2017年的漢諾威工業(yè)博覽會剛結(jié)束不久，這場全球工業(yè)領(lǐng)域的盛會刷新了展會歷年的參觀人數(shù)之最，而其中中國成為這次展會外國參展商和參觀人數(shù)的領(lǐng)跑者，僅參觀人數(shù)就高達(dá)9000人，可見國內(nèi)制造業(yè)對于工業(yè)4.0發(fā)展的關(guān)注。
它們能達(dá)到“智”造級的高度一方面源于，在過去汽車工業(yè)發(fā)展最迅速的二十年中，上汽通用通過采用先進(jìn)的GMS通用全球制造體系，結(jié)合國情和企業(yè)特點，對在國內(nèi)推出的產(chǎn)品進(jìn)行平臺化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，實現(xiàn)各平臺產(chǎn)品的兼容性，總結(jié)了各工廠在自動化、物聯(lián)網(wǎng)化建設(shè)方面的經(jīng)驗;另一方面源于一張網(wǎng)的布局，工業(yè)級全以太網(wǎng)。凱迪拉克金橋工廠和武漢二期工廠都是通用全球體系中首批全面應(yīng)用工業(yè)級全以太網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的智能工廠。
漢諾威工業(yè)博覽會是全球機械工程行業(yè)最大的盛會，也是工業(yè)4.0概念的提出者。而從今年的展會中發(fā)布的數(shù)據(jù)來看，工業(yè)4.0如今已經(jīng)成功度過了試用階段，并且已在應(yīng)用中創(chuàng)造真正的價值。
以目前的汽車行業(yè)為例，在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)快速發(fā)展的助推和企業(yè)對提升生產(chǎn)效率、改善生產(chǎn)品質(zhì)需求的雙驅(qū)動下，目前國內(nèi)一些汽車工廠已經(jīng)邁向了“智”造級的世界領(lǐng)先水平，并且已經(jīng)在工業(yè)4.0的概念下受益。在這方面，今年迎來20歲生日的上汽通用早已走在了前列。
從“制造”到“智造”，工業(yè)以太網(wǎng)全面應(yīng)用
上汽通用凱迪拉克金橋工廠和上汽通用武漢二工廠都是中國目前最先進(jìn)的汽車制造工廠之一，代表了當(dāng)今汽車制造的全球領(lǐng)先水平。從過去的生產(chǎn)大部分依賴人力操作設(shè)備，到人力逐漸被自動化設(shè)備取代，再到如今生產(chǎn)管理的智能化、物聯(lián)網(wǎng)化，這兩座 “智”造級工廠可以說是上汽通用這二十年在中國由制造到“智”造的見證者。
它們能達(dá)到“智”造級的高度一方面源于，在過去汽車工業(yè)發(fā)展最迅速的二十年中，上汽通用通過采用先進(jìn)的GMS通用全球制造體系，結(jié)合國情和企業(yè)特點，對在國內(nèi)推出的產(chǎn)品進(jìn)行平臺化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，實現(xiàn)各平臺產(chǎn)品的兼容性，總結(jié)了各工廠在自動化、物聯(lián)網(wǎng)化建設(shè)方面的經(jīng)驗;另一方面源于一張網(wǎng)的布局，工業(yè)級全以太網(wǎng)。凱迪拉克金橋工廠和武漢二期工廠都是通用全球體系中首批全面應(yīng)用工業(yè)級全以太網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的智能工廠。
工業(yè)以太網(wǎng)是智能工廠核心，如果說第三次工業(yè)革命的自動化，僅是將生產(chǎn)操作設(shè)備作為對象，讓數(shù)控信息技術(shù)得到應(yīng)用。工業(yè)4.0就將信息技術(shù)的應(yīng)用大幅擴大，進(jìn)而衍生出“智能工廠”的概念，它的關(guān)鍵技術(shù)是信息技術(shù)的快速交換、處理，而工業(yè)級以太網(wǎng)就是目前全球公認(rèn)的局域網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的最佳選擇方案。具體而言，智能工廠不僅是生產(chǎn)的自動化，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控制程，確保生產(chǎn)順暢，還可協(xié)助制造業(yè)者整合各廠生產(chǎn)管理、物流管理及倉庫管理，實時匹配產(chǎn)能的需求與規(guī)模，避免大興土木，同時迅速提高產(chǎn)能，滿足客戶定制化訂單的實時生產(chǎn)需求。
具體到汽車領(lǐng)域的智能工廠，我們可以拿凱迪拉克金橋工廠和武漢二期工廠的一些工業(yè)級以太網(wǎng)布局的案例來說明工業(yè)4.0是如何將信息技術(shù)的應(yīng)用大幅擴大，從而將傳統(tǒng)的工廠制造變?yōu)?ldquo;智”造。
自動化、以太網(wǎng)布局齊發(fā)力，全球領(lǐng)先的“智”造工廠
如果說一家汽車智能工廠的硬件是自動化設(shè)備(焊接機器人、抓取機械手臂、AGC物料配送機器人等)的投入數(shù)量的話，那么軟件就是能讓這些自動化設(shè)備的工作節(jié)拍、物料的投遞根據(jù)生產(chǎn)的需求，進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)化控制，協(xié)同工作，讓工廠能根據(jù)市場變化而進(jìn)行精確生產(chǎn)管理的工業(yè)級以太網(wǎng)布局。
這樣的案例我們在凱迪拉克金橋工廠的汽車四大工藝生產(chǎn)車間可以看到很多。比如在車身車間，過去工人搬運沖壓鈑金、扛著焊槍操作的畫面已經(jīng)遠(yuǎn)去，取而代之的都是391臺聯(lián)網(wǎng)化的AGC鈑金焊接件投遞機器人、自動化抓取手臂，柔性的焊接機器人在井然有序工作的畫面。
通過工業(yè)級以太網(wǎng)的控制，可以根據(jù)市場對凱迪拉克車型的訂單，來決定每天對車身車間投遞多少板材來沖壓鈑金件，AGC物流機器人則根據(jù)沖壓件的數(shù)量來決定運輸?shù)乃俾屎蛿?shù)量到焊接生產(chǎn)線，而焊接機器人則根據(jù)運送物料的多少來決定焊接的時間。
傳統(tǒng)工廠，工人們手扛焊槍
凱迪拉克金橋工廠車身車間機器人在焊接車身
物聯(lián)網(wǎng)化、智能化的車身車間也讓生產(chǎn)實現(xiàn)了最大化的柔性化，車間柔性化生產(chǎn)可以減少廠房和設(shè)備的投入，讓傳統(tǒng)的平臺化生產(chǎn)概念在金橋這座工廠變成過去式。凱迪拉克金橋工廠的車身車間可以最大支持7種車型共線生產(chǎn)，是業(yè)內(nèi)自動化柔性最大的工廠之一，它的出現(xiàn)也為國內(nèi)其他汽車企業(yè)在車身制造領(lǐng)域向“智”造轉(zhuǎn)型提供了參考的模板。
比如在總裝車間，總裝車間是最能評估一家汽車廠生產(chǎn)線智能化的地方，總裝生產(chǎn)線的節(jié)拍決定了一座工廠最終的產(chǎn)能。傳統(tǒng)總裝車間在受到人工操作效率、車間物流供給效率的影響，每小時僅能裝備25臺車左右。
傳統(tǒng)總裝車間的人工裝配工位
而在凱迪拉克金橋工廠的總裝車間，零配件的物流已經(jīng)實現(xiàn)了高度的物聯(lián)網(wǎng)化，GVC運輸機器人、總裝機械手臂等自動化設(shè)備之間可以相互“交流”，它們之間信息的“交流”則通過以太網(wǎng)實現(xiàn)。在這座總裝車間，底盤拼接可以實現(xiàn)自動巡航裝備，座椅、輪胎、車門系統(tǒng)、輪胎這些大件都能實現(xiàn)自動線輸送，自動上線率達(dá)到了70%，而輸送的速率、裝配的節(jié)拍則通過以太網(wǎng)的控制去根據(jù)市場訂單來決定。
高度的智能化讓金橋這座工廠的生產(chǎn)節(jié)拍可以達(dá)到每小時生產(chǎn)65臺車的產(chǎn)能，相比傳統(tǒng)生產(chǎn)線提升了2倍多，讓一輛車的總生產(chǎn)周期縮短到了15小時左右。
這條自動化總裝線還有一個特點就是它的柔性能夠支持7款不同車型的裝配，而且通過業(yè)界領(lǐng)先的智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可追溯每一個關(guān)鍵螺栓、螺母等緊固件的扭矩信息，構(gòu)建起世界級數(shù)字化裝配體系，讓每一輛車的裝配環(huán)節(jié)都可實現(xiàn)自動化監(jiān)測、追蹤以及后期產(chǎn)品售后管理，即節(jié)省了產(chǎn)線設(shè)備的投入、也為生產(chǎn)和售后管理提供了快速查詢的數(shù)據(jù)庫。
凱迪拉克金橋總裝生產(chǎn)線為快速發(fā)展中的自主品牌們提供了一個快速提升裝配產(chǎn)能的樣板，也指明了一個方向：提升產(chǎn)能不只是靠新建廠房來解決，也可以通過對現(xiàn)有生產(chǎn)線進(jìn)行智能化改造來進(jìn)行實現(xiàn)，即節(jié)省土地和廠房的投入，也節(jié)省人力成本的開支，同時大大提升產(chǎn)能。
凱迪拉克金橋工廠的自動化總裝車間
凱迪拉克金橋工廠開啟了上汽通用的“智”造時代，為后續(xù)的新建工廠中“智”造的體系提供了參考的依據(jù)，比如同樣布局了工業(yè)級全以太網(wǎng)的通用武漢二汽工廠，在自動化設(shè)備的投入上甚至超過了目前的金橋凱迪拉克工廠。上汽通用凱迪拉克工廠是首批汽車行業(yè)工業(yè)4.0概念的受益者，在生產(chǎn)效率的提升、單車生產(chǎn)能耗的精細(xì)化管理(能耗降低了10%)、生產(chǎn)的環(huán)保性等方面都有了顯著改善，是“中國制造2025”戰(zhàn)略的綠色智能樣板工廠。
結(jié) 語
從制造到“智”造，上汽通用見證了中國汽車工業(yè)發(fā)展最快速的二十年。從初建時一個基地、一個工廠、一款車型的萌芽綻露，到今天，擁有四大基地、9個整車生產(chǎn)廠、4個動力總成廠的全國布局，以及全年500萬輛級的產(chǎn)能實力。上汽通用從制造到“智”造的發(fā)展歷程給國內(nèi)的汽車企業(yè)提供了前瞻性布局以及現(xiàn)階段的制造轉(zhuǎn)型參考的模板，值得國內(nèi)企業(yè)去深入研究和學(xué)習(xí)。
上汽通用的二十年也給中國市場帶來了太多改變市場格局的優(yōu)秀產(chǎn)品，君威和君越雙子星的引入讓B級車市場的格局進(jìn)入道了日德美三強鼎立的格局，別克凱越讓我們見證了一款車13年200萬輛銷量的輝煌成績，凱迪拉克CT6重新在中國市場定義了美式豪華新旗艦等等。未來上汽通用已經(jīng)在著手布局2020年之后的國內(nèi)新能源汽車市場，已經(jīng)將其全球領(lǐng)先的新能源汽車逐步向中國市場投放，比如新君越30H,邁銳寶XL全混動、CT6 PHEV，別克VELITE 5等。未來市場屬于新能源汽車市場，我們有理由期待上汽通用能在接下來的二十年“智”造一個更輝煌的成績。
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