商用車“智造”，誰執牛耳
——J7整車智能工廠“數智化”建設初探

于 晶 文

引言

據工業和信息化部網站2022年8月31日消息，為深入實施國家大數據戰略，落實《“十四五”大數據產業發展規劃》，按照工業和信息化部辦公廳《關于組織開展2022年大數據產業發展試點示范項目申報工作的通知》(工信廳信發函〔2022〕71號)要求，經企業申報、單位推薦、專家評審、網上公示，確定了2022年大數據產業發展試點示范項目名單并予以公布，示范期為2年。一汽解放汽車有限公司“基于工業互聯網的J7整車智能工廠大數據融合創新應用”項目成功入選，成為此次唯一入選的商用車制造企業。

那么，J7整車智能工廠是如何將先進的制造技術與數字化技術深度融合的呢？作為示范項目，將引導商用車行業大數據產業應用和智能制造實踐的哪些發展趨勢呢？筆者整理了公開資料和“2022中國一汽第2屆先進制造技術‘旗智·iM’高端論壇”先進制造技術成果展的案例，希望可以和讀者一起關注和感受這場已經開始的深刻變革。

2022年8月31日，工業和信息化部網站公布了工業和信息化部辦公廳《關于公布2022年大數據產業發展試點示范項目名單的通知》

1 J7整車智能工廠概況

一汽解放J7整車智能工廠位于吉林省長春市，占地5.55萬m，總投資11.25億元，設計年產能5萬輛，于2020年6月開工建設，2021年12月14日正式建成投產。該智能工廠擁有底盤裝配、底盤噴涂、駕駛室裝配、整車裝配等核心工藝，采用國際一流智能裝備和最新數字化技術，全速接軌高端化、智能化、國際化領先汽車制造。

在中國，位于“解放”品牌發源地的一座世界級整車智能工廠，對一汽解放集團股份有限公司在商用車國際化競爭加劇大背景下，整體提升技術水平和產品質量，持續增強核心競爭力和品牌影響力，向“‘中國第一、世界一流’的智慧交通運輸解決方案提供者”目標沖刺的賦能作用不言而喻。

數智化工廠規劃架構

2 數智化建設目標與規劃架構

J7整車智能工廠以“高質量、高效率地制造出用戶滿意的產品，提升員工便利和用戶體驗”為目標，定位于“中國第一、世界一流”的高端智能化生產線，智能化水平行業領先，打造智能制造標桿工廠。全面對標行業最佳實踐和跨行業的成功經驗，引入優質供應商的最佳解決方案，保障技術領先。結合未來數字化發展趨勢，開展新技術的應用與探索，同時為未來先進技術擴展做好發展預留。

通過構建“一張網、三個流、四平臺、四融合”為核心的數智化制造體系，打造個性化定制、網絡化協同、服務化制造的智能制造新模式。“一張網”指工業物聯網；“三個流”包括產品數據流、訂單數據流、制造數據流；“四平臺”是智能裝備平臺、數字化工藝平臺、制造運營平臺和制造大數據智能決策平臺；“四融合”指研發與工藝融合、工藝與制造融合、訂單與制造融合、IT與OT融合。

廣泛應用工業互聯網技術，通過數字化系統建設，打通產品、訂單、生產制造3大數據流，訂單直達工廠，驅動工廠智能排產，全流程核心指標100%透明可視；工藝參數直通設備，結合生產實際智能執行，數字化指示指導定制化產品高質量生產。

工廠數字孿生技術應用

J7整車智能工廠內部布置有大量傳感器，系統對變電所、組合空調、智能照明、空壓機、油液品等進行實時監測，并根據實時數據自動調節控制策略，精準實現能源數字化、自動化管理，實現能耗降低20%，碳減排 660 t/年。

J7整車智能工廠內部布置有大量傳感器，系統對變電所、組合空調、智能照明、空壓機、油液品等進行實時監測，并根據實時數據自動調節控制策略，精準實現能源數字化、自動化管理

3 創新點

不同于傳統生產模式，J7整車智能工廠按照智能制造的發展理念，依托數字化、網絡化、智能化技術，構建了行業領先的數智化運營體系，實現了質量過程100%數智化可控，物流配送100%無人化上線，核心指標100%可視化運營。智能工廠集自動化、柔性化、數智化于一體，實現了一汽解放卡車從“制造”到“智造”的跨越式發展。

3.1 智能執行

自動化生產線，100%無人化裝配

智能加注系統實現多合一隨行加注，加注數據自動傳輸，加注防錯率達100%

J7整車智能工廠依托工業互聯網、大數據等最新數字技術，在全球商用車行業首創機器人與AGV協同隨行、全程無人化、智能化的“輪胎全自動智能隨行裝配技術”，在國內商用車行業首創整車ECAS智能在線標定、車架智能立體編組排序、功能孔位智能激光打刻、工具及備件無人化智慧管理等4項技術，通過智能化物流配送、全自動智能涂膠裝配、油液智能隨行加注、整車智能檢測、基于訂單管理模式的電控數據刷寫及檢測等7項技術，構筑了技術領先優勢，打造了個性化定制、網絡化協同的智能制造新模式。作業生產效率較傳統卡車生產線提升10%以上。

工廠廣泛應用智能AGV，底盤裝配、整車裝配、等線體全部采用工位可變、布局可調的線體AGV，顯著提升了生產線的柔性化水平，靈活性更高，降低異常停線時間，預計生產效率提升5%～10%。

工廠廣泛應用智能AGV

物料配送上線采用智能AGV和機械化自動輸送線，共計配備200余臺物流AGV。信息系統根據配送任務智能調度AGV執行配送任務，配送過程全部無人化、智能化，實現“0 走動”，物流作業效率提升55%。

擰緊、加注、檢測等關鍵質量控制點，采用智能工藝裝備和數字化管控技術，實現“一車一單”的制造模式。通過“任務下發-作業執行-結果反饋-存檔追溯”實現全過程數智化管理，大幅提升過程質量保障能力，質量100%智能可控、可追溯。

⑴國際商用車行業首創：“輪胎全自動智能隨行裝配”，機器人與AGV隨行作業，多視覺技術融合。

與業內慣用的定點裝配(把車停在固定位置，由6臺機器人安裝輪胎)不同，商用車行業首創的4臺輪胎裝配機器人跟隨生產線上的J7車體，邊走邊安裝輪胎，夾起輪胎、翻轉、放下，就位、緊固……，裝配機器人與不同AGV協同隨行、密切配合，整個過程如行云流水。據介紹，從固定位置裝輪胎到隨行裝配的改變，包含了非常多的技術難點。要確保機器人與AGV同頻隨行，快速準確地給車體裝好所有輪胎；而自動擰緊不同規格的螺母，就需要機器人擁有超高精度的定位能力，在隨行過程多個環節需要應用視覺識別技術。

⑵國內商用車行業首創：“整車ECAS智能在線標定”，在線精確標定多車型ECAS車輛懸架系統。

高端商用車底盤懸架結構采用氣囊減振，中后橋要裝配8個氣囊，如果氣囊充氣后高度不在一個水平線上，就會影響減振效果，所以在裝配時需標定車架與地面的距離。以前，這項工作是由工人現場使用卡尺測量并標注，存在誤差的概率高，而J7智能工廠首次實現“整車ECAS在線智能標定”，采用激光自動測量，線上“秒速”標定，幾乎零誤差。

⑶國內商用車行業絕對領先：智能隨行加注系統。

智能隨行加注系統實現多合一隨行加注，加注防錯率達100%，信息傳遞率100%；防漏加、油品切換提示報警； 加注參數自動下發，加注數據自動上傳分析，加注設備定期提示校準。

3.2 數智建設

數智化則撐起了智能執行的背后邏輯。J7整車智能工廠采用全三維數字化設計與虛擬仿真技術，打通數字化工藝平臺(DPS)、制造運營管理平臺(MOM)和物流執行系統(LES)等數字化系統，核心業務“端到端”數據集成，落地智能排產、質量閉環預警、能源智慧管控等智能化應用，深化數字孿生場景，全面提升制造快速響應能力。

4 數智運營應用場景

J7整車智能工廠依托一汽解放“一張網、三個流、四平臺、四融合”智能制造總體架構，基于數據驅動的業務模式，應用工業互聯網和大數據等最新數字技術，形成“高通量工業現場數據的數字孿生模型”等12項大數據應用場景，構筑了技術領先優勢，在大數據融合應用方面再次引領行業。

4.1 三維數字化工藝——全車型虛擬仿真驗證

解放J7整車智能工廠通過數字化工藝平臺對生產車型進行結構化工藝搭建及三維數模仿真驗證，并將工藝文件、裝配動畫等信息自動發送至車間現場及工位指示屏，將工藝參數等信息自動發送至擰緊、加注設備，將工藝與制造“端到端”業務打通，實現工藝變更快速響應，工藝指導無紙化、可視化。

通過數字化工藝平臺對生產車型進行結構化工藝搭建及三維數模仿真驗證，并將工藝文件、裝配動畫等信息自動發送至車間現場及工位指示屏

4.2 數字孿生車間——全維度整合工廠數據

解放J7整車智能工廠以1:1建模后的現實工廠為場景進行真實數據驅動仿真，全維度整合工廠運行數據，通過三維信息可視化，實現“工廠級-產線級-設備級”模型的穿透式訪問，使數據顯示效果更直觀。針對不同產線、不同異常進行列表查詢，以高亮或閃動形式在虛擬工廠中提示報警，使現場人員快速響應，快速抵達異常工位；同時，基于歷史數據重現歷史生產過程，極大地改善了工藝和生產節拍。

4.3 五級運營可視——全體系運營輔助決策

解放J7整車智能工廠通過企業文化區、工廠中控、產線屏、班組屏、產線工位屏等，為參觀用戶、生產管理人員、班組管理人員、現場操作者等5個層級人員打造實時、透明的工廠運營可視化體系，提升管理時效性和決策準確性。

解放J7整車智能工廠企業文化可視平臺：為參觀者展示了車間運行現狀、車聯網數據變化等信息，極大地豐富了參觀者的體驗感。

工廠中控CCR產線屏：通過對產線運行狀態、生產信息監控、廠內存車、指標監控等信息進行展示，讓生產決策層和管理者及時準確掌握工廠運營全貌，提高決策效率。

生產線監控大屏：大屏展示各生產線生產進度、車輛在線狀態、AGV等運行狀態、現場停線等信息，讓現場管理人員及時了解生產線運行狀態，提升現場問題解決效率。

班組屏：班組屏主要展示班組安全、質量、生產、成本、人事、綜合等信息，讓班組人員全面掌握各項指標達成情況和變化點信息，提高精益化管理水平。

工位指示平臺：工位指示平臺為現場操作者展示生產計劃、車輛信息、擰緊作業、裝配物料清單、三維指導動畫、爆炸圖等，實現全作業過程精準指導，裝配信息100%無紙化，讓現場操作者實施掌握車型變化點和作業指導，提升裝配質量。

視覺識別檢測，全流程規范工人作業：解放J7整車智能工廠依托工業攝像頭，運用人工智能+機器視覺算法，對工人的操作步驟進行正確引導和異常操作提示，同時對操作數據進行記錄存儲，解決工人“作業過程黑箱”問題，全流程規范工人作業，實現生產工步引導、工步防錯防漏、工步時長分析、輔助新員工培訓。

視覺識別檢測，全流程規范工人作業

4.4 智慧質量管理——全過程質量信息追溯

解放J7整車智能工廠裝配車間通過制造運營系統將過程質量納入線上管理，通過建立質量標準、過程質量錄入、質量問題線上傳遞、質量問題自動分析等手段，提升質量管理的精細化水平，實現信息采集、追溯、分析、改進質量閉環管理；運用PAD支持多種故障錄入方式(文字點選、模糊查詢、蝴蝶圖點選等)，實現質量問題快速錄入及標準化；通過T-BOX定位查詢及推送，實現問題車輛精準查找，提高整備效率；整合生產設備、檢測線等信息，搭建整車質量檔案，實現過程質量可追溯率達到100%。

4.5 智慧物流配送——全模式物流自動拉動

解放J7整車智能工廠J7智能裝配車間通過物流執行系統與物流AGV、RFID、配送車輛等進行集成，實現物料自動化收貨、貨到人分揀指示防錯、動態庫存管理等業務提升；通過叉車自動掃描器具RFID，并與收貨信息進行校驗并綁定，實現物料自動收貨；通過物流執行系統與AGV集成，將物流收貨、配送信息發送至AGV中控，實現物料自動配送上線。

J7智能工廠智造運營平臺

5 應用效果

J7智能整車工廠對支撐經營的作用顯著。質量提升方面，整車關鍵質量在線受控率100%，質量數據100%可追溯。生產成本方面，勞動成本降低20%，能源費用降低30%。效率方面，設備可動率98%，人均勞動效率提升20%。

據悉，一汽解放的新制造基地陸續投產，廣漢新工廠2022年12月投產，長春車橋新基地2023年6月投產，佛山新工廠2022年6月投產，無錫16 L發動機工廠2022年12月投產，數智化工作方法將陸續落地。

J7整車智能工廠的落成投產，為一汽解放躋身世界頂級商用車品牌提供加速度，也為我國商用車高端制造與產業升級按下了加速鍵。