机器的“智能(néng)”能达(dá)到什(shí)么程(chéng)度?当2017年围棋九段(duàn)柯(kē)洁被阿尔法go三连(lián)胜后的失声啜泣,当德国KUKA公司演绎用机(jī)器手臂与(yǔ)世界冠军的乒乓对决,这两个事件直观的(de)告(gào)诉我们,机器(qì)的智能化已(yǐ)经到达了一(yī)个新的(de)高度。在我们的制造行业中,“智能”扮演着什么(me)样的角(jiǎo)色,以促进人类生产技术和(hé)文(wén)明更好(hǎo)地发展呢?
上世纪90年代,随着信息技术和人工智能的发展,智能制造技术引起发(fā)达国家的关注(zhù)和研(yán)究。2008年(nián)金融危(wēi)机以后(hòu),发达(dá)国家认识到以往去工业化发展的弊端,制(zhì)定(dìng)“重返制造业”的发展(zhǎn)战略,同(tóng)时大数据、云计算(suàn)等一批信息技术(shù)发展的前端科技(jì)引发制造业加速(sù)向智能(néng)化转型(xíng),把(bǎ)智能制造作为未来制造业的主(zhǔ)攻方向,给予一(yī)系列的政(zhèng)策支持,以抢占国际(jì)制造(zào)业科技竞争的制高点。
在(zài)中国,制造(zào)的智(zhì)能革命也在加速(sù)进(jìn)行。而在企业层面,实际上诸多公司(sī)早已经开始了实践,那么在(zài)众多的(de)行业中,到底哪一个产业的智能制造实践是走在前列(liè)的呢?应该是(shì)在汽车制造业。从行业来看(kàn),汽车制造是一个技术(shù)密集、资金(jīn)密集、人才密(mì)集的行业,是制造的金字(zì)塔塔尖(jiān)。在(zài)制造行(háng)业的转型升级中(zhōng),汽车产业也一直是一个排头兵。
中国汽车制造,因为(wéi)起步时间比较晚,所以积累了(le)后(hòu)发优势。目前(qián)全球最优(yōu)秀最先(xiān)进的汽车制造工厂和体系大部分集中在(zài)中国(guó)。现代工业4.0分为(wéi)三大系(xì),包含了智能工厂、智能生(shēng)产(chǎn)和智能物流。比如宝马(mǎ)沈阳的大东工(gōng)厂、一汽(qì)-大众(zhòng)佛山工厂、凯迪(dí)拉(lā)克上(shàng)海工厂、捷(jié)豹路虎的常熟(shú)工(gōng)厂等,都是这些汽(qì)车行业的(de)典(diǎn)型代表(biǎo)。
在众多的汽车工厂中,整体(tǐ)来看,以中(zhōng)英(yīng)最为出色的汽车制造(zào)企业合资的奇瑞捷豹路(lù)虎是在中(zhōng)国生产制(zhì)造的制造企(qǐ)业中技术含量、智能化程度较高,环(huán)保(bǎo)和(hé)可持续发展都走在最前列,能(néng)够成为工业4.0代表。
各个环(huán)节均有“绝招”
【涂装车间(jiān)的NVH机器人】
奇瑞捷豹路虎在各个生产(chǎn)环节都有自己(jǐ)独到的地方。在(zài)传统(tǒng)的冲压、焊装、涂装和总装等四大工艺(yì)中,均(jun1)是世(shì)界领先,企业更实现了订单式生(shēng)产,具有高效的生产(chǎn)柔性。此外,奇瑞捷豹(bào)路虎也是唯一同时生产两个(gè)豪华品牌(pái)的车企。
冲压(yā)环节全(quán)部(bù)采用全封闭的自动(dòng)化生产,工人和管理技术人员只负责监视(shì)和控制,保障设备安全生产。其冲压车间(jiān)工作效率(lǜ)极高,其中(zhōng)伺(sì)服压机线是世界运(yùn)行最快的生产(chǎn)线,可达20SPM(每3秒(miǎo)出1个件);机械压机线是国内(nèi)最(zuì)快(kuài)的机械(xiè)压机线,可达15SPM(每4秒(miǎo)钟出(chū)1个(gè)件)。
为确保生产质量,奇瑞捷豹路虎很多冲压件都是自我完成(chéng)生产,比如路虎发现神行自制件超过80个,路(lù)虎揽(lǎn)胜极光自制件超过90个(gè),远高于业界(jiè)水平。奇瑞捷豹路虎常熟工(gōng)厂(chǎng)二期还新增冲压三线,采用国际(jì)先进的伺服压机线(xiàn),每3秒钟冲一个件。冲压(yā)完(wán)成之后,企业会进行抽(chōu)检(jiǎn)5%的零件将采用(yòng)三坐标间进行检(jiǎn)测(cè),以确认精度。
而在焊(hàn)装车间,奇瑞捷(jié)豹路(lù)虎采先(xiān)进(jìn)的铝材激光(guāng)拼焊,率先将航天(tiān)铆接技(jì)术应用于车(chē)身(shēn)制造。奇瑞捷豹(bào)路虎焊装车(chē)间有322台(tái)自动(dòng)化机器人,平均120秒焊装完成一台车。奇瑞捷豹(bào)路虎全(quán)铝(lǚ)车身车间拥有(yǒu)全(quán)球(qiú)最先(xiān)进(jìn)的铆接胶合(hé)技术和设(shè)备,铆接(jiē)自动化率高(gāo)达100%,高自动化率为生产出(chū)更高(gāo)质量的(de)车身提供了(le)最基本的保障(zhàng)。我们(men)知道工业机(jī)器人是智能制造业最(zuì)具代表性的装备。焊(hàn)装车间(jiān)的高自动化率在于其采用(yòng)了大量(liàng)的德国KUKA机器人(rén),这也是前文所(suǒ)提到能够和世界冠军打乒(pīng)乓球的全球最优(yōu)秀的“机械手(shǒu)臂”。
涂装车(chē)间则配备(bèi)了焊缝密封(fēng)机器人(rén)、NVH/LASD机器人以及底盘抗石击材料机器人等高(gāo)自动化设备,这些设(shè)备可以帮助奇瑞捷豹路虎(hǔ)在生产中提高密封精度(dù),并(bìng)实现更好的(de)隔音降噪(zào)。工厂配备的先进的全旋(xuán)转反向浸渍传输(shū)技术节能环保高效,效率提高50%以上,不仅节约人力,更(gèng)增加批量稳定性,使排放降低到最小。而在总装车间,奇瑞捷豹路(lù)虎常熟工厂拥有49个检查站(zhàn),对(duì)整个装配过程检查(在(zài)线检查)和最(zuì)终报交(下线检查),层层把关保证制造过程,最终交付满足客(kè)户预(yù)期的合(hé)格优质产品(pǐn)。
portant;" />
【发动机生产的(de)托(tuō)盘装有智能(néng)芯(xīn)片可全程记(jì)录加工信息】
作为最后一个(gè)环节的质(zhì)检(jiǎn)中心,拥(yōng)有2台整车坐标(biāo)测量机、全(quán)天候环境仓(cāng)、振动(dòng)台、静态淋雨测试、整车(chē)气密性测试等设备。可以说,这(zhè)种先进的(de)制造能力集合了中英股(gǔ)东双方(fāng)各家所长,最(zuì)终打造了一个世界(jiè)先进水平的制(zhì)造体系和工厂,而这也成为奇瑞捷豹路虎快(kuài)速发展的基础。
会“对话”的神经网络
portant;" />
【总装(zhuāng)车(chē)间的(de)AGV设备】
这(zhè)些只是(shì)一个智(zhì)慧化(huà)工厂的基(jī)础。如(rú)果没(méi)有一个神经系(xì)统将所有的板块串联,这个工厂只是(shì)一个低(dī)级的(de)生产自动化,而远谈不上智慧化(huà)。奇瑞捷(jié)豹(bào)路虎的(de)神经是怎么创(chuàng)造(zào)的?答案(àn)是工业(yè)互联网。奇瑞捷豹路虎工厂最大(dà)的特(tè)色是(shì)引(yǐn)入(rù)大量人机(jī)交互和(hé)智能、柔(róu)性(xìng)生产技(jì)术,塑造(zào)除了一套设计可(kě)视(shì)化、制(zhì)造数字化、服(fú)务远程(chéng)化的生产体系。奇瑞捷豹路(lù)虎常务副总(zǒng)裁陈雪峰表示:“今天,把我们的工厂放(fàng)到欧洲、放到全球任何一个地方,那都是最先进的。”
早(zǎo)在奇瑞捷豹路虎在开展一(yī)期项目的阶段便已实现工业互(hù)联网(wǎng)在国内的率先落地(dì),通过(guò)一个整体的IT方案,覆盖包括质量(liàng)和物流在(zài)内的所有(yǒu)制造业务需(xū)求。该系统运用了(le)大量互联网技(jì)术,包括生产匹(pǐ)配(pèi)、物流订单等方面,做(zuò)成了汽车行业内最为先(xiān)进、具(jù)有代表性的SAP汽车行业整(zhěng)体方案(àn)。IT系(xì)统将继续成为(wéi)二期产能扩建(jiàn)项目的重点(diǎn)。另外,工厂厂(chǎng)区大量运用互(hù)联网技(jì)术,实(shí)现全(quán)车(chē)间覆盖WIFI,从配件运输到装配实现自动化操(cāo)作。
具体来说,配(pèi)件运输中大(dà)量使用AGV运输机器人,减少了配送人员,在提升配送效率(lǜ)的同时降(jiàng)低了员工取件时间和拿错零件的风险。“车间的(de)物料车,很(hěn)多企业(yè)都是沿着预定的滑轨移动,而奇瑞捷豹路虎工厂第二总装车间里的物料小车,是靠内置地图运行(háng),这(zhè)很大程度上提(tí)升了车间物流(liú)的灵(líng)活性。”陈雪峰说。现在(zài),常熟工(gōng)厂已(yǐ)经能使(shǐ)用(yòng)语音(yīn)拣选系统,确保物(wù)料出库准确(què)率。而在装配的培训过程中,奇瑞捷豹(bào)路虎引入(rù)数字化工(gōng)艺(yì)规划和(hé)仿(fǎng)真系统,通过系统建模及仿真分析优化制造工艺,其中(zhōng)第二总装车(chē)间采(cǎi)用(yòng)辅助(zhù)装配(pèi)的混合(hé)现实MR设备,提升装配效率与品质(zhì)。
portant;" />
【总(zǒng)装车间扫描点位】
工厂大(dà)面积使用物(wù)联网系统(tǒng),在焊装、涂装、总装工艺、发动机工厂以及物流(liú)等流程中,均(jun1)利用(yòng)超高频无线射频(pín)识别系统RFID及读写设备,实现(xiàn)全流程生产过程(chéng)控制及追踪,并通(tōng)过上(shàng)传追踪(zōng)数据(jù)来管理产品的(de)生产过程与品(pǐn)质控制。简单来(lái)说,奇瑞捷(jié)豹路虎的每(měi)一个环节都像是有一个独特的“识别(bié)码”,不论是生产还是(shì)销(xiāo)售,产品都(dōu)能同沿途关(guān)卡自动(dòng)“对话”。每个零件、每个(gè)服务流程都能(néng)说话的智(zhì)能技术,是(shì)奇瑞捷(jié)豹路虎智慧工厂的最重要特点和(hé)形式。
portant;" />
【质检中心的E-Cube检测】
“前期就导(dǎo)入了(le)我们很多的智能制(zhì)造,对(duì)我们(men)整个生(shēng)产工厂建设起到了非(fēi)常好的风险(xiǎn)控制的(de)作用。”陈雪峰(fēng)说。这样的例(lì)子还有很(hěn)多,比如(rú)在车辆总装线上,奇瑞捷豹(bào)路虎引进了人机交互和(hé)可(kě)升降装配吊具,允许工人灵活调节车身高度,减少体(tǐ)力消耗(hào)。同时,装配线上还配置了移动(dòng)地板链(liàn),工人在装配配件的(de)同时,可以缓慢(màn)向前移(yí)动(dòng),不致影响装配进度和效(xiào)率。在生产过(guò)程中,地上(shàng)的黑色地板会可移(yí)动地板链,会伴随工人作业缓(huǎn)慢向前移动。
人、车、能源(yuán)监(jiān)控(kòng)设备的智能互联和数据共享,3D打(dǎ)印(yìn)、虚拟与增强(qiáng)现实、物联网、大数据、云计算、机器(qì)人及(jí)其应用系统等智能(néng)制造支(zhī)撑(chēng)技术,让奇瑞捷豹路(lù)虎常(cháng)熟工厂满是“黑科技”。
环保(bǎo)科技大量运(yùn)用
portant;" />
【环保是奇瑞捷豹路虎工厂的重要(yào)特性】
智慧工厂的另一个特点是生产(chǎn)环(huán)境友好。奇瑞捷豹路虎常(cháng)熟工厂(chǎng)在各(gè)个环节都十分注重其(qí)生产的(de)环保性,比如(rú)在(zài)冲压车间,奇瑞(ruì)捷豹路虎采用国(guó)际运行(háng)速度最快的伺(sì)服压(yā)力机,比传统机械压(yā)机(jī)更(gèng)加精准,且可降低15%能耗。此外,冲压车间采用铝钢(gāng)分拣回收,且(qiě)还可(kě)实现(xiàn)铝废料的100%闭环回收。
焊装(zhuāng)车间(jiān)给人(rén)的印象是(shì)火花(huā)四射,但奇瑞捷(jié)豹(bào)路虎常(cháng)熟工(gōng)厂与传统的生(shēng)产车间相(xiàng)比,这(zhè)里甚为整洁、舒适(shì),也没有因高温焊(hàn)接而(ér)产生的火(huǒ)花和刺激性(xìng)气味(wèi)。原因在于,奇瑞(ruì)捷豹(bào)路虎全铝车身生产车间采用的并非(fēi)传统的电焊,而是来源于航空领域的自冲铆接粘合技术。与传统电(diàn)焊相(xiàng)比,自冲铆接的(de)强(qiáng)度能增加(jiā)30%,且低噪音、无(wú)烟尘排放。而(ér)捷豹首款(kuǎn)国产车型(xíng)全新捷豹XF长轴距版的铝材链(liàn)接,100%采用(yòng)自冲铆接(jiē)技术(shù)。
portant;" width="800" height="632" align="" />
【全自动(dòng)的天(tiān)窗系统(tǒng)】
在涂(tú)装车间(jiān),奇瑞捷豹路虎(hǔ)使(shǐ)用先进的RO-DIP前处理(lǐ)和电泳工艺使(shǐ)废水排放接(jiē)近零(líng)。采用全球最先进的干式喷漆系统,实现高达95%的空气可循环利用,节(jiē)省60%的能源,同时采用水性环(huán)保涂料。奇瑞捷(jié)豹(bào)路(lù)虎现在厂区设有花园式的污水(shuǐ)处理(lǐ)站、MBR膜生物反应器(奇(qí)瑞(ruì)捷豹路虎是国内首家使用(yòng)外置式MBR膜生物反应器处理涂装废(fèi)水)等措施,可基(jī)本实现氮磷的零排(pái)放。
奇瑞捷(jié)豹路虎的(de)厂(chǎng)房(fáng)配(pèi)备了大(dà)量屋顶天窗,这(zhè)些天窗都是全自动、电动控(kòng)制。天窗在晴(qíng)天的时候会自动(dòng)打开。同(tóng)时为了降低能(néng)耗,在(zài)屋顶配(pèi)备了TPO保温屋(wū)面及(jí)彩钢夹心石棉墙板。
智能(néng)制造(zào)是新一轮科技革命(mìng)和产业变革的核心。新一(yī)代信(xìn)息技(jì)术(shù)的发展和中国制造业(yè)转型(xíng)升级迫切需求相结合,给中(zhōng)国制造(zào)提供了一个很重要的(de)手段,这一机遇需要抓住。作为中英合作的典范,奇瑞捷豹路(lù)虎(hǔ)结合双方所长,将世界先进的生产技术,生产管理技(jì)术(shù)与中(zhōng)国本土企业进行融合创新,创造自(zì)己的发展模式。