基于智能制造的新能源汽車生產管理系統優化

裴學杰，姚飛鳴

(陜西國防工業職業技術學院，西安 710300)

0 引言

新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源(或使用常規的車用燃料，但采用新型車載動力裝置)，綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車[1-3]，主要包括純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車、氫發動機汽車等。21世紀以來，全球經濟格局逐漸形成，世界各國逐漸借助先進制造業與創新技術發展自身內在產業優勢，這就要求我國需要加快創新改革與發展面對全球競爭，逐漸增強綜合國力，逐漸推薦智能化、數字化制造，實現由工業制造大國向工業制造強國的轉變與發展[4-6]。

本研究以新能源汽車制造產業為研究對象，針對目前我國新能源汽車產業發展中存在的問題提出基于智能制造的生產管理體系優化與發展，提升我國新能源汽車產業的發展潛力，為各個企業的生產和管理制造提供實施策略與參考。

1 國內外研究現狀

1.1 智能制造

智能制造是在基于信息技術和先進制造技術的基礎上發展起來的一種綜合性生產技術，智能制造貫穿于生產環節的設計、過程、管理和售后服務多個作業環節。目前，智能制造技術主要是將人工智能技術、數字化技術、通信技術、大數據技術和自動化技術綜合應用，提高制造業生產過程中的數據收集和分析決策。

1.2 生產管理系統優化

生產管理系統主要是指在相關企業或者組織內部進行的計劃、組織、協調和生產控制的活動組成，其過程主要包括生產計劃、組織方式和生產過程控制等技術，利用有限的資源，組織相關生產組織和生產方法實現企業生產與運行。隨著信息化和智能化的逐漸發展，可以借助信息化工具提升生產管理系統優化，減少多余的生產環節和工序，實現生產高效、快速，提高企業整體運轉效率(圖1)。相關技術人員對于生產管理系統優化制定精細管理流程[7]，主要生產特征為消除生產過程中一切無用工序，提高生產過程的工作效率。

圖1 生產管理系統優化模塊

1.3 基于智能制造的生產管理系統優化

基于智能制造的生產管理系統優化是指從生產管理的角度，將智能制造技術應用到產品的生產制造中，實現生產管理的智能化和信息化發展，對產品生產過程進行信息化控制與信息化集成管理。如利用物聯網技術、大數據技術等信息技術實現制造業安全生產，對產品生產制造過程實現全程監控智能化，設備生產智能化和生產數據管理智能化等。

通過國內外相關研究可知，目前針對生產管理系統優化和智能制造技術研究較多，但是關于新能源汽車智能制造生產管理系統及其優化研究較少，尤其在信息化平臺建設和質量監控等方面的研究明顯不足。

2 新能源汽車生產管理現狀分析

目前，我國新能源汽車產業的生產制造主要是“以產品為中心”的批量化生產。目前新能源汽車生產企業在生產系統運行時，主要包括兩個產品生產階段(表1)[8]。在進行新能源汽車生產制造時，主要采用流水線管理方式，組成零件較多，作業工序較長，由于生產線工序較多也造成了生產效率分布不均勻，進而降低整體生產效率。

表1 新能源汽車制造生產管理系統演進階段

2.1 生產計劃與控制現狀

目前，我國新能源汽車生產企業在生產過程中屬于“推動式生產”，在企業接到訂單后，工作人員進行生產規劃，安排人員進行生產與工作分配，并根據生產需求結合企業現有庫存及生產線狀態安排生產計劃，在生產進行過程中，根據制造原材料、庫存量進行計劃調整，主要是通過ERP系統和手工記錄進行統計分析，保證相關生產原材料、半成品庫存在允許范圍內。

2.2 生產質量管理現狀

在新能源汽車生產過程中，對生產質量和質量數據進行采集與記錄，目前主要是依靠人工進行分析和抽檢的方式，該方式無法實現新能源汽車生產制造過程中的及時預警、分析與生產決策，出現質量問題后通常采用事后解決。手工記錄方式還容易造成數據丟失，對新能源汽車后期質量管理與售后服務帶來一定的難度，無法進行質量溯源，圖2為當前新能源汽車生產過程中質量溯源流程圖。因此，有必要建立智能化質量監控與數據記錄、儲存等，對于實現生產質量數字化、智能化管理具有重要意義。

圖2 產品生產質量溯源流程示意圖

2.3 生產信息管理現狀

在新能源汽車生產制造過程中，生產數據、加工數據和信息等主要采用手工記錄的方式，并通過生產線員工記錄、班線記錄和管理人員記錄信息進行匯總后交給生產管理人員進行生產評估與分析。

2.4 存在的問題

2.4.1 數據分析效率較低

在新能源汽車生產制造過程中，對于數據收集與管理主要是通過手工記錄與分析，不能及時為各生產質量問題建立相應的知識庫，質量生產效率較低，手工記錄方式還容易造成數據丟失，當出現生產問題時，無法追溯到具體的生產環節與生產人員，甚至是相關加工參數。

2.4.2 數據處理信息化水平較低

新能源汽車生產線較為復雜，生產人員需要對日常生產設備的故障率、生產計劃率等問題進行跟蹤，工作量巨大，且占用較多的人力資源，數據不能及時、高效地完成，數據錯誤等問題時常發生，給新能源汽車生產帶來很大的困擾，缺乏智能化、信息化和電子化數據采集技術的應用與發展。

3 基于智能制造的新能源汽車管理系統優化

3.1 優化思路

在智能制造的思想下，新能源汽車產業的發展應該堅持以客戶需求為基本原則，重點圍繞新能源汽車生產管理方式、生產計劃控制和質量管理信息化等方面發展，以實現智能化新能源汽車生產制造為發展目標。

3.2 優化原則

1)以客戶為中心的基本原則。最大限度滿足客戶需求，全面服務于新能源汽車生產管理系統優化。

2)以結果導向為原則。保證基于智能化新能源汽車制造系統能夠滿足生產企業內外部的發展需求，實現以最低的生產成本、最快的生產效率和高品質的生產要求保證新能源汽車的有效產出。

3)持續改進基本原則。不同生產企業和不同類型新能源汽車生產的優化屬于一個循序漸進的過程，需要結合實際生產條件進行方案改進與優化，在生產過程中要找到突破口，逐漸深入，持續改進，實現不斷優化的生產過程。

4 基于智能制造的新能源汽車管理系統優化實施策略

4.1 生產計劃優化方案

根據目前新能源汽車的生產制造流程分析可知，現有新能源汽車生產過程與工序中沒有充分利用信息化技術和大數據技術等，提高新能源汽車生產效率與管理水平，應該借助企業生產中的資源計劃(QAD系統)和生產管理信息化(MES系統)等功能模塊，實現新能源汽車生產管理方式新模式。

4.2 構建智能化生產質量管理體系

首先應該全面實現新能源汽車加工質量溯源信息化發展，實現生產過程信息的有效記錄與快速查詢，建立相關電子檔案，可以追溯到新能源汽車具體部件的信息，創建Barcode信息管理系統，實現產品質量的快速溯源，降低新能源汽車生產過程中潛在質量失效成本，在提高客戶滿意度的同時實現數據的收集與處理。

5 結語

本研究以新能源汽車制造產業為研究對象，針對目前我國新能源汽車產業發展中存在的問題，提出基于智能制造的生產管理體系優化與發展，最后提出基于智能制造生產管理過程中新能源汽車優化方案與實施策略，主要包括生產計劃優化和智能化生產質量管理體系的發展，研究結果可以為新能源汽車生產制造企業提供決策支持與技術參考。