看一家中国汽车装备公司如何完成智能蜕变?

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看一家中国汽车装备公司如何完成智能蜕变?

看一家中国汽车装备公司如何完成智能蜕变?

为了应对市场变化和竞争,明珞提出两大与“数字”相关的战略——除了实现标准业务流程的“数字化”,还需“智能化”,将数据作为新的增长引擎。


2017年7月,徐华昕加入了广州明珞汽车装备有限公司(下称明珞)。入职后,他接受的首项任务是为公司组建一个新的部门——数据服务中心(MISP)。公司高层给这个中心指定了两项职责,一是提供面向设备的监控及运维服务,二是开发用于服务的工业大数据产品。


博士毕业于新加坡国立大学计算机科学专业的徐华昕,曾就职于悉尼科技大学理学院物理与数学科学学院、悉尼科技大学商学院,担任高性能科学计算科学家。大数据分析、建模及开发用于大规模数据或实时性要求高的数据分析软件,正是他的强项。


“因为公司意识到,智能制造在过去三四年中,已从一个概念变成了看得见、摸得着的事实,客户的生产方式随之发生变化。” 徐华昕说。


明珞副总裁王斌将这一变化概括为,新车型上市的速度要更快、安全性要更强,这要求汽车装备公司的生产线效率要更高、质量要更好、柔性要更强。

“汽车装备生产线,最初追求的是高自动化和高集成度的线体。随着技术不断成熟,根据市场需求,需要从批量生产,变成柔性化生产。” 王斌说,最早时一条生产线可能只做一个或两个车型,现在最多可以做到十几个车型。


在柔性解决方案上逐渐成熟后,客户又提出了新的要求,希望能够从生产线的运行、管理中,得到相关的数据进行分析。


这意味着,中国汽车装备制造行业的竞争也变得愈发激烈。


中国汽车装备制造对外技术依存度曾达70%以上。尤其是1990年代到2005年间,汽车生产的四大工艺冲压、焊接、涂装、总装使用的主要为进口加工设备,生产线也基本从国外进口。


从2005年起,中国技术能力得到提升,在装备行业里,国内企业开始成长,具备能力为国内汽车行业提供生产线解决方案。明珞的竞争对手随之增加。


成立于2008年的明珞,目前是国内最大的汽车装备开发与制造商之一,在海内外拥有七家子公司、三个办事处。


为了应对这种变化和竞争,它开始提出两大与“数字”相关的公司战略——除了要实现标准业务流程的“数字化”,还想实现“智能化”,将数据作为新的增长引擎。


它希望未来的自己不再是传统的线体集成商,而是一家智能制造服务商。


这一角色转变该如何实现?一家数字化方案提供商,成为它的必选项。


2013年,明珞的“数字化”战略已开始真正实行。也就在那时,它最终选定了自己的战略合作伙伴——德国老牌工业巨头西门子公司,双方合作逐渐从硬件,过渡到数字化工厂的虚拟调试软件等多方面。


明珞组织架构下设有多个业务部门,分别为白车身业务部门、动力总成一般工业事业部和标准产品事业部等。其中,白车身业务部门是其最重要的板块。


白车身(Body in White),是指完成焊接但未涂装之前的车身,不包括四门两盖等运动件。要完成一辆车身的焊接,需要有数千个焊点,一条焊接生产线的建设则需要约10万多个零件。



明珞白车身制造车间现场。图片来源:明珞


在王斌看来,焊接生产线较为复杂,仅控制方面,需要伺服、网络、机器人等技术的支持,且还包括视觉应用。“基本上,整个自动化控制领域,先进技术都会在这一生产线的控制层面中体现。”王斌说。


随着业务和人员规模的不断扩张,为始终保持车身产品质量的一致性,明珞希望将人的经验转换为系统的经验,实现自动化、标准化的工作流程。为此,它开始采用西门子的PLM软件(产品生命周期管理)、MES(制造执行系统)和TIA(全集成自动化)解决方案。


按照西门子的介绍,PLM软件可以在完全虚拟化的环境中开发和优化新产品;MES系统能够规范和优化生产流程;TIA则可确保实现所有自动化部件的高效互通。


其中,TIA是构建数字化的基石,涵盖了从现场层、控制层、操作员层到管理层的设备和系统,实现了横向和纵向全部集成。


例如,在生产工程设计阶段,西门子TIA博途工程软件平台里的“Library库功能”,能帮助明珞实现程序的标准化和模块化。


利用这一功能,工程师在实施新项目时,可在原有的项目程序上进行升级改造,使用标准的程序库修改或替换其中部分的功能单元即可,避免了大量重复性开发工作,且保证项目程序的标准化。


此外,工程师可以通过TIA博途的数字化插件Openness实现自动执行工程组态的任务。比如在设计焊接工作站时,实现了自动进行硬件组态的过程,无需手动选择CPU类型、I/O模块等设备。


在实现了最基本的自动化、标准化流程后,为保证供货期内交付质量稳定的产线,西门子的解决方案还包括,利用Process Simulate软件,构建虚拟世界的“数字化双胞胎”。


这是借由虚拟设计及调试技术,实现对整条生产线的虚拟仿真,好比将原本需要在工业现场完成的工作搬到了办公室的电脑上。


实际工程建立之前,通过虚拟控制器PLC SIM Advanced,工程师就可对虚拟产线下达逻辑控制命令,完成对产线设计的必要调试和更正。


在实施了一系列的“数字化”变身后,明珞的生产线发生了变化,首先最明显的则是效率的提升上。TIA博途的数字化功能,使电气程序设计的时间至少缩短了1/3;虚拟调试平台,则把原需要1年时间的集成缩短到四个月以内。


明珞汽车装备有限公司猎豹部经理黄坚称,得益于虚拟调试,明珞在2017华晨宝马项目现场实施阶段,领先其他线体集成商1个月实现了生产线空运行。目前,明珞的服务客户包括奔驰、宝马、大众、上汽、广汽、北汽、吉利、长城等国内外汽车厂商。


2017年,它成为了特斯拉在中国唯一的线体供应商。“这算是很值得说的事情,因为国外车企的要求较高。” 一不愿具名的行业人士对记者表示。



眼下,明珞需要继续推进的为第二步“数据化”战略。这也就是徐华昕负责成立数据服务中心的原因。


它的主要目标是促进明珞实现从非标集成商向技术标准制定者及先进技术服务商的战略转型。已上线的工业大数据部门,向客户提供对生产过程和设备的监控和决策支持服务,帮助客户实现数据化运营,同时对建设中的明珞技术标准提供数据支持。此类服务是明珞智能制造整体解决方案的一部分。


该中心成立一年多后,已初步成效。据王斌介绍,在吉利汽车的生产线上,使用了数据的增值服务,通过两周的数据采集,分析这条生产线的节拍效率,在不增加任何硬件设备投资的情况下,把生产线的效率提升5%。


“这就相当于每小时多生产了5台车。” 王斌称。在此之前,这种程度的效率提升,需花费数千万元的成本。


在未来大数据分析上,明珞或仍将与西门子合作。据王斌介绍,西门子基于云的开放式物联网操作系统MindSphere落地中国后,双方可能会有进一步相关的合作。


9月19日,西门子和阿里云就MindSphere落地中国内地市场的技术路线图和具体实施计划进一步签订了合作协议,计划于2019年第一季度末面向国内客户发布“MindSphere on Alibaba Cloud”正式(general availability)版本。


在该轮工业4.0浪潮的下,智能制造成为趋势。中国的制造业既有机遇,也将面临国内外同行的竞争与挑战。


在王斌看来,无论是智能的生产线还是工厂,关键在于为客户带来的价值和最终效果,体现在管理、成本、效率、研发等多方面。


且这是一个持续的改善的过程。“它不是一次性的,不是装一套软件、一个系统,或实施了一个工程,就可实现数字化或者工业4.0了。”王斌说,“只有所有的领域都提升了相关的智能化和数字化应用。才能说,整体上实现工业4.0的状态,或者实现了智能化、数字化的状态。”

Tags: 中国汽车,蜕变,装备,智能,公司

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