汽車制造企業的智能化規劃

李文英 羅志勇

摘 要：“中國制造2025”戰略文件發布以來，制造業創新發展的理念被廣泛探討，如何促進制造業數字化、網絡化、智能化成為傳統制造業轉型升級的核心命題。在國內，汽車制造業依托其產品的特殊性和專業性，社會資源的高使用程度以及龐大的上下游產業鏈結構，已成為制造業中的龍頭。汽車制造企業的研發、計劃、物流、制造、質量等業務流程錯綜復雜，如何通過創新發展規劃，促成信息流、資金流、物流的融合貫通，提升企業整體競爭力，成為了現代汽車企業管理者的核心任務。

關鍵詞：汽車制造 創新 智能化 規劃

1 引言

我國制造業大多依靠廉價的資源環境、雄厚的人口優勢及廣闊的市場，吸引資本和技術開展事業，汽車制造業更是典型。隨著我國經濟飛速發展，事業因素劇烈變化。法規方面，各類環保法規和產品標準不斷出臺，先發展后治理的理念被徹底廢棄，企業必須提升精益化水平;用工環境方面，人口持續老年化，2019年老年人口增至2.53億，伴隨著互聯網沖擊，年輕人進入工廠的意愿不斷降低;市場競爭方面，據國家統計局最新數據，全國大中型汽車企業3264家，品牌超200個，市場競爭充分且激烈。

事業因素的變化，促使汽車制造企業謀創新促發展。現狀來看，我國在智能化創新上起步較晚，智能制造的理論體系和產業體系尚待完善。技術能力上，依托物聯化的相關理論，企業開展構建信息物理融合系統是主流方向;運營管理上，以顧客需求為戰略導向，建立并應用創新的柔性生產組織管理系統，快速響應市場需求;職能過程上，以內控標準為基準，將生產過程的技術文件、均衡生產、工裝設備、工藝紀律等方面的管理，融合到創新性的智能化應用中。企業管理者需要對各項關鍵要素進行合理整合，開展智能化的整體性規劃，而此將成為決定企業創新發展成效的核心因素。

2 工業與信息的融合

工業與信息融合，是整體智能化規劃的基礎工作。傳統上，工業設備領域與信息技術領域是相對獨立的兩個技術領域。隨著精益化生產、全面質量管理、制造決策支持等高層次需求的日益涌現，工業設備領域與信息技術領域融合以提供一攬子技術支撐的發展方向成為了必然選擇。

為實現自動化和信息化，汽車制造企業必須構建工業以太網和信息以太網。傳統上，兩張網相互獨立，功能集中而單一。隨著先進制造戰略不斷深化，相關高層次需求提出了物聯化要求，以獨立的兩張網為核心的網聯方式，在實現物聯化上掣肘十分明顯，因此在網絡層面實現工業和信息融合，以促進工業領域和信息領域融合是必然趨勢，其使業務過程具備物聯的基本要素。智能化規劃以此集成數據網絡為基礎，開展構建企業資源計劃、供應鏈管理、制造管理等系統平臺，形成貫穿企業的業務流程，實現信息流、資金流、物流之間的無縫對接。

3 大規模柔性生產的支撐

市場需求的瞬息萬變，要求汽車制造企業擁有靈活開展生產的能力，這是一種企業主動適應變化的管理思路，要求流程、技術、組織具備應對變化的能力，發展滿足大規模生產的柔性體系是智能化的首要條件。

3.1 開展柔性的計劃與執行控制

生產執行過程的柔性可細分到訂單構成的柔性、計劃編排的柔性、制造執行的柔性。

訂單構成的柔性，主要體現在制造對顧客需求的交付效率上。生產模式直接影響產品交付效率，企業需結合產品組合、產品平臺特性、制造設備、物流配套等方面綜合考慮，確定高效的生產和交付模式，目前較為推崇的是訂單結合庫存，依托靈活的物流調度能力和信息系統計算能力，形成快速交付網絡的模式。

計劃編排的柔性，主要體現在生產計劃編排的合理性上。依托整合的業務流程，信息系統將根據訂單信息、車型信息、物料清單信息、設變信息及物流計劃信息等關鍵生產信息，業務規則和生產線制約因素，進行智能化生產排程，并通過制造、物流、信息系統的柔性聯動，實現生產計劃的合理落實。

制造執行的柔性，主要體現在生產職能部門對生產訂單的交付能力上。依托柔性化制造系統，組織能力上實行節拍快速轉換，使生產訂單、序列、實物三者柔性調整與匹配，實現整體生產效率和平準程度的最大化。

3.2 實現大規模生產的智能化控制

企業通過自動化設備和信息技術在制造過程上的融合，使傳統工業與現代技術實現無縫對接。通過集成化數據網絡，依托智能信息技術及物聯化應用，實現制造關鍵過程自判斷。通過對制造過程信息、個性化訂單信息、物流計劃信息、生產控制指令等關鍵信息的綜合判斷，信息系統進行生產狀態的自判斷，并將判斷結果落實到生產線的響應上。智能化控制的應用，極大減少人力投入，提高生產效率，實現對大規模生產的支撐。

4 制造過程的智能化

制造過程是一系列管控標準疊加的過程。制造業創新必須以標準為參照，而智能化應用能協助標準在制造過程中落實。

4.1 智能化研發

產品數據標準，是貫徹產品生命周期的主線。隨著數字化發展，汽車企業在研發端導入成熟的產品生命周期管理系統，對產品數據進行標準化管理，成為行業的最佳實踐。通過該系統，企業在產品領域得到最大程度的業務集成與協同，產品數據在流程和治理方面得到有效支撐。伴隨數字孿生等理念的不斷發展，數字與現實的關系將變得空前密切，為汽車研發領域智能化提供了新方向。

4.2 智能化裝配

工藝配置系統用于過程模型管理，使生產要素與系統模型達成同步，實現工藝數字化。工藝配置系統是柔性組織能力的實現工具，是工藝標準化的核心手段。智能化裝配以車輛追蹤系統為前提，在工藝標準化的基礎上開展。制造系統根據車輛追蹤信息，啟動與車輛相關的所有自動化過程，包括啟動自動化作業、零件追溯、防錯跟蹤、零件消耗、電子檢測等過程，過程結果將自動同步到制造系統中，失敗的操作將觸發報警并展開質檢過程，未經修復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的標準程度和自工序完結程度。

4.3 智能化質檢

制造業高質量發展依賴合理的質量標準。質量標準作為重要的輸入前提，必須整合到生產執行系統中，以輔佐過程質量控制的執行。通過質量系統、過程設備、目視化設備等的物聯特性，相關過程和結果將被實時同步并進行處理分析，質量系統根據分析結果自動進行質量問題判定及生成過程缺陷清單，輸送線則根據結果進行車輛滯留或放行的自處理，目視化設備則把相關結果與問題進行不同層級的目視化顯示。智能化質量控制過程，極大提高自工序完結能力，杜絕質量問題流出。

4.4 智能化物流

物流計劃方面，自動計劃編排的結果是物流計劃的重要輸入，通過MRP過程、計劃分割優化、提前量預判等關鍵因素，信息系統自動執行物流計劃計算。

進廠物流方面，智能化主要應用在優化物料配送的過程中。在傳統拉式和推式物料配送的基礎上，演變出廣播式叫料觸發以及自動物料消耗累積觸發。廣播式叫料觸發，通過車輛追蹤系統，自動觸發車輛廣播信息，并實時共享到各類物流配送相關方，形成物料指令;自動物料消耗累積觸發，則依托倉庫管理系統精確的庫存信息，以車輛追蹤系統為紐帶，實時獲取生產隊列及物料消耗情況，進行庫存數據比對后自動觸發叫料指示。智能化應用也作用于過程控制上，如可運用RFID和移動終端，實現過程的精確化;運用智能化立體倉和同步配送裝置等設備，實現配送過程自動化;運用運輸過程可視化，提高運輸精度。

出廠物流方面，智能化主要體現在體系模式上，如上述，企業可依托靈活的物流調度能力和信息系統計算能力，形成快速交付網絡模式，極大優化訂單交付周期。

5 管理決策支持

構建整合的業務大數據平臺，強化業務流程透明化，全面支撐產銷決策快速制定。通過與上下游企業的系統集成、數字化終端的應用、制造模型的建立、自動化設備的互聯，大數據平臺自動收集人為、設備、物料供應、質量等方面損失，并形成企業經營所需的各類關鍵決策指標、報表及預測性信息，如實時設備狀態及報警、OEE、產能預警等。業務人員利用各類信息進行快速分析并調整生產要素，減少損失并最終達到零缺陷、零浪費、零庫存、零停機。

6 總結

目前，相當一部分汽車制造企業面臨著經營困難的局面，部分甚至正面對著嚴峻的生存考驗。隨著國家對汽車合資政策的逐步放開，在競爭如此激烈的情況下，汽車制造企業無法再通過以資源和政策換取發展的模式繼續開展經營，變革和創新是企業實現高質量發展的唯一出路。智能化作為“中國制造2025”戰略的具體表現，是企業立足當前、著眼長遠的發展驅動要素，將為企業的運營效率、生產成本、產品質量等方面帶來顯著提升，是企業主動迎合市場競爭的新動力。

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