吉利數(shù)字化工廠的實(shí)踐干貨
編者按：智能制造是《中國制造 2025》戰(zhàn)略的主攻方向，在新的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，決定競(jìng)爭(zhēng)成敗的關(guān)鍵不再是設(shè)施規(guī)模、低勞動(dòng)力成本等因素，技術(shù)管理軟實(shí)力和科技創(chuàng)新能力對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力的貢獻(xiàn)更為突出。
汽車制造業(yè)如何通過產(chǎn)品創(chuàng)新和管理變革，有效利用信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、智能化技術(shù)建立差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，從而縮短產(chǎn)品上市周期、降低成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量，滿足日益增長(zhǎng)的個(gè)性化需求，敏捷應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化，在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
以下是浙江吉利控股集團(tuán)有限公司制造工程 ( ME ) 中心數(shù)字化工廠部部長(zhǎng)張喆關(guān)于《吉利汽車數(shù)字化轉(zhuǎn)型、精益運(yùn)營、數(shù)字化管理和智能物流的發(fā)展》的發(fā)言內(nèi)容：
今天我要分享的是吉利汽車的數(shù)字化轉(zhuǎn)型、精益運(yùn)營、數(shù)字化管理和智能物流的發(fā)展。
了解我的人都知道，我在一個(gè)月前發(fā)生了一些職位的變化，除了在管理整個(gè)數(shù)字化工廠之外，現(xiàn)在工廠、焊裝、自動(dòng)化等等也都在管。吉利建立數(shù)字化工廠的時(shí)間并不長(zhǎng)，只有短短的兩年半，這兩年半里我們一直在想如何把數(shù)字化工廠給做好。這個(gè)過程當(dāng)中碰到了很多阻礙，有很多風(fēng)險(xiǎn)。
到今天我們回顧這兩年半的工作發(fā)現(xiàn)，其實(shí)數(shù)字化工廠不光是某個(gè)部門來做的，所以在我們未來的規(guī)劃當(dāng)中，明年我們就會(huì)真正在焊裝、總裝、涂裝、沖壓以及物流，還包括 IT 一些相關(guān)部門，來真正打造吉利 3.0 工廠，甚至是未來 4.0 工廠的邁進(jìn)。
目前吉利控股集團(tuán)中，包括高端的沃爾沃、領(lǐng)客以及最近收購的馬來西亞的品牌等，無論是老基地的改造還是新基地的投產(chǎn)，我們數(shù)字化工廠都會(huì)進(jìn)行部署。
我們?yōu)槭裁匆鰯?shù)字化工廠？目的是兩個(gè)：第一是降低成本，第二是提高產(chǎn)品質(zhì)量。
我記得在一個(gè)多月前我們有一家合作伙伴也組織了一場(chǎng)論壇，有人在臺(tái)下問我，數(shù)字化工廠是花錢的那怎么能夠降低成本？的確是這樣，從表面上看我們每年對(duì)數(shù)字化工廠投入的金額是很巨大的，包括領(lǐng)導(dǎo)的支持也是很巨大的。而一旦實(shí)施數(shù)字化工廠，我們相關(guān)的成本都可以大幅度降低，另外運(yùn)營成本也是降低的。
今天主要是從四個(gè)方面來講：生產(chǎn)物流數(shù)字化、生產(chǎn)技術(shù)數(shù)字化、數(shù)據(jù)平臺(tái)數(shù)字化以及數(shù)字化智能制造。我會(huì)拿一些我們數(shù)字化工廠已經(jīng)在做的案例來進(jìn)行分享。
我相信在座的所有人，一旦談到中國制造 2025、工業(yè) 4.0，每個(gè)人腦海里都有不一樣的概念，希望我們接下來我們的案例或者是剖析能夠引起大家的共鳴，大家一起為了中國制造 2025、工業(yè) 4.0 這樣個(gè)愿景一起來邁進(jìn)。
我們從去年開始做工廠物流，我們會(huì)對(duì) 3D 物流模型進(jìn)行搭建，這在很多車廠里是很常用的，包括我們會(huì)對(duì)交通路口通過等進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)我們對(duì)能耗進(jìn)行監(jiān)控及仿真，然后跟實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。今后我們都會(huì)使用這樣的系統(tǒng)對(duì)所有新工廠進(jìn)行規(guī)劃。
數(shù)字化工廠有一塊仿真業(yè)務(wù)，包括對(duì)沖壓車間驗(yàn)證，焊裝車間是全線體驗(yàn)證，涂裝會(huì)對(duì)噴涂進(jìn)行模擬，總裝更多的是偏向于裝配以及人機(jī)工程驗(yàn)證。
我在規(guī)劃領(lǐng)域做了十幾年，在加入吉利之前也有在很多單位工作過，大家都有一個(gè)認(rèn)識(shí)和共鳴是什么呢？仿真跟現(xiàn)場(chǎng)其實(shí)是有脫節(jié)的。仿真是仿真、實(shí)際是實(shí)際，如果有做生產(chǎn)制造的人應(yīng)該知道，所有的仿真數(shù)據(jù)僅供參考。如果在座的有機(jī)器人工程師、機(jī)械工程師的話，想必大家更清楚，仿真做的是不能直接上線上自動(dòng)運(yùn)行的。
吉利數(shù)字化工廠經(jīng)過兩年的探索，目前我們把整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)跟仿真的差距已經(jīng)縮短到了 3 毫米。所以說，我們所見即是所得。我們?cè)诜抡胬锩嫠龅乃械墓ぷ?、看到的所有的情景跟現(xiàn)場(chǎng)最大的誤差就是 3 毫米。
從去年開始，我們的數(shù)字化雙胞胎已經(jīng)在兩到三個(gè)工廠里面成功實(shí)施了。從明年開始吉利所有的項(xiàng)目都會(huì)在技術(shù)協(xié)議里面寫入我們會(huì)有虛擬技術(shù)調(diào)試技術(shù)，來要求供應(yīng)商進(jìn)行部署實(shí)施。
在那么多仿真工作基礎(chǔ)上，吉利目前有兩個(gè)平臺(tái)來進(jìn)行 CRM 的部署，一個(gè)就是 Telematics，另外一個(gè)會(huì)在后年逐步進(jìn)行切換的 TCenvironment。我們會(huì)優(yōu)先于其他幾個(gè)專業(yè)，會(huì)在明年年底率先切換，進(jìn)行部署應(yīng)用。
圖上可以看到通過整個(gè)這些環(huán)節(jié)，所見即所得，虛擬和實(shí)物可以做到完全一樣。
截至目前為止，數(shù)字化工廠已經(jīng)對(duì)點(diǎn)云平臺(tái)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)體系、工作流程都進(jìn)行開發(fā)。目前我們還有另外一個(gè)小團(tuán)體，他們更多的是基于二次開發(fā)。
明年我們會(huì)把整個(gè)數(shù)字化工廠經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行部署，它會(huì)通過經(jīng)驗(yàn)庫系統(tǒng)，把吉利總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)全部統(tǒng)計(jì)到經(jīng)驗(yàn)庫系統(tǒng)里面，把我們的 ERP、AI 系統(tǒng)等等，共同打造成經(jīng)驗(yàn)庫系統(tǒng)。
基于整個(gè)平臺(tái)，我們有分成一個(gè)平臺(tái)四個(gè)系統(tǒng)來進(jìn)行大數(shù)據(jù)、SAP 等等系統(tǒng)，把它全部串聯(lián)到數(shù)字化的平臺(tái)當(dāng)中。想必大家以前是通過電腦來連接整個(gè)系統(tǒng)的，我們?cè)谡{(diào)研過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在年輕人為多，所以除了在 IE 平臺(tái)開發(fā)之外，我們所有數(shù)字化系統(tǒng)都可以通過 Android 和蘋果系統(tǒng)來進(jìn)行開發(fā)，在我的手機(jī)里已經(jīng)可以實(shí)時(shí)對(duì)吉利數(shù)字化系統(tǒng)進(jìn)行訪問。
很多人說，兩年多來吉利數(shù)字化工廠除了在做那些具體工作之外，還做了哪些東西？其實(shí)兩年多來我們更多的時(shí)間是花在數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)體系建立、平臺(tái)搭建及規(guī)范、資源數(shù)據(jù)庫搭建以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫規(guī)范管理。
為什么會(huì)這樣說呢？截止到目前，整個(gè)吉利包括領(lǐng)客工廠目前在國內(nèi)有十幾個(gè)基地在同時(shí)生產(chǎn)我們的汽車，每一家工廠的工藝、設(shè)備各有千秋，那如何把這些工藝、設(shè)備做成標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化？可口可樂無論是在德國、美國、中國，你品嘗到的可口可樂都是同一個(gè)味道的。那么汽車能不能也這樣發(fā)展？我們吉利汽車能不能也往這方面發(fā)展？
這張圖里所看到的就是截取的某一個(gè)工廠的圖，我們十幾個(gè)基地都實(shí)現(xiàn)了這樣的技術(shù)，在控制端在電腦端就可以對(duì)十幾個(gè)工廠進(jìn)行靜態(tài)的可視化的操作，包括里面的設(shè)備位置以及它們之間的距離等等。在完成整個(gè)工廠 3D 可視化之后，就開始來對(duì)工廠進(jìn)行網(wǎng)格化的監(jiān)控管理。這里面就是截取于我們某一個(gè)工廠某一條線體來進(jìn)行的實(shí)施?？吹竭@里可能很多人會(huì)講，這不就是工廠漫游嘛，類似于 Google 街景這樣的東西，其實(shí)我們進(jìn)行網(wǎng)格化管理之后，隨后在進(jìn)行工廠漫游的情境之下，我們又添加了一些新功能，比如說我們漫游到某一處的時(shí)候可以點(diǎn)擊某一個(gè)設(shè)備看到它的運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)圖紙，也可以走到某一個(gè)工序邊上進(jìn)行雙擊可以看到它的工序步驟。換句話說，我們也希望通過這樣一個(gè)工廠漫游實(shí)現(xiàn)的不僅僅是一個(gè)展示，更多的是對(duì)于整個(gè)規(guī)劃人員、操作人員、維修人員，真正可以用的全方位的設(shè)備的監(jiān)控。
在監(jiān)控完成之后我們又涉及到了另外一個(gè)事情，就是很多在座的生產(chǎn)的人都知道，我們現(xiàn)在生產(chǎn)的數(shù)據(jù) 99% 都是無用的數(shù)據(jù)。所以我們吉利數(shù)字化工廠在今年 4 月份的時(shí)候，在諾挪威那邊跟一家友商達(dá)成了一系列框架協(xié)議，我們使用了工業(yè)大數(shù)據(jù)這樣一個(gè)平臺(tái)。當(dāng)然整個(gè)吉利的工業(yè)大數(shù)據(jù)不僅僅體現(xiàn)在某一個(gè)合作伙伴上，截至目前為止我們已經(jīng)包括跟西門子、阿里、百度、英特爾都建立了聯(lián)系，在整個(gè)工業(yè)大數(shù)據(jù)上進(jìn)行探索。
當(dāng)然談到工業(yè)大數(shù)據(jù)，我們想把它展開。工業(yè)大數(shù)據(jù)對(duì)于整個(gè)汽車甚至于整個(gè)吉利的生產(chǎn)制造它的作用在哪里？我們之前有過調(diào)研，我在兩個(gè)半月以前，我們跟亞馬遜（美國）通了電話，隨后亞馬遜的一個(gè)產(chǎn)品經(jīng)理用了將近一個(gè)小時(shí)試圖說服我他們的數(shù)據(jù)是如何龐大、如何好，如何使用他們的大數(shù)據(jù)。結(jié)果我們?cè)谧鰞?nèi)部評(píng)審時(shí)，我問了團(tuán)隊(duì)里這樣一句話？我們?yōu)槭裁匆髷?shù)據(jù)？大數(shù)據(jù)能為我們帶來什么樣的好處？當(dāng)很多的人都在關(guān)注數(shù)據(jù)如何安全、數(shù)據(jù)傳遞如何實(shí)時(shí)化的時(shí)候，作為生產(chǎn)制造，我們是不是更應(yīng)該關(guān)注到那些數(shù)據(jù)能給我們帶來什么價(jià)值？我們能獲取哪些數(shù)據(jù)？
所以整個(gè)團(tuán)隊(duì)換了一種思路，我們從整個(gè)生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來進(jìn)行獲取，我們自己來定義哪些數(shù)據(jù)是需要獲取的、哪些數(shù)據(jù)是可以拋棄的。我們跟一家合作伙伴經(jīng)過了兩個(gè)多月的部署實(shí)施，我們發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)里面 99.9% 的數(shù)據(jù)都是無用數(shù)據(jù)、都是可以被丟棄的數(shù)據(jù)。那么剩下的 0.1% 的數(shù)據(jù)可以說真正的會(huì)給我們吉利汽車生產(chǎn)制造、提升、預(yù)防維護(hù)是至關(guān)重要的。那么最后我們需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘得到最佳的參數(shù)。最終我們的生產(chǎn)與能源耦合系統(tǒng)也會(huì)介入其中。
這個(gè)圖是我在某個(gè)基地里面實(shí)施了兩個(gè)月的數(shù)據(jù)監(jiān)控。其實(shí)在這張表中大家可以看到整個(gè)數(shù)據(jù)前面相對(duì)來說是比較平穩(wěn)的，到后面發(fā)生了一些裂變。我為什么拿這張圖說明？吉利當(dāng)初在做大數(shù)據(jù)的時(shí)候，其實(shí)也不是抱有太大的信心。我覺得可能需要一年兩年三年才能有成果。但是當(dāng)我拿到這份報(bào)告時(shí)的確震驚到我，因?yàn)榫屯ㄟ^兩個(gè)月的監(jiān)控，隨后那家供應(yīng)商就花了 16 個(gè)小時(shí)整個(gè)數(shù)據(jù)的挖掘進(jìn)行改善，最終改造前跟改造后，我們的節(jié)拍可以提升 4 秒鐘。所以基于這樣的值，我們?cè)诿髂暾麄€(gè)數(shù)字化工廠會(huì)把大數(shù)據(jù)作為一個(gè)重點(diǎn)目標(biāo)來進(jìn)行推進(jìn)。
我們?cè)倩仡櫼幌聰?shù)字化工廠。其實(shí)前面講了那么多，整個(gè)數(shù)字化工廠所做的就是對(duì)于仿真進(jìn)行驗(yàn)證、對(duì)于數(shù)字化雙胞胎進(jìn)行部署實(shí)施，當(dāng)然我們已經(jīng)有兩個(gè)基地采取到了數(shù)字雙胞胎技術(shù)。明年我們會(huì)對(duì)所有新生產(chǎn)線全部使用數(shù)字化雙胞胎理念。最終我們?cè)诿髂陼?huì)啟動(dòng)智慧工廠項(xiàng)目，除了之前談到的 ERP 等系統(tǒng)之外，我們會(huì)把整個(gè)包括 AI、AR/VR 技術(shù)以及類似于工廠漫游的技術(shù)，都融入到智慧工廠里面，最終在這樣的基礎(chǔ)上來實(shí)現(xiàn)整個(gè)數(shù)字化工廠。
數(shù)字化雙胞胎場(chǎng)景的應(yīng)用，會(huì)有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。首先就是仿真數(shù)據(jù)跟現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)它們的誤差只有 13 毫米。第二個(gè)值就是所有的 CT 節(jié)拍所有的誤差控制在了 0.5 秒。第三個(gè)是所有機(jī)器人在仿真里面的數(shù)據(jù)跟現(xiàn)場(chǎng)是完全一樣的。我們可以在這樣一個(gè)控制室，我們?cè)诳刂剖依锩婵梢钥刂片F(xiàn)場(chǎng)任何一臺(tái)機(jī)器人的啟動(dòng)、停止，可以調(diào)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)任意一個(gè)程序。當(dāng)然現(xiàn)場(chǎng)所有的信號(hào)、程序都可以實(shí)時(shí)反饋到監(jiān)控室里面，讓監(jiān)控室實(shí)時(shí)同步的對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行模擬監(jiān)控。
我們的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)室就是人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室。在左下角可以看到通過整個(gè)人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室可以把很多人機(jī)工程上的問題，通過可穿戴設(shè)備進(jìn)行模擬驗(yàn)證。這有點(diǎn)像拍電影，其實(shí)靈感來源于哪里呢？三年前在我離開前一家公司的時(shí)候，我?guī)е胰チ嗣绹?dāng)時(shí)在拍電影。拍電影，尤其是拍科幻電影很簡(jiǎn)單，就在單色的背景前面一些人穿著可穿戴設(shè)備、傳感器做所有動(dòng)作，那些動(dòng)作被輸?shù)诫娔X里進(jìn)行合成。所以吉利數(shù)字化工廠，我們就在想能不能進(jìn)行跨行業(yè)結(jié)合。所以我們借鑒了電影技術(shù)，也購買了拍電影的穿戴設(shè)備。原來我們進(jìn)行的都是靜態(tài)的驗(yàn)證，但是到現(xiàn)場(chǎng)我們突然發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)操作工因?yàn)榈赜虿顒e、啟停差異等，仿真還是有很大差別的。但是我們應(yīng)用一套可穿戴設(shè)備，把真實(shí)功能所有動(dòng)作通過仿真可以 100% 的做出來，用紅色、黃色、綠色來識(shí)別某一個(gè)關(guān)節(jié)某一個(gè)動(dòng)作的差異。當(dāng)然通過這樣一套傳感器技術(shù)，我們除了對(duì)于人體大的 74 個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬之外，甚至可以拆分到具體動(dòng)作，比如手指關(guān)節(jié)動(dòng)作、頭部運(yùn)動(dòng)動(dòng)作，都可以進(jìn)行自定義。
第三個(gè)實(shí)驗(yàn)室也是很引以為豪的，就是 VR 實(shí)驗(yàn)室。我們會(huì)利用 K5 系統(tǒng)來對(duì)整個(gè)吉利的 CAD、CAE、評(píng)審進(jìn)行實(shí)時(shí)的驗(yàn)證。明年我們這個(gè)實(shí)驗(yàn)室就會(huì)建立完畢，如果大家有興趣的話也可以屆時(shí)來我們實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行交流參觀。謝謝大家！
聲明：本文來源：產(chǎn)業(yè)智能官， 由《智能制造》公號(hào)整理分享大家，僅供學(xué)習(xí)使用，不得用于商用，引用或轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處！如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系我們刪除！
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