机(jī)器的“智能”能达(dá)到什么程度(dù)?当2017年围棋九段柯洁被阿尔法go三连胜后的失声啜泣,当德国KUKA公司演绎用机(jī)器手臂与世界冠军的乒乓对决,这两个事件直(zhí)观的告诉我们,机器的智能化已经到达了(le)一(yī)个新(xīn)的高度。在我们的制造行业(yè)中(zhōng),“智(zhì)能”扮演着什么样的角色,以促进人类生产技术和文明更好地发展(zhǎn)呢?
上世纪90年代,随着信(xìn)息技术和(hé)人工智能的发展,智能(néng)制造技术引(yǐn)起发达国家的(de)关注和研究。2008年金融危机以后(hòu),发达国(guó)家(jiā)认(rèn)识到以(yǐ)往去工业化(huà)发展的(de)弊端,制定“重返制(zhì)造业”的发展战略,同时大数据、云计算等一批信(xìn)息技术发展的前端科技引发制造业加速(sù)向智能化转型,把智能制造作为未来(lái)制造业的主(zhǔ)攻方向,给予一(yī)系列的政(zhèng)策(cè)支持,以(yǐ)抢(qiǎng)占国际制造业科技(jì)竞争的(de)制高点。
在中国,制造的智能革命也在加速进行。而在(zài)企业层面,实际上诸多公司早已经(jīng)开始(shǐ)了实践,那(nà)么在(zài)众(zhòng)多的行(háng)业中,到底(dǐ)哪一个产业(yè)的(de)智能制造实(shí)践是走在前列的呢?应(yīng)该(gāi)是在汽车制造(zào)业。从行业来(lái)看,汽车(chē)制造(zào)是一个技术密集、资金密集、人才密集(jí)的行(háng)业,是制造的金字塔塔(tǎ)尖(jiān)。在制造行业的转型升级中,汽(qì)车产业也一直是一个排头兵。
中国汽车制造,因为起步时间比较晚,所以积累了(le)后发优势。目前全球最优秀最先进的汽车制造工厂(chǎng)和(hé)体(tǐ)系大(dà)部分集中在中国(guó)。现代工业4.0分(fèn)为三大(dà)系,包含(hán)了智能工厂、智能生产(chǎn)和智能(néng)物流。比如(rú)宝马沈阳(yáng)的(de)大东工厂、一汽-大众佛山(shān)工厂(chǎng)、凯迪拉克(kè)上海工厂、捷豹路虎(hǔ)的常熟工(gōng)厂等,都是这些汽车行业的(de)典型代表。
在众多的汽车工厂中,整体来看(kàn),以中英(yīng)最为出色的汽车制造企业(yè)合(hé)资的奇瑞捷豹路虎是在中国(guó)生产制造(zào)的制造企业中技术(shù)含(hán)量、智能化程度较(jiào)高(gāo),环保和可持(chí)续发展(zhǎn)都走在最前列,能够成为(wéi)工业(yè)4.0代表。
各个(gè)环节均有“绝招”
【涂(tú)装车(chē)间的NVH机(jī)器人(rén)】
奇瑞捷豹路虎在各个(gè)生(shēng)产环(huán)节(jiē)都有自己独到的地方。在传统的冲压、焊装、涂装和总装等四大工艺中,均是世界领先,企业更实现(xiàn)了订(dìng)单式生(shēng)产(chǎn),具有高(gāo)效的生产柔性。此外,奇瑞捷豹路虎也是(shì)唯一同(tóng)时(shí)生产(chǎn)两个豪华品牌的车企。
冲压(yā)环节全(quán)部(bù)采用全封闭的自动(dòng)化生产(chǎn),工(gōng)人(rén)和管理技(jì)术人(rén)员(yuán)只负责监视和(hé)控制,保障设(shè)备安全生(shēng)产。其(qí)冲(chōng)压车间工作(zuò)效率极高(gāo),其中伺服压机线是世界运行最快(kuài)的生(shēng)产线,可(kě)达20SPM(每3秒出1个件);机械压(yā)机线是国内最快的机械压机(jī)线,可达15SPM(每4秒钟(zhōng)出1个件)。
为确(què)保生产质量,奇瑞捷(jié)豹路虎很多冲压件都是自我(wǒ)完(wán)成生产(chǎn),比如路(lù)虎发现神行(háng)自制(zhì)件超过80个(gè),路(lù)虎揽胜(shèng)极光自制(zhì)件(jiàn)超过(guò)90个,远高于业界(jiè)水平(píng)。奇瑞捷豹路虎常(cháng)熟工厂(chǎng)二期还新增冲压三(sān)线,采(cǎi)用国际先进的伺服(fú)压机(jī)线,每(měi)3秒钟冲一个件(jiàn)。冲压完成之后,企业会进行抽检5%的零件(jiàn)将采用三坐标间进行检测,以确认精度(dù)。
而在焊装车间,奇瑞捷豹(bào)路虎采先进的铝材激光拼焊,率先将航(háng)天铆接(jiē)技(jì)术应用(yòng)于车身制(zhì)造。奇瑞(ruì)捷豹路(lù)虎焊装车(chē)间有322台(tái)自动化机器人,平均120秒焊(hàn)装完成一台车。奇瑞捷豹路虎全铝车身车(chē)间拥(yōng)有全(quán)球最先进的铆接(jiē)胶合技术和设(shè)备,铆接自动化(huà)率高达100%,高自(zì)动化率为生产出更高质量(liàng)的车身提供(gòng)了最基本的(de)保障。我们知道工业机(jī)器人是智(zhì)能制(zhì)造业最(zuì)具代表性的装备。焊(hàn)装车间的高自动化率在(zài)于其采用了大量的德国KUKA机器(qì)人(rén),这也是前文所提(tí)到能够和世界冠(guàn)军打乒(pīng)乓(pāng)球的全(quán)球最优秀的“机械手臂”。
涂装车间则(zé)配备了焊缝密封机器人(rén)、NVH/LASD机器人以(yǐ)及底盘(pán)抗石(shí)击材(cái)料机器(qì)人(rén)等高自动化设备,这(zhè)些设备可以帮助奇瑞捷(jié)豹路虎(hǔ)在生产(chǎn)中提高密封(fēng)精度,并实现更好的隔(gé)音降噪。工厂配备(bèi)的先进的(de)全旋(xuán)转反向浸渍传(chuán)输技术(shù)节(jiē)能环保高效,效率提高50%以上(shàng),不仅(jǐn)节约(yuē)人力,更(gèng)增(zēng)加批量稳定(dìng)性,使排放降低到最小。而(ér)在总装车间,奇瑞捷(jié)豹路(lù)虎常熟工厂(chǎng)拥有49个(gè)检查(chá)站,对整个(gè)装配过程检(jiǎn)查(chá)(在线检查)和最终报交(下线检查),层层把关(guān)保证制造过程,最终交(jiāo)付(fù)满足客户预期(qī)的(de)合格优质产品。
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【发动机生(shēng)产的托(tuō)盘装有(yǒu)智能芯(xīn)片可全程记录(lù)加工信息】
作为最后一个环(huán)节的质检中心(xīn),拥有2台整车(chē)坐标测量机(jī)、全天候环境仓、振动台、静态(tài)淋雨测(cè)试(shì)、整车气(qì)密性(xìng)测(cè)试等设备(bèi)。可以说,这(zhè)种先进(jìn)的制造能力集合了中英(yīng)股(gǔ)东双方各家所(suǒ)长(zhǎng),最终打(dǎ)造了(le)一个(gè)世界先进水平的制造(zào)体系和工厂,而这也成为奇瑞捷豹路(lù)虎快速发展的(de)基础。
会(huì)“对话”的神经网络
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【总(zǒng)装车间的AGV设备】
这些(xiē)只是一个智慧化(huà)工厂的(de)基础(chǔ)。如果(guǒ)没有一(yī)个神(shén)经系统将所有(yǒu)的板块串联,这个工厂只(zhī)是一(yī)个低级的生产自动(dòng)化(huà),而远(yuǎn)谈不上(shàng)智慧化。奇瑞捷豹路虎(hǔ)的神经是怎么创造的?答案(àn)是(shì)工业互联网。奇瑞捷豹路虎工厂最大的特色是(shì)引入大量人(rén)机交互和智能、柔性(xìng)生(shēng)产技(jì)术(shù),塑造除了一套设(shè)计(jì)可视化、制(zhì)造数字(zì)化、服务远程化的生(shēng)产体系。奇瑞捷豹路虎常务副(fù)总(zǒng)裁陈雪峰表示:“今天(tiān),把我们的工厂放到欧(ōu)洲、放到全球任何一个地(dì)方,那都是最先进的。”
早在奇瑞捷豹(bào)路(lù)虎在开展一期项目的阶段便已实现工业互联网(wǎng)在国内的率先落地(dì),通过(guò)一个整(zhěng)体的IT方案,覆(fù)盖包括质量和物流在内的所有制造业务需(xū)求。该系统运用了大量(liàng)互(hù)联网技术,包(bāo)括生产匹配(pèi)、物流订单等方(fāng)面,做成了汽车(chē)行(háng)业内最为先进(jìn)、具有代表性(xìng)的SAP汽车行业整体方案。IT系统将继(jì)续成为二期产能扩建项目的重(chóng)点。另外,工厂厂区大量运(yùn)用互联网技术(shù),实现全车间覆盖WIFI,从配件(jiàn)运(yùn)输到装配实(shí)现(xiàn)自动化(huà)操作。
具体(tǐ)来(lái)说,配(pèi)件运输(shū)中大量使用AGV运输(shū)机(jī)器人,减(jiǎn)少了配送(sòng)人员,在提升配送效率的同时降(jiàng)低了员工(gōng)取件时间和拿(ná)错零件的风险。“车(chē)间的物料(liào)车(chē),很多企业(yè)都(dōu)是沿着预定的(de)滑轨移动,而(ér)奇(qí)瑞捷(jié)豹路虎工厂第二总装车间(jiān)里(lǐ)的(de)物料小车,是靠内置地图运行,这很大程(chéng)度上提升了车间物流的灵(líng)活性。”陈雪峰说。现在,常(cháng)熟(shú)工(gōng)厂已经能使用(yòng)语音拣选(xuǎn)系统,确保物料出(chū)库准确(què)率(lǜ)。而(ér)在装配的培训过程中,奇瑞捷(jié)豹路虎引入(rù)数(shù)字(zì)化工艺规划和仿真系统,通(tōng)过系(xì)统建模及(jí)仿真分析优化(huà)制(zhì)造工艺,其中第二总装(zhuāng)车间(jiān)采用辅助装配的混合现实MR设备,提升装配(pèi)效率与品质。
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【总装车间扫(sǎo)描点位】
工厂大面积使用物联网系统,在焊装、涂装(zhuāng)、总装工艺、发动机工厂以及物(wù)流等流程(chéng)中,均利(lì)用超高频无线射频识别(bié)系统RFID及(jí)读(dú)写设备,实现全流程生产过程控制及(jí)追踪,并(bìng)通过上(shàng)传追踪数据来(lái)管理产品的生产过(guò)程与(yǔ)品质控(kòng)制(zhì)。简单来说(shuō),奇(qí)瑞捷豹路虎的每一个(gè)环节都像是有一个(gè)独特的“识别(bié)码”,不论是(shì)生产还是销售,产品都能同沿途关卡自动“对话”。每个零件、每个服务流程都能说话的(de)智能技术,是奇瑞捷豹路(lù)虎智慧工(gōng)厂的(de)最重要特点和形式(shì)。
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【质检中心的(de)E-Cube检测】
“前(qián)期就导(dǎo)入(rù)了我们很多的智(zhì)能制造,对我们整个生(shēng)产工(gōng)厂建设(shè)起到了非常好(hǎo)的风险(xiǎn)控制的作用。”陈雪峰说。这样(yàng)的例子还有很多,比如在车辆总装线(xiàn)上,奇瑞捷豹路虎引进了(le)人机交互(hù)和(hé)可(kě)升降装配吊具(jù),允许工人灵活调节车身高度,减少体力消耗。同时,装配线上还配(pèi)置(zhì)了移动地板(bǎn)链,工人在装配配件(jiàn)的同时(shí),可以缓慢向前移动(dòng),不致(zhì)影(yǐng)响装配(pèi)进度(dù)和效率。在生(shēng)产过程(chéng)中,地上的黑(hēi)色地板(bǎn)会可(kě)移动地板(bǎn)链,会伴随工人作业缓慢向前(qián)移动(dòng)。
人、车、能源监控设(shè)备的(de)智能互联(lián)和(hé)数据共享,3D打印、虚拟与增强现(xiàn)实、物(wù)联网、大数据、云计算、机器人及其应用系统等(děng)智能制造支(zhī)撑技术(shù),让奇瑞(ruì)捷豹(bào)路(lù)虎(hǔ)常熟工厂满是“黑科技”。
环保科技大(dà)量运用(yòng)
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【环(huán)保是奇瑞捷豹路虎工厂的重要特性】
智慧(huì)工(gōng)厂的另一个特点(diǎn)是(shì)生产环境友(yǒu)好。奇(qí)瑞(ruì)捷豹路虎常熟工(gōng)厂(chǎng)在各个环节(jiē)都十分(fèn)注重其生(shēng)产的环保性,比如在冲压车间,奇瑞捷(jié)豹路虎采用国(guó)际运行速(sù)度(dù)最快的伺(sì)服压力机,比(bǐ)传统机械压机更(gèng)加精(jīng)准,且可降低15%能耗。此外,冲压车间(jiān)采用铝钢分(fèn)拣(jiǎn)回收,且(qiě)还(hái)可实现(xiàn)铝废料的100%闭(bì)环回(huí)收。
焊装车间给人的印象是火花四射,但(dàn)奇瑞捷豹路虎常(cháng)熟工厂与传统的生产车间相比(bǐ),这里甚为整洁、舒适,也(yě)没(méi)有因高温焊接而产生的火花(huā)和刺激性气味(wèi)。原因(yīn)在于(yú),奇瑞捷豹路虎全铝车身生产(chǎn)车(chē)间采用的并非传统的电焊,而是来(lái)源(yuán)于航空领域的自(zì)冲铆接粘合技(jì)术。与传统电(diàn)焊相比,自冲(chōng)铆接的强度(dù)能增加30%,且低噪音、无烟尘排放。而捷豹(bào)首款(kuǎn)国产车型全新捷(jié)豹(bào)XF长轴距版(bǎn)的(de)铝材链接,100%采用自冲铆接技术。
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【全自(zì)动(dòng)的天窗(chuāng)系统】
在涂装车间,奇瑞(ruì)捷豹(bào)路(lù)虎使用(yòng)先(xiān)进的RO-DIP前处理(lǐ)和电泳工艺使废水排放接近(jìn)零。采(cǎi)用(yòng)全(quán)球最先进的(de)干式喷漆系统,实现高达95%的空气(qì)可(kě)循环利用,节省60%的(de)能源,同时采用(yòng)水性环(huán)保涂(tú)料。奇瑞(ruì)捷豹路虎现在厂区设有花(huā)园式的(de)污水处理站、MBR膜生(shēng)物反应器(奇瑞捷豹路(lù)虎是国内首家使用外置式MBR膜(mó)生物(wù)反(fǎn)应器(qì)处理涂装(zhuāng)废(fèi)水)等措施,可(kě)基本实现(xiàn)氮磷的零排放。
奇瑞捷豹路虎的厂房配备了(le)大量屋(wū)顶天窗,这些天(tiān)窗都是全(quán)自(zì)动、电动控制。天窗在(zài)晴天的时候会自动打(dǎ)开。同时为了降低能耗,在屋顶配备了TPO保温屋面(miàn)及彩钢夹心石棉(mián)墙板(bǎn)。
智(zhì)能制造是新(xīn)一轮科技革命和产业变革(gé)的核心。新一代信息技术的发展和中国(guó)制造(zào)业(yè)转型升级迫切需求相结合,给中国制造(zào)提供了(le)一(yī)个很重要(yào)的手段,这一机遇(yù)需要抓住。作为(wéi)中英合作的典范,奇瑞捷豹路虎结合双(shuāng)方所长,将世界先(xiān)进的生(shēng)产技术,生产管理技术(shù)与(yǔ)中国本土企(qǐ)业进(jìn)行融合创新,创造自己的发展模式。