机(jī)器的“智(zhì)能”能(néng)达到什么程度?当2017年围棋九段柯(kē)洁被阿(ā)尔法go三连胜后的失声啜泣,当德(dé)国(guó)KUKA公司演绎(yì)用机器手臂与世界冠军的乒乓对(duì)决,这(zhè)两个事(shì)件(jiàn)直观(guān)的告诉(sù)我们,机器的智能化已(yǐ)经到达了一个新的(de)高度。在我们的制造行业中,“智能(néng)”扮(bàn)演着什么样的(de)角色,以促进人类生(shēng)产技术(shù)和文明更好地发(fā)展呢?
上世纪90年代,随着信息技术和人工智能的发(fā)展(zhǎn),智能制(zhì)造技术引(yǐn)起发达国(guó)家的关注和研究。2008年金(jīn)融(róng)危机以(yǐ)后,发达国家认识到(dào)以往去工(gōng)业化发展的弊(bì)端(duān),制定“重返(fǎn)制造业”的发展战(zhàn)略,同时大(dà)数据、云计算等一批信息技术发展(zhǎn)的前(qián)端(duān)科技引发制造业加速向智能化转(zhuǎn)型,把智能制造作为(wéi)未来制造业的主攻方向(xiàng),给(gěi)予(yǔ)一系列的政策支(zhī)持,以抢占国际制造业(yè)科技竞争的(de)制高点。
在中国,制造的智能革命也(yě)在加速进行(háng)。而(ér)在企业层面,实际上诸多(duō)公司早(zǎo)已经(jīng)开始了实践,那么在(zài)众多的行业中,到底哪(nǎ)一个产业的智能制造(zào)实践是走在前(qián)列的(de)呢?应(yīng)该(gāi)是在汽车制造业。从(cóng)行(háng)业来看,汽车制造是一个技(jì)术密(mì)集、资金密集、人才密集(jí)的行业,是制造的(de)金字塔塔尖(jiān)。在制造行业的(de)转型升级中,汽车产业也一直是(shì)一个排头兵。
中国汽车制造,因为起(qǐ)步时间比较(jiào)晚(wǎn),所以积(jī)累(lèi)了后发(fā)优势。目前全球(qiú)最优秀最先进的(de)汽车制造(zào)工厂和体系大部分(fèn)集中在中国(guó)。现代工业4.0分为三大(dà)系,包含了(le)智能工(gōng)厂、智能(néng)生产(chǎn)和智(zhì)能(néng)物流。比(bǐ)如宝(bǎo)马沈(shěn)阳的大(dà)东工厂、一汽(qì)-大众佛(fó)山工厂、凯迪拉克上海工厂(chǎng)、捷豹(bào)路虎(hǔ)的(de)常(cháng)熟(shú)工厂等,都是这些汽车行业的典(diǎn)型代表。
在众多的汽车工(gōng)厂中,整(zhěng)体来看,以(yǐ)中英最为出色的(de)汽车制造(zào)企业合资的奇(qí)瑞捷豹路(lù)虎是在(zài)中国(guó)生产(chǎn)制造(zào)的制造企业中(zhōng)技术(shù)含量(liàng)、智能化程度(dù)较(jiào)高,环(huán)保和可持续发展都走在最前(qián)列,能(néng)够成为工业4.0代表。
各个环节均有“绝招”
【涂装车间的(de)NVH机器人】
奇瑞(ruì)捷豹路虎在(zài)各个生产环(huán)节都有自己独到的地方(fāng)。在传统的冲压、焊装(zhuāng)、涂装和总装(zhuāng)等四大工(gōng)艺中,均是世界领先(xiān),企业更实(shí)现(xiàn)了(le)订单式生产,具有高效(xiào)的(de)生产柔性。此(cǐ)外,奇瑞捷豹路虎也(yě)是唯一(yī)同(tóng)时生产两个豪华品牌的车(chē)企。
冲(chōng)压环节全部(bù)采用全(quán)封闭的(de)自动化生(shēng)产,工(gōng)人和管理(lǐ)技术人员只(zhī)负责监视和(hé)控制,保(bǎo)障设备安全(quán)生产。其(qí)冲压车间工作效率极高,其中伺服压机线是世界运行最快的(de)生(shēng)产线,可达(dá)20SPM(每3秒出1个(gè)件(jiàn));机械压机线是国内最(zuì)快的机械(xiè)压机线,可达(dá)15SPM(每(měi)4秒钟(zhōng)出1个件)。
为确保生(shēng)产质(zhì)量,奇瑞捷豹路虎很多冲压件都是自我完成生产(chǎn),比如路(lù)虎发现(xiàn)神行自制(zhì)件超(chāo)过80个,路(lù)虎揽胜极(jí)光自制件超过90个,远高于业界水平。奇瑞(ruì)捷豹路虎常熟工厂二期(qī)还新增冲压三(sān)线,采用国际先进的伺服压机(jī)线,每(měi)3秒钟冲(chōng)一个件。冲压(yā)完成之后,企(qǐ)业会进行抽检5%的零(líng)件将(jiāng)采(cǎi)用三坐标间进行(háng)检测,以确认精度(dù)。
而(ér)在焊装车间,奇瑞捷豹路虎采先进的铝(lǚ)材(cái)激光(guāng)拼焊,率先将航天铆接技术应(yīng)用于车身制造(zào)。奇瑞捷(jié)豹路虎焊装车间有322台(tái)自(zì)动化(huà)机器人,平均120秒焊(hàn)装(zhuāng)完成一台车。奇瑞捷豹路(lù)虎全铝车(chē)身车间拥有全球最(zuì)先进的铆接胶合技术和设备,铆接自动化率高(gāo)达100%,高自动化率为生产出更高质量(liàng)的车身提供了最基本的保障。我们知道(dào)工(gōng)业机器人是智能制造业最具代表性的装备(bèi)。焊(hàn)装车(chē)间的高自动化率在于其采用了大量的(de)德(dé)国KUKA机(jī)器人,这(zhè)也是前文所提到能够和(hé)世界冠军(jun1)打乒乓球的全球最优秀的“机(jī)械(xiè)手臂”。
涂装车间则(zé)配(pèi)备(bèi)了焊缝密封机器人、NVH/LASD机器人(rén)以及底盘抗石(shí)击(jī)材料机器人等高自动化设备,这(zhè)些设备(bèi)可(kě)以帮助奇瑞捷(jié)豹路(lù)虎在生产中提高密封精度,并实(shí)现更好的隔音降噪。工(gōng)厂(chǎng)配备的先进的全(quán)旋转(zhuǎn)反向(xiàng)浸(jìn)渍传输技术节能环保高效,效率提高50%以(yǐ)上,不仅(jǐn)节约人力,更增加批(pī)量稳定性,使(shǐ)排放降低到最(zuì)小。而在总装车间,奇瑞(ruì)捷豹路虎常熟工厂拥(yōng)有49个检查站,对整个装配过(guò)程(chéng)检查(在线检查)和最(zuì)终报交(下线检查),层层(céng)把关保(bǎo)证制造过程,最终交付满(mǎn)足客户预期的合(hé)格优质产品。
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【发(fā)动机生产的托盘装有(yǒu)智(zhì)能(néng)芯片(piàn)可全程记录加工信息】
作为最后一个(gè)环节的质检中(zhōng)心,拥有2台整车坐标测量机(jī)、全天候环境仓、振(zhèn)动台(tái)、静态(tài)淋雨测试、整车气(qì)密性测试等(děng)设备。可以(yǐ)说,这种先(xiān)进的制造能力(lì)集合(hé)了中英股东(dōng)双方各家(jiā)所长,最终打(dǎ)造了一(yī)个世(shì)界先进水(shuǐ)平的(de)制造体系和工厂,而这也成为奇瑞(ruì)捷豹路虎快速发展的(de)基础。
会“对话”的神经网络
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【总(zǒng)装(zhuāng)车间的AGV设备】
这些只是一(yī)个智慧(huì)化(huà)工厂的(de)基础。如果没有一个(gè)神经系统(tǒng)将(jiāng)所(suǒ)有的板块串联,这个工厂只是一个低级(jí)的生(shēng)产自动化,而远谈不上(shàng)智慧(huì)化。奇瑞捷(jié)豹(bào)路虎的神经是怎么创造的(de)?答案是工(gōng)业互联网。奇瑞捷豹路(lù)虎工厂最大的特色是引入大量人机交互(hù)和智能(néng)、柔性生产技术,塑造除(chú)了一套(tào)设计可视化、制造数字化、服务远程化的生产体系。奇瑞捷豹路虎(hǔ)常务副(fù)总裁(cái)陈雪峰表(biǎo)示:“今天,把我们(men)的工(gōng)厂放到(dào)欧洲、放到全球任何一个地方,那都是最先进(jìn)的。”
早在奇瑞捷(jié)豹路(lù)虎(hǔ)在开(kāi)展一期项目(mù)的阶段便已实现(xiàn)工(gōng)业(yè)互联网在国内的率先落地,通过(guò)一个(gè)整体的IT方(fāng)案,覆盖包括质量和(hé)物流在内的所有(yǒu)制造业务需求。该系统运用了大(dà)量(liàng)互联网技术,包(bāo)括(kuò)生产匹配、物流订(dìng)单等方面,做成了汽车行业内最为先(xiān)进、具有代表性的SAP汽车行业整体方(fāng)案。IT系(xì)统将(jiāng)继续成为二期产能扩建(jiàn)项(xiàng)目的重点。另外,工厂厂区大量运用互联网技术,实现全(quán)车间覆盖WIFI,从配(pèi)件运输到装配实(shí)现(xiàn)自(zì)动化操作。
具体来说,配件运(yùn)输中大量使用AGV运输(shū)机器人(rén),减少了配送人员,在提升配(pèi)送效率的(de)同(tóng)时降低了员工取件(jiàn)时间和拿(ná)错零件的风(fēng)险。“车间(jiān)的物料(liào)车,很(hěn)多企业都是沿着预定(dìng)的滑轨(guǐ)移动,而奇瑞(ruì)捷豹路虎工厂第二(èr)总装(zhuāng)车间里的(de)物料小车,是靠内置(zhì)地图运行,这(zhè)很大(dà)程(chéng)度上提升(shēng)了车间物流的灵活(huó)性(xìng)。”陈(chén)雪峰(fēng)说。现(xiàn)在(zài),常(cháng)熟工厂已经(jīng)能使(shǐ)用语音拣选系统,确保物料(liào)出库(kù)准确率。而在装配(pèi)的培训过程(chéng)中,奇瑞捷豹路虎引入(rù)数字化工艺规划(huá)和仿真系统,通过系统(tǒng)建模及仿真分(fèn)析优(yōu)化制(zhì)造工(gōng)艺,其(qí)中(zhōng)第二总(zǒng)装车间采用辅助装配的混合现实MR设备,提升装配效率与品质。
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【总(zǒng)装车(chē)间扫描点位】
工厂大面(miàn)积使用物联网系(xì)统(tǒng),在焊(hàn)装(zhuāng)、涂装、总装(zhuāng)工艺、发动机工厂以及物流等流程中,均利用(yòng)超高频无(wú)线射频识别系统RFID及读写设备,实现全(quán)流程生产过程控制(zhì)及追踪,并通过上传追踪数据来管(guǎn)理产品的生产过程与品(pǐn)质控制。简单来说,奇瑞(ruì)捷豹(bào)路虎(hǔ)的每一(yī)个环(huán)节都像是有一(yī)个独特的(de)“识(shí)别(bié)码”,不(bú)论(lùn)是生产还是销售,产(chǎn)品(pǐn)都能(néng)同沿途关卡(kǎ)自(zì)动“对话”。每个零件、每个服务流程都能说话的智能技(jì)术,是(shì)奇瑞(ruì)捷豹路(lù)虎智慧(huì)工厂的最重要(yào)特点和形式。
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【质检中心的(de)E-Cube检测】
“前期就导入了我们很(hěn)多的智能制造,对我们整个(gè)生产工(gōng)厂建设起(qǐ)到了非常好(hǎo)的风险控制的作用。”陈雪(xuě)峰说(shuō)。这样的(de)例(lì)子(zǐ)还有很多,比如在车辆总装(zhuāng)线上(shàng),奇瑞(ruì)捷豹路虎引进了人机(jī)交互和可(kě)升降装配吊具,允许工(gōng)人灵活调节车身高(gāo)度(dù),减少体力消耗(hào)。同时,装配线上还配置了(le)移动地板链,工(gōng)人在装配配件的同时,可以缓(huǎn)慢向(xiàng)前移动(dòng),不致影响装配(pèi)进度和效率。在生产过程中(zhōng),地上的黑(hēi)色(sè)地板会可(kě)移动(dòng)地板链,会伴随工人作业缓慢向前(qián)移动。
人、车、能源(yuán)监(jiān)控设备的智(zhì)能互(hù)联和数据共享,3D打印、虚拟(nǐ)与增强现实、物联网、大数据(jù)、云(yún)计(jì)算、机器(qì)人及其应用(yòng)系统等智能制造支撑技术(shù),让(ràng)奇瑞捷豹路虎常熟工厂满是“黑科(kē)技”。
环保科技大量(liàng)运用
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【环保是奇瑞捷(jié)豹路(lù)虎工厂(chǎng)的重要特(tè)性(xìng)】
智慧工厂的(de)另一个(gè)特点是生产环境友好。奇(qí)瑞捷豹(bào)路虎常熟工厂在各个环节都十(shí)分注重其生产的环保性,比如在冲压车间,奇瑞捷豹(bào)路虎采用国际运行速度(dù)最快的伺服压力机,比传统机械压机更加精(jīng)准(zhǔn),且可降(jiàng)低(dī)15%能耗。此外,冲压车间采用(yòng)铝钢分拣回收,且(qiě)还可实现铝废料的100%闭环回收。
焊装车间给人的印象是火花四射,但奇瑞捷豹路(lù)虎常熟工厂与传统的生产车间相比,这里(lǐ)甚为整洁、舒适,也没有因高温焊接而(ér)产生的火花和(hé)刺激(jī)性气(qì)味。原因在于,奇瑞捷豹路(lù)虎全(quán)铝车身(shēn)生(shēng)产车间采用的并非传(chuán)统的电焊,而是(shì)来(lái)源于航空领域的自(zì)冲(chōng)铆接(jiē)粘合技术。与传统电(diàn)焊相比,自冲铆接的(de)强(qiáng)度能增加30%,且(qiě)低噪音、无烟尘排(pái)放。而捷(jié)豹首款国产车型(xíng)全新捷豹XF长(zhǎng)轴距(jù)版的铝材链接,100%采用(yòng)自冲铆接技术。
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【全自动的天窗系(xì)统】
在涂装车间,奇(qí)瑞捷豹路虎使用(yòng)先进的RO-DIP前处理和电泳工艺使废水(shuǐ)排放接近零。采用全球最先进的干式喷漆系统(tǒng),实现高达95%的空(kōng)气可循环利用,节省60%的能源,同时采用水性(xìng)环保涂料(liào)。奇瑞捷(jié)豹路虎现在厂区(qū)设有花园式的(de)污水处理站、MBR膜生物反应(yīng)器(奇瑞捷(jié)豹路(lù)虎是(shì)国内首家使用外置(zhì)式MBR膜生物反(fǎn)应器处理涂装废(fèi)水(shuǐ))等措施,可(kě)基本实现(xiàn)氮磷的零排(pái)放。
奇(qí)瑞(ruì)捷豹路虎的(de)厂房(fáng)配备(bèi)了大(dà)量屋顶天窗,这些天(tiān)窗都是全自动、电动控制。天窗在晴天的(de)时候会自动打开。同时为(wéi)了降低能耗,在(zài)屋顶(dǐng)配备(bèi)了TPO保温屋面及彩钢夹心石棉墙板(bǎn)。
智能制造是(shì)新一轮科技革命(mìng)和产业变革的核心。新一(yī)代信息技术的发展和中国制造业转型(xíng)升级迫切需求(qiú)相结合,给中国制造(zào)提供了(le)一个(gè)很重要的手段,这一机遇需要抓住。作为中英(yīng)合作的典范,奇瑞捷豹路(lù)虎结合双(shuāng)方所长,将世界先进的(de)生产技(jì)术,生产管理技术与中国本土(tǔ)企业进(jìn)行融(róng)合创新,创造自己的发展模式。