹤，可最大限度的優化產能並縮短產品交貨期。衝壓車間可結合焊裝生產計劃、製件庫存數量、模具狀態對生產計劃進行自動排程；焊裝車間實現生產計劃隊列管理、生產計劃分解和同步下發、同步生產指示功能。實施效果如圖2所示。

2.生產過程監控

設備狀態監控實現衝壓、焊裝、塗裝、總裝車間生產設備狀態數據的自動採集，當出現工藝偏差和設備異常時可自動觸發預警。設備狀態監控採用總覽、線體、設備三級可視化監控模式；設備報警信息採用故障、警告、報警三級報警管理模式，從而幫助現場操作人員和維修人員及時找出設備的問題，達到快速解決的目的，提高設備及生產過程正常運行率。

生產過程中出現生產、設備、質量、物料異常時系統採用無線 ANDON 方式進行呼叫，異常事件處理時間系統自動進行統計分析，從而提高現場異常事件的處理效率，減少異常事件停線時間。

3.車輛識別跟蹤管理

採用條碼識別、RFID射頻識別、OCR視覺識別技術，實現車輛在焊裝、WBS、塗裝、PBS、總裝車間生產過程中的自動識別、路由控制、全程跟蹤和調度。系統可對某一車輛進行查詢、標記，過點跟蹤、自動報工。依據該模塊提供的車輛生產隊列可實現設備程序、工藝文件自動下載，確保生產作業的標準化、規範化，幫助企業顯著提高生產過程管理水平。

4.質量管理

通過質量檢驗規範定義、質量檢驗計劃管理、質量檢驗數據採集、質量過程數據追溯、質量檢驗數據異常報警及SPC分析5大功能實現對車輛生產過程中生產質量的嚴格管控，提高生產過程中質量運營績效。

5.能源管理

實現整廠配電、供水、循環水、壓縮空氣、空調等能源子系統的全方位、透明化監視與管理。該模塊可對各類能源設備狀態參數和能耗數據進行實時分析、趨勢分析、優化運行；可自動完成各類能源的計量、統計、考核及節能分析，為功能部門提供能源平衡分析、能耗預警、能源計量設備管理，為用能部門提供能耗預測、計劃考核管理，為企業管理提供能效分析、能源成本核算、能耗對標分析。其外，該模塊利用 3D 數字化仿真技術，實現了站房設備的虛擬化點檢和狀態監控。

6.物流管理

幫助企業快速實現JIT準時化配送，通過下達的日、線生產計劃，引導WMS倉儲管理系統完成物料齊套作業，引導物料調度配送系統實現物料以準確的數量，在準確的時間、配送到準確的地點的作業流程。實施效果如圖5。

四、項目成效

通過本平台的實施，實現生產過程中的作業計劃管理、異常呼叫管理、生產過程可視化管理、生產閉環管理、車輛自動跟蹤管理、質量管理、能源管理、物流管理、智能庫區管理等多個模塊管理功能。

車間內部生產無紙化模塊，可為企業每年節約紙張103.4萬張，節省人工記錄工時 6720小時；生產過程可視化模塊，採集信息點13萬個，報警信息0.5s秒快速反饋；衝壓智能庫區管理，每年節約盤點工時768小時。通過建立統一的數據湖，打通各層級間的數據壁壘，實現數據的集中管理； 通過管理駕駛艙、數據追溯報表、APP等數據展示手段，將數據準確傳遞給各層級員工，使每一項數據實現價值最大化。

項目成果現已成功推廣到該企業的多個工廠，已成功應用於其他汽車及零部件領域、工程機械領域，系統的成功實施均能為不同行業(家電、汽車、半導體、通訊、IT、醫藥)多品種小批量生產或大批量生產的混合型製造企業提供良好的企業信息管理實施經驗。為傳統企業向智能化和數字化轉型賦能，助力企業實現快速持續發展。