智慧工厂是怎样炼成的？来看大众汽车的中国样板

“ 一家中国的工厂，为什么成为大众全球的标杆？”

虽然工业4.0最早由德国提出，但是在中国的发展也并不逊色。大众汽车集团（中国）总裁兼CEO海兹曼教授曾经这样阐述工业4.0与生产4.0(智能制造)的关系：

“工业4.0”是一个非常整合的概念，包括了数字化进程和人工智能，而数字化和人工智能融入了大众汽车集团日常业务运营的方方面面，包括研发、销售、人员管理、采购，以及生产流程。生产流程中的4.0从属于“工业4.0”这个整体概念，生产4.0从研发开始，贯穿到设计以及生产的每一个环节，这里面包括数字化管理手段、数字化技术以及自动化流程的应用。

在汽车行业，大众全球的两个智能制造样板工程中，一个在慕尼黑，另一个就是一汽-大众的佛山工厂。海兹曼也曾经表示“数字化已经明显帮助我们提高了生产力、提升了响应速度。”今年1月，大众汽车集团三个全球未来中心之一落户北京，就承载了连接汽车的设计、生产和相关元素的任务。6月22日，佛山工厂二期正式投入使用，车云也得以近距离探寻这家智慧工厂是如何打造而成的。



▲一汽-大众佛山工厂


8种车型并线生产

说到智能制造，可以理解为是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。

智能制造可以提高生产效率、控制成本、加强生产和质检精度、降低高位操作风险、实现柔性生产。就拿佛山工厂来说，一期目前生产四款车型：高尔夫、高尔夫嘉旅、奥迪A3两厢，奥迪A3三厢。二期除了近期最受关注的一汽-大众首款SUV 探歌之外，奥迪Q2以及大众、奥迪后续将要引进的电动车，都将在这里生产。

这就不得不提到佛山工厂和大众其他工厂的最大不同之处在于奥迪品牌和大众品牌是混线生产的，而且是一汽-大众同一条生产线上生产最多车型的基地。目前奥迪车型可以实现几十类功能的定制化选择，据相关负责人介绍，他们的终极目标是每辆车都拥有一个独立平台，逐步实现百辆级或者千辆级的独立订单，将柔性生产达到极致。



▲一汽-大众佛山工厂

车云在焊装车间里看到了大众柔性生产的一大利器：康采恩框架。在这种框架下可以实现至少4种车型、最多8种车型的混线生产，他的特点是上下层结构非常紧凑，可以节省空间和投资；定位精度比较高，有40个气缸用于定位；节拍比较快，通过RFID射频技术、高频电磁波读取每种车型数据，在51秒之内就可以调用相应的夹具和机器人完成整道工序；安全性达到了SIL3级的标准，这是仅次于核电和高铁的安全等级。

值得一提的是，佛山工厂也是一汽-大众MQB平台应用的第一条生产线。MQB平台降低了产品开发成本，由于127个模块是通用的，成本更有优势，产品换型周期更短。按照规划，未来几年佛山工厂将生产电动车，面临的是与燃油车截然不同的生产工艺要求。车云了解到，一汽-大众计划从明年开始改造生产线，于明后年全面引入电动车专有平台——MEB平台。


A85%零件20分钟内到达

智慧工厂的技术框架是将新能源、物联网、自动化设备及人工智能应用到汽车制造中，实现智能供应链和柔性制造。整个佛山智慧工厂从智能制造（高效生产与质量提升）、智能供应链（透明管理、降低成本、效率提升）、绿色园区（环境友好、高效节能）、智慧社区（人性化、高效协作），以及智慧可视化（信息整合、决策支持）五大领域进行打造。

在这个过程中，智慧物流是智能供应链的重要组成部分。目前，佛山工厂生产的4个车型有4100多种零件，每天有1400台卡车入厂，运送7000个大箱和16000个小箱入厂，85%的零件能在20分钟内到达。

通过AGV自动导引运输设备、SHOOTER器具对接技术、RFID零件自动入库、PTL料架亮灯式灯光拣选，佛山工厂不但减轻了人力成本，还将停台风险降低50%，换箱效率提升10%。未来，他们还计划采用零件全自动搬运、机器人备货、物流超市2.0(AGV货找人)、物流数据可视—BI平台等技术进一步降本增效。

打造一座真正意义上的智慧工厂，共分几步？

根据美国数字制造及设计创新院的研究，实现智能制造分为四步：

第一步是标准化，这是实现一切的基础，自工业化开始，标准化就是一个永恒的主题；

第二步是数字化和自动化，目前佛山工厂在这方面已经具备了一定的能力；

第三步是网络化集成，在虚拟设计与制造的环境下，支持成百上千个在线用户进行实时设计；

最后一步才是智能系统，包括四个基本的要素：模型、算法、软件和数据。

在此基础上，整个智慧工厂的实现还得分三步走：

第一步打造数字工厂，只有实现了各个环节的数字化，才能在数据分析的基础上实现智能化。

第二步打造认知工厂，在生产数据和运营数据的基础上，可以进行分析和预测，从而发现深层原因。

第三步打造智慧工厂，实现线下线上和生产数据的联通，工厂里每一辆车的数据都与市场每个用户信息贯通。每个消费者买车时，都可以通过APP实时了解这辆车的生产状态，真正感受到柔性的定制化过程，感受智慧工厂给他们带来的变化。

目前，佛山工厂已经积累了一些智慧工厂的实践案例，比如新能源汽车培训通过VR实现，随车卡电子化、总装返修车辆管理、智能会议室控制、焊装设备节拍分析平台、汽车自动化技术MR培训、车间设备智能眼镜助手等。



▲体验新能源汽车VR培训

在未来，智慧工厂还会将大数据、人工智能及其他新兴技术加以具体应用。以四大工艺为例：

将冲压车间打造成无人、熄灯的样板车间。

在焊装车间实现智能化库房，可以自动出库、自动补库等，并根据各方数据让机器自主学习，为管理者提供管理策略；将共享经济理念引入焊装车间的日常管理；通过AGV自动输送小车，降低生产成本、降低人员劳动负荷、提高生产率；使用高精度自动检测设备，消除人为目视与测量误差，提高测量效率。

在涂装工艺方面通过机器人实现整高效生产。

在总装车间，实现CP7匹配质量检测自动化；创新生产模式，利用现有技术开发返修抢单系统，提高全员积极性和返修效率。

在智慧工厂的其它方面，佛山工厂将打造Q-Online质量数据平台，从研发、生产、售后多个环节真正将质量数据用于每辆车，实现数据变现；还将在物联网技术方面进行合作，通过设备传感器收集数据，实现自动智能控制，有效降低生产成本，打造绿色工厂；办公领域将从传统信息发布方式，逐步转变为微信移动平台信息互动；除了VR技术，未来还会引入AR、MR等各类智能设备，实现远程维修操作的指导和教学，从而快速提高生产维修效率。



▲一汽-大众佛山工厂

车云小结

一汽-大众佛山工厂的智能化水平在现阶段已经达到了比较高的水平，海兹曼教授曾经评价中国的智慧工厂在实现灵活性、提高生产力方面“在整个集团体系中是做得最好的”，这其中尤其可贵的是，佛山工厂的智能化实践主要是由中国本土在主导和推进，而不是一味地从德国拿来主义。这固然与中国的特殊国情以及物联网的飞速发展有关，也深受大众中国以及一汽-大众对于数字化变革重视的影响，从这个角度来说，一家华南工厂成为世界的标杆，也是理所当然了。