吉利數(shù)字化工廠的實踐干貨
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)競爭環(huán)境下，決定競爭成敗的關(guān)鍵不再是設(shè)施規(guī)模、低勞動力成本等因素，技術(shù)管理軟實力和科技創(chuàng)新能力對競爭力的貢獻更為突出。
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)、自動化技術(shù)、智能化技術(shù)建立差異化競爭優(yōu)勢，從而縮短產(chǎn)品上市周期、降低成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量，滿足日益增長的個性化需求，敏捷應(yīng)對市場變化，在激烈的競爭中實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
以下是浙江吉利控股集團有限公司制造工程 ( ME ) 中心數(shù)字化工廠部部長張喆關(guān)于《吉利汽車數(shù)字化轉(zhuǎn)型、精益運營、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，我在一個月前發(fā)生了一些職位的變化，除了在管理整個數(shù)字化工廠之外，現(xiàn)在工廠、焊裝、自動化等等也都在管。吉利建立數(shù)字化工廠的時間并不長，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。這個過程當(dāng)中碰到了很多阻礙，有很多風(fēng)險。
到今天我們回顧這兩年半的工作發(fā)現(xiàn)，其實數(shù)字化工廠不光是某個部門來做的，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。
目前吉利控股集團中，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)字化工廠都會進行部署。
我們?yōu)槭裁匆鰯?shù)字化工廠？目的是兩個：第一是降低成本，第二是提高產(chǎn)品質(zhì)量。
我記得在一個多月前我們有一家合作伙伴也組織了一場論壇，有人在臺下問我，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，另外運營成本也是降低的。
今天主要是從四個方面來講：生產(chǎn)物流數(shù)字化、生產(chǎn)技術(shù)數(shù)字化、數(shù)據(jù)平臺數(shù)字化以及數(shù)字化智能制造。我會拿一些我們數(shù)字化工廠已經(jīng)在做的案例來進行分享。
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 這樣個愿景一起來邁進。
我們從去年開始做工廠物流，我們會對 3D 物流模型進行搭建，這在很多車廠里是很常用的，包括我們會對交通路口通過等進行計算。同時我們對能耗進行監(jiān)控及仿真，然后跟實際數(shù)據(jù)進行對比。今后我們都會使用這樣的系統(tǒng)對所有新工廠進行規(guī)劃。
數(shù)字化工廠有一塊仿真業(yè)務(wù)，包括對沖壓車間驗證，焊裝車間是全線體驗證，涂裝會對噴涂進行模擬，總裝更多的是偏向于裝配以及人機工程驗證。
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，大家都有一個認(rèn)識和共鳴是什么呢？仿真跟現(xiàn)場其實是有脫節(jié)的。仿真是仿真、實際是實際，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。如果在座的有機器人工程師、機械工程師的話，想必大家更清楚，仿真做的是不能直接上線上自動運行的。
吉利數(shù)字化工廠經(jīng)過兩年的探索，目前我們把整個現(xiàn)場跟仿真的差距已經(jīng)縮短到了 3 毫米。所以說，我們所見即是所得。我們在仿真里面所做的所有的工作、看到的所有的情景跟現(xiàn)場最大的誤差就是 3 毫米。
從去年開始，我們的數(shù)字化雙胞胎已經(jīng)在兩到三個工廠里面成功實施了。從明年開始吉利所有的項目都會在技術(shù)協(xié)議里面寫入我們會有虛擬技術(shù)調(diào)試技術(shù)，來要求供應(yīng)商進行部署實施。
在那么多仿真工作基礎(chǔ)上，吉利目前有兩個平臺來進行 CRM 的部署，一個就是 Telematics，另外一個會在后年逐步進行切換的 TCenvironment。我們會優(yōu)先于其他幾個專業(yè)，會在明年年底率先切換，進行部署應(yīng)用。
圖上可以看到通過整個這些環(huán)節(jié)，所見即所得，虛擬和實物可以做到完全一樣。
截至目前為止，數(shù)字化工廠已經(jīng)對點云平臺，對標(biāo)準(zhǔn)體系、工作流程都進行開發(fā)。目前我們還有另外一個小團體，他們更多的是基于二次開發(fā)。
明年我們會把整個數(shù)字化工廠經(jīng)驗系統(tǒng)進行部署，它會通過經(jīng)驗庫系統(tǒng)，把吉利總結(jié)的經(jīng)驗教訓(xùn)全部統(tǒng)計到經(jīng)驗庫系統(tǒng)里面，把我們的 ERP、AI 系統(tǒng)等等，共同打造成經(jīng)驗庫系統(tǒng)。
基于整個平臺，我們有分成一個平臺四個系統(tǒng)來進行大數(shù)據(jù)、SAP 等等系統(tǒng)，把它全部串聯(lián)到數(shù)字化的平臺當(dāng)中。想必大家以前是通過電腦來連接整個系統(tǒng)的，我們在調(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)來進行開發(fā)，在我的手機里已經(jīng)可以實時對吉利數(shù)字化系統(tǒng)進行訪問。
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？其實兩年多來我們更多的時間是花在數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)體系建立、平臺搭建及規(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。
為什么會這樣說呢？截止到目前，整個吉利包括領(lǐng)客工廠目前在國內(nèi)有十幾個基地在同時生產(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工廠的圖，我們十幾個基地都實現(xiàn)了這樣的技術(shù)，在控制端在電腦端就可以對十幾個工廠進行靜態(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。在完成整個工廠 3D 可視化之后，就開始來對工廠進行網(wǎng)格化的監(jiān)控管理。這里面就是截取于我們某一個工廠某一條線體來進行的實施?？吹竭@里可能很多人會講，這不就是工廠漫游嘛，類似于 Google 街景這樣的東西，其實我們進行網(wǎng)格化管理之后，隨后在進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候可以點擊某一個設(shè)備看到它的運行狀態(tài)、生產(chǎn)圖紙，也可以走到某一個工序邊上進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工廠漫游實現(xiàn)的不僅僅是一個展示，更多的是對于整個規(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 月份的時候，在諾挪威那邊跟一家友商達成了一系列框架協(xié)議，我們使用了工業(yè)大數(shù)據(jù)這樣一個平臺。當(dāng)然整個吉利的工業(yè)大數(shù)據(jù)不僅僅體現(xiàn)在某一個合作伙伴上，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，在整個工業(yè)大數(shù)據(jù)上進行探索。
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)對于整個汽車甚至于整個吉利的生產(chǎn)制造它的作用在哪里？我們之前有過調(diào)研，我在兩個半月以前，我們跟亞馬遜（美國）通了電話，隨后亞馬遜的一個產(chǎn)品經(jīng)理用了將近一個小時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)果我們在做內(nèi)部評審時，我問了團隊里這樣一句話？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)傳遞如何實時化的時候，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值？我們能獲取哪些數(shù)據(jù)？
所以整個團隊換了一種思路，我們從整個生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)來進行獲取，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)過了兩個多月的部署實施，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)可以說真正的會給我們吉利汽車生產(chǎn)制造、提升、預(yù)防維護是至關(guān)重要的。那么最后我們需要對數(shù)據(jù)進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)也會介入其中。
這個圖是我在某個基地里面實施了兩個月的數(shù)據(jù)監(jiān)控。其實在這張表中大家可以看到整個數(shù)據(jù)前面相對來說是比較平穩(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)的時候，其實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)我拿到這份報告時的確震驚到我，因為就通過兩個月的監(jiān)控，隨后那家供應(yīng)商就花了 16 個小時整個數(shù)據(jù)的挖掘進行改善，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，我們在明年整個數(shù)字化工廠會把大數(shù)據(jù)作為一個重點目標(biāo)來進行推進。
我們再回顧一下數(shù)字化工廠。其實前面講了那么多，整個數(shù)字化工廠所做的就是對于仿真進行驗證、對于數(shù)字化雙胞胎進行部署實施，當(dāng)然我們已經(jīng)有兩個基地采取到了數(shù)字雙胞胎技術(shù)。明年我們會對所有新生產(chǎn)線全部使用數(shù)字化雙胞胎理念。最終我們在明年會啟動智慧工廠項目，除了之前談到的 ERP 等系統(tǒng)之外，我們會把整個包括 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)上來實現(xiàn)整個數(shù)字化工廠。
數(shù)字化雙胞胎場景的應(yīng)用，會有幾個關(guān)鍵點。首先就是仿真數(shù)據(jù)跟現(xiàn)場數(shù)據(jù)它們的誤差只有 13 毫米。第二個值就是所有的 CT 節(jié)拍所有的誤差控制在了 0.5 秒。第三個是所有機器人在仿真里面的數(shù)據(jù)跟現(xiàn)場是完全一樣的。我們可以在這樣一個控制室，我們在控制室里面可以控制現(xiàn)場任何一臺機器人的啟動、停止，可以調(diào)動現(xiàn)場任意一個程序。當(dāng)然現(xiàn)場所有的信號、程序都可以實時反饋到監(jiān)控室里面，讓監(jiān)控室實時同步的對生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境進行模擬監(jiān)控。
我們的第二個實驗室就是人機工程實驗室。在左下角可以看到通過整個人機工程實驗室可以把很多人機工程上的問題，通過可穿戴設(shè)備進行模擬驗證。這有點像拍電影，其實靈感來源于哪里呢？三年前在我離開前一家公司的時候，我?guī)е胰チ嗣绹?，?dāng)時在拍電影。拍電影，尤其是拍科幻電影很簡單，就在單色的背景前面一些人穿著可穿戴設(shè)備、傳感器做所有動作，那些動作被輸?shù)诫娔X里進行合成。所以吉利數(shù)字化工廠，我們就在想能不能進行跨行業(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。原來我們進行的都是靜態(tài)的驗證，但是到現(xiàn)場我們突然發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場操作工因為地域差別、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，把真實功能所有動作通過仿真可以 100% 的做出來，用紅色、黃色、綠色來識別某一個關(guān)節(jié)某一個動作的差異。當(dāng)然通過這樣一套傳感器技術(shù)，我們除了對于人體大的 74 個環(huán)節(jié)進行模擬之外，甚至可以拆分到具體動作，比如手指關(guān)節(jié)動作、頭部運動動作，都可以進行自定義。
第三個實驗室也是很引以為豪的，就是 VR 實驗室。我們會利用 K5 系統(tǒng)來對整個吉利的 CAD、CAE、評審進行實時的驗證。明年我們這個實驗室就會建立完畢，如果大家有興趣的話也可以屆時來我們實驗室進行交流參觀。謝謝大家！
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