汽車制造企業(yè)的智能化規(guī)劃

李文英 羅志勇

摘 要：“中國制造2025”戰(zhàn)略文件發(fā)布以來，制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的理念被廣泛探討，如何促進(jìn)制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化成為傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的核心命題。在國內(nèi)，汽車制造業(yè)依托其產(chǎn)品的特殊性和專業(yè)性，社會(huì)資源的高使用程度以及龐大的上下游產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，已成為制造業(yè)中的龍頭。汽車制造企業(yè)的研發(fā)、計(jì)劃、物流、制造、質(zhì)量等業(yè)務(wù)流程錯(cuò)綜復(fù)雜，如何通過創(chuàng)新發(fā)展規(guī)劃，促成信息流、資金流、物流的融合貫通，提升企業(yè)整體競爭力，成為了現(xiàn)代汽車企業(yè)管理者的核心任務(wù)。

關(guān)鍵詞：汽車制造 創(chuàng)新 智能化 規(guī)劃

1 引言

我國制造業(yè)大多依靠廉價(jià)的資源環(huán)境、雄厚的人口優(yōu)勢(shì)及廣闊的市場，吸引資本和技術(shù)開展事業(yè)，汽車制造業(yè)更是典型。隨著我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，事業(yè)因素劇烈變化。法規(guī)方面，各類環(huán)保法規(guī)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不斷出臺(tái)，先發(fā)展后治理的理念被徹底廢棄，企業(yè)必須提升精益化水平;用工環(huán)境方面，人口持續(xù)老年化，2019年老年人口增至2.53億，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)沖擊，年輕人進(jìn)入工廠的意愿不斷降低;市場競爭方面，據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局最新數(shù)據(jù)，全國大中型汽車企業(yè)3264家，品牌超200個(gè)，市場競爭充分且激烈。

事業(yè)因素的變化，促使汽車制造企業(yè)謀創(chuàng)新促發(fā)展。現(xiàn)狀來看，我國在智能化創(chuàng)新上起步較晚，智能制造的理論體系和產(chǎn)業(yè)體系尚待完善。技術(shù)能力上，依托物聯(lián)化的相關(guān)理論，企業(yè)開展構(gòu)建信息物理融合系統(tǒng)是主流方向;運(yùn)營管理上，以顧客需求為戰(zhàn)略導(dǎo)向，建立并應(yīng)用創(chuàng)新的柔性生產(chǎn)組織管理系統(tǒng)，快速響應(yīng)市場需求;職能過程上，以內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，將生產(chǎn)過程的技術(shù)文件、均衡生產(chǎn)、工裝設(shè)備、工藝紀(jì)律等方面的管理，融合到創(chuàng)新性的智能化應(yīng)用中。企業(yè)管理者需要對(duì)各項(xiàng)關(guān)鍵要素進(jìn)行合理整合，開展智能化的整體性規(guī)劃，而此將成為決定企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展成效的核心因素。

2 工業(yè)與信息的融合

工業(yè)與信息融合，是整體智能化規(guī)劃的基礎(chǔ)工作。傳統(tǒng)上，工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域與信息技術(shù)領(lǐng)域是相對(duì)獨(dú)立的兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。隨著精益化生產(chǎn)、全面質(zhì)量管理、制造決策支持等高層次需求的日益涌現(xiàn)，工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域與信息技術(shù)領(lǐng)域融合以提供一攬子技術(shù)支撐的發(fā)展方向成為了必然選擇。

為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和信息化，汽車制造企業(yè)必須構(gòu)建工業(yè)以太網(wǎng)和信息以太網(wǎng)。傳統(tǒng)上，兩張網(wǎng)相互獨(dú)立，功能集中而單一。隨著先進(jìn)制造戰(zhàn)略不斷深化，相關(guān)高層次需求提出了物聯(lián)化要求，以獨(dú)立的兩張網(wǎng)為核心的網(wǎng)聯(lián)方式，在實(shí)現(xiàn)物聯(lián)化上掣肘十分明顯，因此在網(wǎng)絡(luò)層面實(shí)現(xiàn)工業(yè)和信息融合，以促進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域和信息領(lǐng)域融合是必然趨勢(shì)，其使業(yè)務(wù)過程具備物聯(lián)的基本要素。智能化規(guī)劃以此集成數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，開展構(gòu)建企業(yè)資源計(jì)劃、供應(yīng)鏈管理、制造管理等系統(tǒng)平臺(tái)，形成貫穿企業(yè)的業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)信息流、資金流、物流之間的無縫對(duì)接。

3 大規(guī)模柔性生產(chǎn)的支撐

市場需求的瞬息萬變，要求汽車制造企業(yè)擁有靈活開展生產(chǎn)的能力，這是一種企業(yè)主動(dòng)適應(yīng)變化的管理思路，要求流程、技術(shù)、組織具備應(yīng)對(duì)變化的能力，發(fā)展?jié)M足大規(guī)模生產(chǎn)的柔性體系是智能化的首要條件。

3.1 開展柔性的計(jì)劃與執(zhí)行控制

生產(chǎn)執(zhí)行過程的柔性可細(xì)分到訂單構(gòu)成的柔性、計(jì)劃編排的柔性、制造執(zhí)行的柔性。

訂單構(gòu)成的柔性，主要體現(xiàn)在制造對(duì)顧客需求的交付效率上。生產(chǎn)模式直接影響產(chǎn)品交付效率，企業(yè)需結(jié)合產(chǎn)品組合、產(chǎn)品平臺(tái)特性、制造設(shè)備、物流配套等方面綜合考慮，確定高效的生產(chǎn)和交付模式，目前較為推崇的是訂單結(jié)合庫存，依托靈活的物流調(diào)度能力和信息系統(tǒng)計(jì)算能力，形成快速交付網(wǎng)絡(luò)的模式。

計(jì)劃編排的柔性，主要體現(xiàn)在生產(chǎn)計(jì)劃編排的合理性上。依托整合的業(yè)務(wù)流程，信息系統(tǒng)將根據(jù)訂單信息、車型信息、物料清單信息、設(shè)變信息及物流計(jì)劃信息等關(guān)鍵生產(chǎn)信息，業(yè)務(wù)規(guī)則和生產(chǎn)線制約因素，進(jìn)行智能化生產(chǎn)排程，并通過制造、物流、信息系統(tǒng)的柔性聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃的合理落實(shí)。

制造執(zhí)行的柔性，主要體現(xiàn)在生產(chǎn)職能部門對(duì)生產(chǎn)訂單的交付能力上。依托柔性化制造系統(tǒng)，組織能力上實(shí)行節(jié)拍快速轉(zhuǎn)換，使生產(chǎn)訂單、序列、實(shí)物三者柔性調(diào)整與匹配，實(shí)現(xiàn)整體生產(chǎn)效率和平準(zhǔn)程度的最大化。

3.2 實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的智能化控制

企業(yè)通過自動(dòng)化設(shè)備和信息技術(shù)在制造過程上的融合，使傳統(tǒng)工業(yè)與現(xiàn)代技術(shù)實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接。通過集成化數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，依托智能信息技術(shù)及物聯(lián)化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)制造關(guān)鍵過程自判斷。通過對(duì)制造過程信息、個(gè)性化訂單信息、物流計(jì)劃信息、生產(chǎn)控制指令等關(guān)鍵信息的綜合判斷，信息系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)狀態(tài)的自判斷，并將判斷結(jié)果落實(shí)到生產(chǎn)線的響應(yīng)上。智能化控制的應(yīng)用，極大減少人力投入，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)大規(guī)模生產(chǎn)的支撐。

4 制造過程的智能化

制造過程是一系列管控標(biāo)準(zhǔn)疊加的過程。制造業(yè)創(chuàng)新必須以標(biāo)準(zhǔn)為參照，而智能化應(yīng)用能協(xié)助標(biāo)準(zhǔn)在制造過程中落實(shí)。

4.1 智能化研發(fā)

產(chǎn)品數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，是貫徹產(chǎn)品生命周期的主線。隨著數(shù)字化發(fā)展，汽車企業(yè)在研發(fā)端導(dǎo)入成熟的產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)，對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，成為行業(yè)的最佳實(shí)踐。通過該系統(tǒng)，企業(yè)在產(chǎn)品領(lǐng)域得到最大程度的業(yè)務(wù)集成與協(xié)同，產(chǎn)品數(shù)據(jù)在流程和治理方面得到有效支撐。伴隨數(shù)字孿生等理念的不斷發(fā)展，數(shù)字與現(xiàn)實(shí)的關(guān)系將變得空前密切，為汽車研發(fā)領(lǐng)域智能化提供了新方向。

4.2 智能化裝配

工藝配置系統(tǒng)用于過程模型管理，使生產(chǎn)要素與系統(tǒng)模型達(dá)成同步，實(shí)現(xiàn)工藝數(shù)字化。工藝配置系統(tǒng)是柔性組織能力的實(shí)現(xiàn)工具，是工藝標(biāo)準(zhǔn)化的核心手段。智能化裝配以車輛追蹤系統(tǒng)為前提，在工藝標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上開展。制造系統(tǒng)根據(jù)車輛追蹤信息，啟動(dòng)與車輛相關(guān)的所有自動(dòng)化過程，包括啟動(dòng)自動(dòng)化作業(yè)、零件追溯、防錯(cuò)跟蹤、零件消耗、電子檢測(cè)等過程，過程結(jié)果將自動(dòng)同步到制造系統(tǒng)中，失敗的操作將觸發(fā)報(bào)警并展開質(zhì)檢過程，未經(jīng)修復(fù)的失敗將被記錄為車輛缺陷。類似的智能化輔佐功能，極大提高了車間作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)程度和自工序完結(jié)程度。

4.3 智能化質(zhì)檢

制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展依賴合理的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)作為重要的輸入前提，必須整合到生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)中，以輔佐過程質(zhì)量控制的執(zhí)行。通過質(zhì)量系統(tǒng)、過程設(shè)備、目視化設(shè)備等的物聯(lián)特性，相關(guān)過程和結(jié)果將被實(shí)時(shí)同步并進(jìn)行處理分析，質(zhì)量系統(tǒng)根據(jù)分析結(jié)果自動(dòng)進(jìn)行質(zhì)量問題判定及生成過程缺陷清單，輸送線則根據(jù)結(jié)果進(jìn)行車輛滯留或放行的自處理，目視化設(shè)備則把相關(guān)結(jié)果與問題進(jìn)行不同層級(jí)的目視化顯示。智能化質(zhì)量控制過程，極大提高自工序完結(jié)能力，杜絕質(zhì)量問題流出。

4.4 智能化物流

物流計(jì)劃方面，自動(dòng)計(jì)劃編排的結(jié)果是物流計(jì)劃的重要輸入，通過MRP過程、計(jì)劃分割優(yōu)化、提前量預(yù)判等關(guān)鍵因素，信息系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行物流計(jì)劃計(jì)算。

進(jìn)廠物流方面，智能化主要應(yīng)用在優(yōu)化物料配送的過程中。在傳統(tǒng)拉式和推式物料配送的基礎(chǔ)上，演變出廣播式叫料觸發(fā)以及自動(dòng)物料消耗累積觸發(fā)。廣播式叫料觸發(fā)，通過車輛追蹤系統(tǒng)，自動(dòng)觸發(fā)車輛廣播信息，并實(shí)時(shí)共享到各類物流配送相關(guān)方，形成物料指令;自動(dòng)物料消耗累積觸發(fā)，則依托倉庫管理系統(tǒng)精確的庫存信息，以車輛追蹤系統(tǒng)為紐帶，實(shí)時(shí)獲取生產(chǎn)隊(duì)列及物料消耗情況，進(jìn)行庫存數(shù)據(jù)比對(duì)后自動(dòng)觸發(fā)叫料指示。智能化應(yīng)用也作用于過程控制上，如可運(yùn)用RFID和移動(dòng)終端，實(shí)現(xiàn)過程的精確化;運(yùn)用智能化立體倉和同步配送裝置等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)配送過程自動(dòng)化;運(yùn)用運(yùn)輸過程可視化，提高運(yùn)輸精度。

出廠物流方面，智能化主要體現(xiàn)在體系模式上，如上述，企業(yè)可依托靈活的物流調(diào)度能力和信息系統(tǒng)計(jì)算能力，形成快速交付網(wǎng)絡(luò)模式，極大優(yōu)化訂單交付周期。

5 管理決策支持

構(gòu)建整合的業(yè)務(wù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，強(qiáng)化業(yè)務(wù)流程透明化，全面支撐產(chǎn)銷決策快速制定。通過與上下游企業(yè)的系統(tǒng)集成、數(shù)字化終端的應(yīng)用、制造模型的建立、自動(dòng)化設(shè)備的互聯(lián)，大數(shù)據(jù)平臺(tái)自動(dòng)收集人為、設(shè)備、物料供應(yīng)、質(zhì)量等方面損失，并形成企業(yè)經(jīng)營所需的各類關(guān)鍵決策指標(biāo)、報(bào)表及預(yù)測(cè)性信息，如實(shí)時(shí)設(shè)備狀態(tài)及報(bào)警、OEE、產(chǎn)能預(yù)警等。業(yè)務(wù)人員利用各類信息進(jìn)行快速分析并調(diào)整生產(chǎn)要素，減少損失并最終達(dá)到零缺陷、零浪費(fèi)、零庫存、零停機(jī)。

6 總結(jié)

目前，相當(dāng)一部分汽車制造企業(yè)面臨著經(jīng)營困難的局面，部分甚至正面對(duì)著嚴(yán)峻的生存考驗(yàn)。隨著國家對(duì)汽車合資政策的逐步放開，在競爭如此激烈的情況下，汽車制造企業(yè)無法再通過以資源和政策換取發(fā)展的模式繼續(xù)開展經(jīng)營，變革和創(chuàng)新是企業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的唯一出路。智能化作為“中國制造2025”戰(zhàn)略的具體表現(xiàn)，是企業(yè)立足當(dāng)前、著眼長遠(yuǎn)的發(fā)展驅(qū)動(dòng)要素，將為企業(yè)的運(yùn)營效率、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量等方面帶來顯著提升，是企業(yè)主動(dòng)迎合市場競爭的新動(dòng)力。

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