西門(mén)子（中國）有限公司 夏緯

西門(mén)子（中國）有限公司數字化工廠(chǎng)集團副總裁、汽車(chē)行業(yè)事業(yè)部總經(jīng)理夏緯

智能制造的概念有些寬泛，對于西門(mén)子來(lái)說(shuō)，涵蓋了從“工業(yè)3.0”到“工業(yè)4.0”很長(cháng)的戰線(xiàn)。盡管與其他行業(yè)相比，汽車(chē)行業(yè)在數字化轉型道路上走得最遠，但就目前發(fā)展情況來(lái)看，仍有很多問(wèn)題尚需解決。首先，汽車(chē)行業(yè)必須轉換思維方式，從關(guān)注“最佳組合”轉向全面掌控整個(gè)流程鏈，同時(shí)還要考慮工廠(chǎng)的生命周期。只有這樣才能釋放出工廠(chǎng)尚未挖掘的潛力。此外，我們還需要理清，在海量的現有數據中哪些是我們需要的，應該在何時(shí)何地使用它們，以及如何讓這些數據被調用。第三項挑戰是系統有序地執行各項標準，因為標準是數字化的基礎。

西門(mén)子認為數字化企業(yè)是通向“工業(yè)4.0”和智能制造的必由之路，這一策略需要持續在管理層和員工層普及和培訓，并在財務(wù)上予以支持，讓?xiě)霉ぞ吆推髽I(yè)數字化水平同步發(fā)展。我們可以從以下六個(gè)方面考慮。

管理流程

國內車(chē)企均尚未制定數字化和自動(dòng)化總體策略和路徑，上汽通用、華晨寶馬、廣汽豐田這樣比較先進(jìn)的合資廠(chǎng)也只是處于起步階段，還沒(méi)有完善的策略和路徑。合資企業(yè)有部分實(shí)際的投資金額，本土車(chē)企包括新能源車(chē)企都還沒(méi)有相關(guān)投資。所有車(chē)企均處于“價(jià)值鏈上各自獨立的數據庫應用”狀態(tài)，無(wú)法實(shí)現貫穿全價(jià)值鏈的企業(yè)級數據協(xié)作平臺。各自獨立的數據庫造成了新的信息孤島。產(chǎn)業(yè)升級離不開(kāi)全員素質(zhì)的提高，特別是管理者的思維認知需要超前一步。大數據方面，多數企業(yè)都有各種數據庫，但是應用方面還很薄弱，部分合資企業(yè)如上汽通用、華晨寶馬已經(jīng)開(kāi)始企業(yè)大數據的分析工作，上汽通用對CRM數據進(jìn)行分析，華晨寶馬則已經(jīng)著(zhù)手實(shí)施大型數據中心的基礎架構建設。

產(chǎn)品設計

越來(lái)越多的車(chē)企已經(jīng)從仿制為主轉向了自主正向研發(fā)，即便是借助國外設計機構。全三維設計已經(jīng)是國內車(chē)企的標配，而要做到多工藝協(xié)同對數字化設計軟件的要求更高。產(chǎn)品仿真測試的應用已經(jīng)比較普遍了。產(chǎn)品生命周期管理的系統化使用是車(chē)企間比較清晰的分水嶺。在產(chǎn)品設計階段進(jìn)行制造工藝文檔的生成和管理，不僅提高設計工作的系統性，也為后面生產(chǎn)制造環(huán)節實(shí)現閉環(huán)控制提供了可能性。3D打印技術(shù)不僅使用在概念車(chē)型的制作上，將來(lái)也會(huì )大量應用在零配件的制造上。合資車(chē)企中優(yōu)秀的企業(yè)已經(jīng)在做虛擬現實(shí)技術(shù)的嘗試，如上汽通用已經(jīng)聘請專(zhuān)門(mén)的虛擬現實(shí)設計工程師。

生產(chǎn)規劃

在實(shí)際產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)之前，一條虛擬的生產(chǎn)線(xiàn)可以幫助工廠(chǎng)進(jìn)行仿真和優(yōu)化?！皵底只p胞胎”概念就好像真實(shí)世界在虛擬世界的鏡像，它可以從產(chǎn)品設計階段一直貫穿到運營(yíng)服務(wù)階段，使得我們在每一階段的工作都能達到事半功倍的效果。國內車(chē)企的BOM（Bill of Material，物料清單）系統還處于起步階段，目前只有上汽自主品牌的車(chē)型產(chǎn)品數據和BOM已實(shí)現在企業(yè)全局的BOM系統中管理。三維的產(chǎn)線(xiàn)布置和平衡不僅在投產(chǎn)的時(shí)候才有用，在之后的優(yōu)化、調產(chǎn)、改造階段能夠節省大量的資源。在生產(chǎn)規劃軟件中嵌入變更的追蹤和分析可以使得數據的一致性和效率大大提高。通過(guò)對沖壓機和機器人系統的仿真，可以在制造單機與生產(chǎn)線(xiàn)之前模擬出實(shí)物，縮短生產(chǎn)工期，避免不必要的返工?？傃b車(chē)間的自動(dòng)化水平較低，信息化水平滯后，因而大部分車(chē)企難以在總裝車(chē)間實(shí)現虛擬仿真、虛擬裝配與人機工程學(xué)，一汽和上汽通用也只能部分實(shí)現。在四大工藝日趨成熟的今天，要填補動(dòng)力總成的研發(fā)和質(zhì)量這塊短板，測試系統不可或缺。

工程實(shí)施

一系列自動(dòng)化創(chuàng )新應用會(huì )讓企業(yè)節省大量工作，而統一的標準化的軟硬件和通訊，讓工程數據保持高度一致的同時(shí)，并在水平和垂直方向上的集成，進(jìn)而使企業(yè)在已有的“工業(yè)3.0”基礎上又一次騰飛?？刂破?、分布式 I/O、人機界面（HMI）、傳動(dòng)、運動(dòng)控制系統、電機管理系統等都可以無(wú)縫集成到一個(gè)單一的工程環(huán)境。目前只有上汽大眾和華晨寶馬等少數企業(yè)能夠貫徹這樣的標準化。企業(yè)管理水平要提高，統一的標準化文件必不可少。如果將機械設計的過(guò)程與電氣數據聯(lián)系到一起，就可以自動(dòng)生成PLC程序和相應的E-CAD布局方案。這是工程實(shí)施階段跨越性的一步。大部分車(chē)企還難以實(shí)現自動(dòng)化設備配置和程序的自動(dòng)生成，基本處于人工編程調試的階段。虛擬調試是自動(dòng)化技術(shù)的革命性突破，在虛擬世界和真實(shí)世界之間搭起了橋梁，國內已經(jīng)有少數先行企業(yè)掌握了這項技術(shù)。車(chē)企車(chē)間內以太網(wǎng)一統天下，如果通訊規約統一，會(huì )讓通訊組態(tài)和調試變得更加簡(jiǎn)單和迅捷。大數據依賴(lài)于底層數據的收集，打通垂直數據集成通道是“工業(yè)4.0”的重要標志。就目前國內所有車(chē)企的企業(yè)IT架構現狀，均難以實(shí)現垂直數據通道從底層自動(dòng)化感知層直達企業(yè)管理層。

制造執行

基本的制造管理系統已經(jīng)成為汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)中不可缺少的一部分，用于收集生產(chǎn)線(xiàn)上有關(guān)設備和質(zhì)量管理的信息。但是使用的實(shí)際效用可以說(shuō)差距很大。精益制造體系的生產(chǎn)執行系統在合資車(chē)廠(chǎng)中已經(jīng)基本貫徹，本土車(chē)廠(chǎng)也在逐步推行這種理念。公司作業(yè)過(guò)程中文件傳遞電子化的趨勢比較明顯。全自動(dòng)化的物流設備和系統已經(jīng)在少數車(chē)企實(shí)現，下一步是與供應商的物流系統對接的時(shí)刻?！肮I(yè)4.0”的理想狀態(tài)是每時(shí)每刻都能夠追蹤產(chǎn)品加工狀態(tài)，產(chǎn)品會(huì )告訴機器設備，它已經(jīng)經(jīng)過(guò)幾道工序，現在應該實(shí)施哪種工藝。在制造執行階段，系統性地進(jìn)行物流仿真和產(chǎn)能分析屬于高階技能。得此技能者得天下。要實(shí)現按需生產(chǎn)，ERP電子系統必須和消費者/渠道連接在一起。實(shí)現這一點(diǎn)還有很長(cháng)的路要走。

維護服務(wù)

汽車(chē)制造商想要維持長(cháng)期的競爭優(yōu)勢，最大化工廠(chǎng)的生產(chǎn)可靠性和設備綜合效率，同時(shí)優(yōu)化總體擁有成本是關(guān)鍵的成功因素。將無(wú)意義的大數據“big data”變身成為智慧數據“smart data”，才能利用這些數據制定更加明智的決策。不管是新建廠(chǎng)還是老廠(chǎng)，都可以建立三維的工廠(chǎng)模型，這是下一步透明工廠(chǎng)的基礎。透明工廠(chǎng)意味著(zhù)實(shí)時(shí)可用的全廠(chǎng)數據流可以在比如說(shuō)云端用來(lái)生成真實(shí)工廠(chǎng)的虛擬鏡像工廠(chǎng)，管理者可以隨時(shí)調看工廠(chǎng)狀況。戴上VR或者AR眼鏡，整個(gè)工廠(chǎng)就可以呈現在面前。

實(shí)施問(wèn)題管理系統，不僅要求有經(jīng)驗的專(zhuān)家解決問(wèn)題，重要的是要有預案和完善的機制，使得每次問(wèn)題的出現都能讓我們找到漏洞和缺陷，讓企業(yè)運營(yíng)和管理更上一層樓。

維護服務(wù)外包的情況在未來(lái)勞動(dòng)力減少、知識密度提高的趨勢下會(huì )越來(lái)越多。一些企業(yè)已經(jīng)實(shí)施了能源監控方案，但是還不知道如何利用已經(jīng)收集的數據。定期維護固然重要，然而預防性維護在提高工廠(chǎng)可靠性上能夠貢獻更多。對工廠(chǎng)里成千上萬(wàn)的傳感器產(chǎn)生的大數據進(jìn)行挖掘，必然能找出很多可以進(jìn)一步優(yōu)化和改造的機會(huì )，這也就是所謂的大數據驅動(dòng)的服務(wù)。在這一點(diǎn)上，數據云的應用和發(fā)展已經(jīng)成為看得見(jiàn)的未來(lái)。

有關(guān)工業(yè)信息安全的考慮，合資車(chē)企更為完善，本土車(chē)企在這方面的意識比較弱，或者說(shuō)懷著(zhù)未知的恐慌，而這在未來(lái)工業(yè)智能制造框架內占據了重要的位置。

結語(yǔ)

隨著(zhù)汽車(chē)的系列越來(lái)越豐富，新品推向市場(chǎng)的時(shí)間越來(lái)越短，要求柔性制造和信息化程度也在不斷提高。綜上所述，我們認為只有涵蓋了以上整個(gè)價(jià)值鏈且無(wú)縫連接的整體解決方案才能產(chǎn)生可持續的競爭力：加快上市、增加柔性、保證質(zhì)量、提高效率，將用戶(hù)企業(yè)推向 “工業(yè)4.0”的高度。其中，企業(yè)管理人和員工的素質(zhì)決定了未來(lái)工業(yè)智能制造的成色。

摘自《自動(dòng)化博覽》2017年6月刊