智能制造案例集

上海市智能工厂建设巡礼(一)

——记上汽大众MEB智能工厂

【导言】

智能工厂是推动智能制造的切入点和突破口,是智能制造能级和核心竞争力的重要体现。2020年9月,市经信委等6部门联合发布《上海市建设100+智能工厂专项行动方案(2020-2022年)》(以下简称《行动方案》),计划三年推动建设100家智能工厂,打造10家标杆性智能工厂,培育10家年营业收入超过10亿元(1-2家超过100亿元)具备行业一流水平的智能制造系统集成商,搭建10个垂直行业工业互联网平台,即“10030”工程。

2020年12月22日,市经信委公布并认定授牌了首批20家上海市智能工厂,分布在汽车、电子信息、高端装备、航空航天、生物医药、绿色化工和新材料、快消品和技能环保等7个行业领域,想知道这些智能工厂都有哪些亮点和建设经验吗?

从本期开始,在不涉及企业商业机密的情况下,从汽车领域的智能工厂开始对20家首批上海市智能工厂的项目亮点、项目成效进行逐一介绍。

一、项目简介

上汽大众MEB智能工厂位于上海安亭,2020年10月正式投产,是大众汽车集团全球首个专为MEB平台车型生产而全新建造的工厂,是目前国内生产规模最大、效率最高的纯电动汽车工厂。工厂集智能制造、节能环保为一体,采用超过1400台工业机器人,并大规模应用领先的制造技术,实现制造全过程的智能化和数字化。

二、项目亮点

上汽大众智能制造以MEB智能工厂项目为载体,通过系统互联互通、数据价值驱动、逐步实现制造的智能化转型。

1.智联装备:多项首创技术应用助力效率提升

 
 

冲压车间,在集团内首次采用APS高级排程技术,实现冲压计划自动化排布,优化冲压生产库存,提高生产效率。车身车间,突破传统瓶颈,全球首次应用在线绝对测量系统方案,实时高效地监控白车身尺寸质量状态,开启报警停线和预警功能。油漆车间,是大众集团全球首个120JPH的全新环保工艺的油漆车间,将智能制造与环保工艺有机结合,大幅度降低换色时耗费的油漆和溶剂。总装车间,通过采用高精度视觉系统,首次实现高柔性仪表板全自动安装及头道密封条全自动安装方案。

2.数据协同:PSB平台助力工业设备互联和过程监控

MEB智能工厂通过搭建生产服务总线(Plant Service Bus,简称PSB)平台,针对上汽大众现场车间实际情况,进行有针对性的接口开发与数据转换工作,为上汽大众工业互联网平台连接设备提供统一解决方案,帮助上汽大众实现工业设备互联,对关键设备和生产全过程数据进行采集和分析,实现对生产过程监控和异常处理,为上汽大众实现智能制造、生产模式创新提供关键支撑。

 
 

3.智能生产管理:实时呈现工厂运行状态

 

MEB智能工厂信息管理系统,集成MEB工厂四大车间及电池车间的中控系统以及能源环境系统、智能物流系统、质量管理系统以及数据湖、智能设备管理等系统。系统采集各车间产品及设备数据,分析处理后形成工厂级生产数据报告并有机地与工厂三维模型结合,实时展示工厂各车间生产状态。系统以现有各车间中控系统为数据基础,能够实时查看整个工厂的运行工作状态,集中获取工厂级的相关生产数据、设备数据、质量数据、物流数据、能源环境数据、配品备件维保等信息。

4.智慧物流管理:基于全链条的智慧物流方案

MEB智能工厂规划了从销售预测,生产计划/排产,生产控制,零件需求计算,零件拉动到仓库管理等完整的物流供应链系统方案,旨在实现销售与生产的有效联动、优化订单管理与生产次序、确保从整车需求到自制件需求再到零件需求的高效自动化导出,保障生产稳定有序。

 
 

5.新技术应用:5G技术让虚拟融入现实

MEB智能工厂搭建5G基站和边缘计算服务器等硬件设备,建立5G通信网络,MEB智能工厂全面接入5G技术,工厂智慧管理系统集成基于MEC边缘服务器的实时高清视频信息,时刻掌握生产动态,打通生产端与销售端,实现所见即所得。利用5G技术实施基于手持终端的数字孪生和专家库模块,系统导入工厂设备三维模型,实现所见实物与数字模型的数据叠加。

三、项目成效

在项目前期,上汽大众通过采用数字化工具对冲压、车身、油漆、总装、电池五大车间进行全生产流程的虚拟规划仿真、精准调校,在正式生产前大幅减少人为失误风险,解决核心技术问题,节约制造成本,缩短开发周期。

在车身车间,借助全球首次应用的在线绝对测量系统方案,通过应用激光视觉传感器,实时高效地监控白车身尺寸质量状态,开启报警停线和预警功能,不但节省了5个工人岗位,而且提升了10倍测量效率。在车身和电池车间,基本可以实现全自动生产,即使在总装车间自动化程度也比相同规模工厂提升了45%。

在数据协同方面,借助PSB平台构建上汽大众工业互联网平台,赋能数据采集、用户体验、制造过程,较好地优化提升了研发设计、生产制造、运营管理的资源配置效率。

在智能生产管理方面,MEB智能工厂信息管理系统实时展示工厂各车间生产状态,方便实时调整企业决策,从而对生产条件的变化做出迅速反应,减少非增值活动,提高工厂运营效率,从根源提高管理水平,优化工艺流程,改善产品质量,实现精益生产,降低能源损耗,减少库存,降低成本。

在智慧物流管理方面,以“无人工厂”为目标,在完整的物流供应链系统方案指导下,规划实施贴近生产车间的大件自动化立体仓库,实现大型零件入库、存储、出库全自动流程,极大降低了物流成本。

在新技术应用方面,基于5G网络和工厂智慧管理系统,实现工业互联网+消费互联网的互通与应用,通过C2M、定制化生产、定制化服务,客户下单后可直接看到所定车辆的生产装配过程,真正实现所见即所得,提高了企业的竞争力。同时,借助部署的5G系统和大数据分析工具,能及时分析并解决车间现场发生的问题,提高生产效率。

在节能环保方面,MEB智能工厂通过太阳能光伏发电、热电联供、余热回收、雨水回收利用、中水回用技术、能源管理系统等28项节能环保措施,打造上汽大众最具环境友好型工厂,实现5项环保KPI相较于公司平均水平下降20%。

上汽大众MEB智能工厂,通过应用先进的智感装备和云联技术,构建业务链智慧管理平台,最终实现

工厂整体的数字化、网络化以及智能化,构成感知、执行及控制决策的闭环,力争建设成为汽车行业智能制造的标杆,助推上汽大众全面智能化转型升级。