淺談汽車產業智能制造中的信息化系統集成

何志通 李子旭 王天立

摘 要 隨著科學技術的不斷發展，越來越多的自動化技術和設備被運用到了汽車制造產業中，目前我國的大部分汽車制造企業已經完成了數字化工廠前端的建設工作，擁有比較高的自動化生產水平，信息化系統集成就是其中重要的組成部分。

關鍵詞 汽車產業；智能制造；信息化系統集成

隨著社會經濟水平的不斷提高，人們的生產生活水平也在不斷提高，汽車已經成為人們生產生活必不可少的一種交通工具。隨之而來的是對汽車的大量需求，為了滿足這種日益增長的需求，我國的大部分汽車制造企業都進行了自動化的優化和改造，并且大部分企業都已經實現了三維設計與PLM集成、PLM與ERP集成，實現了信息化系統集成。就目前的實際情況來看，我國汽車產業的信息化系統繼承方式從低到高可以分為基礎集成、中級集成和高級集成三種。

1 基礎集成

基礎集成有兩層含義，第一層是底端設備控制層PCS、中間執行層MES與上端企業管理層ERP三層架構集成，第二層是實現企業內廠際互聯。第一層含義大多數汽車制造企業都已經達到了，大多數工廠的整個生產線都已經通過MES系統連通起來了，而業務部門則是通過ERP系統進行聯通的，但是就目前的實際情況來看，很多汽車制造企業的ERP系統和MES系統并沒有連接起來，企業計劃層和過程控制層之間還存在有斷層，也就是第二層廠際互聯并沒有得到很好的實現，生產部門和業務部門依舊是兩個獨立的信息孤島，工業3.0階段并沒有真正到來。

在基礎集成框架中，MES系統是一非常重要的，它主要負責車間生產管理和調度執行，能夠在統一平臺上集成生產調度、產品跟蹤、質量控制、設備故障分析、網絡報表等管理功能，同時還可以通過平臺對整廠的數據進行統一的收集、整理和管理，通過互聯網技術實現生產、質檢、工藝、物流、銷售等各部門之間的信息共享和交流。基礎集成通過系統來實現對生產過程的整體優化，幫助企業建立一體化和實時化的信息系統。

要想實現基礎集成，需要滿足兩個條件，三個層面。首先是企業需要擁有自動化水平較高的生產線，給MES系統提供發揮的空間和環境，其次是要實現企業內智能車間的互聯和廠際互聯，失去了互聯，MES系統的很多功能都無法實現，也無法起到橋梁作用連接EPR系統和智能設備。三個層面指的智能裝備、智能生產線和智能車間，這是MES系統運行的主要場所，也是實現基礎集成的必備條件[1]。

2 中級集成

中級集成是根據汽車制造企業智能制造的發展情況來定義的，其中第一層指的是PLM平臺與上述基礎集成的融合，第二層指的是企業與供應商實現互聯。

PLM平臺與基礎集成的融合主要可以分為兩步，首先是將PDM系統與ERP系統連接形成企業管理層，其次將管理層與執行制造的MES系統連接形成車間控制層集成。以國內某大型汽車零部件企業的智能制造車間為例，該車間采用的是北京自動化研究所所涉及的系統，該系統中的PDM系統使用的協同研發和產品數據管理平臺是WINDCHILL，并在此基礎上進行功能的優化和應用的擴展。該系統以PDM系統為核心，建立了包括工藝數據管理、產品研發項目管理、產品試驗數據管理的協同研發平臺，實現企業產品從產品概念設計、詳細設計、產品試驗、工藝規劃、工裝管理到生產制造的全過程數據管理。

在這其中所提到的PDM系統是一款可以在一個中央系統中管理產品數據和過程信息的應用軟件，這個軟件不僅能夠滿足生產管理對于文件、要求、注釋、制造指示等方面的信息要求們還能夠支持多個應用軟件以及團隊的訪問，運用好這一軟件，不僅有利于生產效率的提高，更有利于PLM（產品生命周期管理）平臺的建立，為數據管理、過程使能以及配置管理提供了安全的解決方案。

PLM系統則是一款對企業中的數據、流程、也許系統、人員信息進行綜合管理的信息管理系統，其中包括了產品數據管理（PDM）、計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、3D計算機輔助工程（CAE）和仿真、機電一體化系統仿真、有限元分析（FEA）、模態測試和分析、數字化制造、制造運營管理（MOM）等，能夠有效地對整個汽車制造企業的運行進行合理的調度和控制。

PLM和MES是企業數字化的兩大主要助理，通過這兩大系統可以以產品全生命周期的數據為基礎，進行優化虛擬和評估，從而找尋到更加符合企業實際需求的新的生產組織方式，這樣不僅能夠實現企業自動化、信息化與智能化的融合，提高企業資源的合理配置率，更能夠提高生產效率，降低生產成本，為企業實現效益最大化打下堅實的基礎。

3 高級集成

高級集成即“工業4.0”階段，指的是根據企業的實際需求而將對企業的智能化實行個性化定制，即在電商、經銷商和企業內部實現價值鏈數據到車間設備層傳感器級別數據的縱向集成，實現從產品研發到售后服務的橫向集成，建立產業鏈協同平臺，實現從原材料供應到客戶的端到端集成。

在汽車行業里，訂貨提前期有一個專門的名詞與之對應——即“訂單一交付”OTD（Order To Delivery）。對客戶的需求進行準確的預估并且提前進行相關的業務以及生產安排能夠幫助企業減小損失，搶占更大的市場份額，提高企業的核心競爭力，進一步實現企業的經濟效益。而在高級集成中，就有這樣一個QTD平臺，通過平臺將生產、銷售、采購等各個系統和環節中的信息都連接起來，就能夠對客戶需求以及市場動向進行價位準確的預估個判官，透明生產過程，實現拉動式生產方式。

4 結束語

從上文不難看出，汽車產業智能制造中的信息化系統集成指的不僅僅是生產相關的信息化系統的集成，更重要的還是在決策、銷售等層面，只有將決策、生產與銷售都聯系為一個整體，才能真正為汽車企業的發展提供動力。隨著科學技術的不斷進步，新的信息化系統集成技術也在不斷地被開發出來，與外部市場互聯、與買賣雙方互聯的集成技術正在不斷被運用到汽車產自智能制造中。

參考文獻

[1] 胡志強，吳勁浩.汽車產業智能制造中的信息化系統集成[J].數字化工程，2016，（7）：69-74.