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5G時代來臨，以數(shù)字化轉(zhuǎn)型應(yīng)對時代變革已成為汽車行業(yè)的共識，但究竟什么是數(shù)字化？數(shù)字化能實現(xiàn)什么價值？汽車企業(yè)又該如何推動才能助益自身和行業(yè)發(fā)展？政府的扶持政策又該如何選擇？……針對這些行業(yè)內(nèi)外高度關(guān)注的熱點問題，我們深入老牌車企精心打造的數(shù)字化工廠——華晨寶馬位于中國沈陽的鐵西工廠尋找答案。

華晨寶馬工廠的數(shù)字化策略

工業(yè)4.0、5G賦能、新基建、云端大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生、業(yè)務(wù)可視、智能制造、轉(zhuǎn)型升級……當(dāng)談及關(guān)于新世代汽車生產(chǎn)制造的諸多熱點話題時，這些宏大的詞匯時常被作為“標(biāo)準(zhǔn)答案”給出，智能制造更是其中無法避開的焦點。但是，這些和閃現(xiàn)在電腦、手機屏幕上的一串串?dāng)?shù)字和影像有什么內(nèi)在邏輯關(guān)系？繁復(fù)冗雜的數(shù)據(jù)是如何牽一發(fā)而動全身地影響著整個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)？一臺由幾萬個零部件組裝而成的汽車，如何快速生產(chǎn)出來并做到每一個環(huán)節(jié)都可追溯？在生產(chǎn)線邊敲敲打打了一輩子的傳統(tǒng)制造業(yè)工人，面對高自動化率浪潮來襲，如何繼續(xù)創(chuàng)造價值？

華晨寶馬工廠

高度數(shù)字化的汽車工廠提供了一個底層解決方案，它包括設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、制造、服務(wù)等，每個環(huán)節(jié)上的每位參與者，都在預(yù)先規(guī)劃好的底板上分別工作，最終形成一個零瑕疵的閉環(huán)。

華晨寶馬從數(shù)字化平臺，數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用等多個角度充分展現(xiàn)數(shù)字化工廠的實踐成果。舉例來說，一臺由鐵西工廠生產(chǎn)的華晨寶馬3系轎車，從鋼板進廠到發(fā)動機組裝，從方向盤安裝到物流板車駛出廠區(qū)，各環(huán)節(jié)會一刻不停生成大量數(shù)據(jù)，系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)并自動進行處理和分析。與此同時，工作人員可以在自助數(shù)字化工具和數(shù)據(jù)平臺上訪問這些數(shù)據(jù)，并以此為基礎(chǔ)制定決策。這意味著，數(shù)字化服務(wù)于人，讓人能以事實為依據(jù)來做重大決策，讓工作變得更加高效、靈活。

華晨寶馬數(shù)字化 平臺

為進一步提升效率和質(zhì)量，華晨寶馬將數(shù)字化規(guī)劃、數(shù)字化生產(chǎn)、數(shù)字化物流與數(shù)字化園區(qū)五大分域統(tǒng)一整合進工廠的神經(jīng)中樞——數(shù)字化平臺。簡單來說，數(shù)字化規(guī)劃就是利用三維建模、VR（虛擬現(xiàn)實技術(shù)）和虛擬調(diào)試等數(shù)字化工具，先在虛擬世界完成全過程的數(shù)字孿生，隨后將模擬應(yīng)用在現(xiàn)實中；數(shù)字化園區(qū)則是集成建筑設(shè)施管理、智能辦公系統(tǒng)和能源管理等數(shù)字化體系創(chuàng)建一個更加節(jié)能環(huán)保、以人為本的綠色工廠。經(jīng)數(shù)字化賦能后，工廠不再是重復(fù)枯燥的流水線集成體，科技也不再是冰冷的操作工具，整座工廠變成了神奇的“魔法城堡”，而穿梭其中的AGV（無人搬運車）便是其數(shù)字化映射。

寶馬數(shù)字化規(guī)劃3D建模模型

在鐵西工廠，高度自動化的AGV將工作人員從簡單重復(fù)工作中釋放出來的同時，提高了分揀效率，保證了揀選準(zhǔn)確率——目前20輛AGV每小時可完成超過300個拾取訂單。更重要的是，動力總成工廠AGV的部署為華晨寶馬在中國的兩座工廠提供了一個極具普適性的物流適配方案。根據(jù)規(guī)劃，大東工廠和鐵西新工廠將于今明兩年內(nèi)，陸續(xù)完成“貨到人”改造。

動力總成工廠內(nèi)的無人運輸車

此外，廠區(qū)以及車間內(nèi)隨處可見的高清攝像頭360度無死角對每個環(huán)節(jié)的操作以及每一個下線的零件“挑刺”。比如，視覺系統(tǒng)可對每一個車身進行縫隙數(shù)據(jù)分析和在線幾何檢測，通過質(zhì)量數(shù)據(jù)的流通預(yù)測，隨后調(diào)整生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題。AI視覺系統(tǒng)的導(dǎo)入將工作人員因工作疲勞和心情波動所造成的無故偏差概率，降到了最低。

AI視覺檢測系統(tǒng)

同時，華晨寶馬作為全球首先實現(xiàn)工廠內(nèi)5G全線覆蓋的汽車制造商之一，借助5G技術(shù)的低延遲，高穩(wěn)定性和高速信息傳輸賦能生產(chǎn)，提高效率，減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時間。比如，通過5G高速連接AR眼鏡實現(xiàn)遠程實時診斷和維護工作。而5G技術(shù)的應(yīng)用將增強設(shè)備之間的連通，為實現(xiàn)無線連接的靈活生產(chǎn)提供可能。

工人們通過“AR”技術(shù)設(shè)備查看產(chǎn)品生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)

AI視覺檢測發(fā)動機缸蓋瑕疵、AGV協(xié)助物流減少人工、5G技術(shù)應(yīng)用于機器人、一線工作人員與IT技術(shù)緊密配合……這些看似表面關(guān)聯(lián)松散的細枝末節(jié)，實則是拼湊出未來智能工廠完整圖景的關(guān)鍵線索，而這些細節(jié)已經(jīng)覆蓋至總裝車間、發(fā)動機機加工車間、物流運輸、辦公區(qū)等方方面面。作為寶馬集團數(shù)字化轉(zhuǎn)型的試驗田，其高度互聯(lián)的智能數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)集成從設(shè)備、流程和技術(shù)手段收集的數(shù)據(jù)，并進行自動處理和分析，以實現(xiàn)從制造到物流全價值鏈的優(yōu)化升級。而員工則將通過自助數(shù)字化工具和數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動型決策，享受更加安全健康的工作環(huán)境和更加智能靈活的工作方式。

除寶馬集團外，奔馳、奧迪、一汽、東風(fēng)、上汽、特斯拉、蔚來等國內(nèi)外優(yōu)秀整車企業(yè)，以及諸多零部件企業(yè)等都在將新一代信息技術(shù)貫穿到設(shè)計、工藝、生產(chǎn)、物流等諸多環(huán)節(jié)，數(shù)字化升級已經(jīng)全方位鋪開，精益求精的智能化平臺將為產(chǎn)品提供更加嚴苛的品質(zhì)保障和技術(shù)支撐，而持續(xù)不斷的數(shù)字化升級將加速行業(yè)發(fā)展。

政策助力汽車“智能制造”

數(shù)字化工廠伴隨數(shù)字仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展而來，是智能制造發(fā)展的重要實踐模式，它通過對真實工業(yè)生產(chǎn)的虛擬規(guī)劃、仿真優(yōu)化，實現(xiàn)對工廠產(chǎn)品研發(fā)、制造生產(chǎn)和銷售服務(wù)的優(yōu)化和提升，是現(xiàn)代工業(yè)化與信息化融合的應(yīng)用體現(xiàn)。

智能工廠的數(shù)字化升級間接帶動了國內(nèi)制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，促進了國內(nèi)的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級。這背后是智能制造不斷進化的支撐，但是在發(fā)動機、變速箱及其制造等關(guān)鍵核心技術(shù)方面仍存在不少短板。作為未來汽車產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向，數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智能制造密切相關(guān)，既離不開企業(yè)自身實力的提升，也離不開政府政策的大力支持。

“開展智能示范工廠建設(shè)，大力發(fā)展智能制造裝備，加強關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)……”去年4月，工信部發(fā)布的《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》（征求意見稿）（以下簡稱《規(guī)劃》）中，針對國內(nèi)智能制造的現(xiàn)實痛點，提出了明確目標(biāo)?！兑?guī)劃》將給汽車制造的數(shù)字化發(fā)展提供助力，也是汽車制造傳統(tǒng)數(shù)字化改革轉(zhuǎn)型的主要訴求。

“這是對我國制造業(yè)未來5年發(fā)展提出的全面規(guī)劃。當(dāng)前我國從新車產(chǎn)銷全球第一的汽車大國到汽車強國還有一段距離，向智能制造轉(zhuǎn)型的任務(wù)更是尤為迫切。”中南大學(xué)交通運輸研究中心研究員時蔚然表示，汽車制造水平是一個國家制造業(yè)的重要標(biāo)志。

中汽中心汽車試驗研究所智能網(wǎng)聯(lián)試驗研究部部長秦孔建同樣認為，數(shù)字化與智能化對于汽車產(chǎn)業(yè)來說是一個非常重要的機遇，是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的原動力。

“《規(guī)劃》從設(shè)計、材料、生產(chǎn)制造、裝備、供應(yīng)、管理、標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)軟件、硬件等方面，對包括汽車制造在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的智能化升級發(fā)展，提出了重點任務(wù)和明確的目標(biāo)，對汽車制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型尤其具有針對性。”正如東方證券分析師覃筱鵬所言，《規(guī)劃》的部署通過“六大行動”和“兩大階段目標(biāo)”，清晰描繪出制造業(yè)發(fā)展的路徑。其中，2025年轉(zhuǎn)型的具體目標(biāo)是，規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)智能制造能力成熟度達2級及以上的企業(yè)超過50%，重點行業(yè)、區(qū)域達3級及以上的企業(yè)分別超過20%和15%。制造業(yè)企業(yè)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品良率、能源資源利用率等正在大幅提升。想要實現(xiàn)這些目標(biāo)，離不開行業(yè)上下的全面改革與升級，而這與數(shù)字化轉(zhuǎn)型息息相關(guān)。

“總體來看，這些任務(wù)和目標(biāo)雖然要求較高，但通過努力都是可以實現(xiàn)的，其中有些工作是當(dāng)前一些汽車制造企業(yè)正在做的，像打造智能車間、智能工廠、智慧供應(yīng)鏈等。”華泰證券分析師彭松林談到，智能制造并不是追求概念和形式，而是有實實在在的幫助。“十三五”的數(shù)據(jù)顯示，通過智能制造試點示范項目，制造企業(yè)生產(chǎn)效率平均提高45%、產(chǎn)品研制周期平均縮短35%、產(chǎn)品不良品率平均降低35%。

以云數(shù)據(jù)運算中心為例，云數(shù)據(jù)庫不僅將推進汽車制造的數(shù)字化發(fā)展，這種數(shù)字化運營的管理方式還可以推進設(shè)計驗證的速度。例如，長安汽車與騰訊打造的長安混合云計算中心，可以進行系列云設(shè)計，不僅節(jié)省設(shè)計驗證時間，還通過大數(shù)據(jù)成果的轉(zhuǎn)換提升設(shè)計效率。在更多生產(chǎn)數(shù)字化管理方面和企業(yè)日常運營層面，借助云計算、數(shù)據(jù)庫、AI智能等各種數(shù)字化功能，它還可以為車企的數(shù)字化發(fā)展帶來更加智能化的服務(wù)，推動汽車制造向數(shù)字化智能化方向發(fā)展。更為關(guān)鍵的是，混合云項目建設(shè)還可在開放邊界條件下，為更多的車企提供服務(wù)，從整體上提升汽車行業(yè)數(shù)字化、智能化的制造水平。

一個個不斷探索的成功案例，為更大范圍內(nèi)的汽車生產(chǎn)數(shù)字化成果提供了寶貴經(jīng)驗。當(dāng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)在更廣泛的領(lǐng)域鋪開，汽車企業(yè)的智能制造水平將會大幅提升，其成果也將突破個案例，惠及整個行業(yè)。

行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)賦能數(shù)字化智造

作為汽車工程領(lǐng)域行業(yè)盛會，AMTS 緊跟行業(yè)發(fā)展及市場需求，聚焦數(shù)字時代下的未來汽車智造。在AMTS 2021展會現(xiàn)場，不少企業(yè)正在積極推動汽車制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

作為領(lǐng)先的數(shù)字化解決方案供應(yīng)商，西門子始終是中國汽車企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的忠實合作伙伴。西門子的解決方案就是充分利用數(shù)字化和自動化帶來的所有數(shù)據(jù)，在汽車制造的價值鏈上賦能各個智能組件，包括工業(yè)控制，實時網(wǎng)絡(luò)，動力總成，驅(qū)動輸送，廠區(qū)建設(shè)，數(shù)字孿生等等，打造更靈活的，透明的數(shù)字化工廠，為汽車制造實現(xiàn)降本增效，縮短工程實施時間，提高生產(chǎn)設(shè)備的一致性、質(zhì)量和效率，讓設(shè)備制造商與最終用戶同時獲得收益。

基于1000+產(chǎn)線建設(shè)經(jīng)驗積累，CPS創(chuàng)新中心首次推出裝備制造行業(yè)三大標(biāo)準(zhǔn)，從交付管理、交付數(shù)字化、產(chǎn)線綜合性能評估方面為非標(biāo)產(chǎn)線數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供參考借鑒，聚焦產(chǎn)線/設(shè)備全生命周期持續(xù)創(chuàng)新，實現(xiàn)制造、管理、供應(yīng)鏈等領(lǐng)域數(shù)據(jù)互聯(lián)、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)，打造數(shù)字化生態(tài)。在展會現(xiàn)場展示了車身小總成數(shù)字化智造解決方案、機加行業(yè)數(shù)字化智造解決方案、新能源動力電池數(shù)字化智造解決方案以及MISP工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺和IME產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。同時，CPS創(chuàng)新中心有幸邀請到西門子、華為、聯(lián)通、TUV共同出展，基于AI應(yīng)用、智慧工廠、5G應(yīng)用、人才培訓(xùn)等落地案例，協(xié)同發(fā)展共同推動離散制造行業(yè)、裝備制造行業(yè)更好更快地向前變革、推動企業(yè)乃至整個行業(yè)朝著智能化方向發(fā)展。

數(shù)字化、智能制造將會改變中國未來的生產(chǎn)制造方式。FFT在數(shù)字化領(lǐng)域有十余年的深耕，在展會現(xiàn)場帶來了FFT自主研發(fā)的數(shù)字雙胞胎軟件。該軟件好比一個智能制造的工具包，企業(yè)可以在自身的制造工藝標(biāo)準(zhǔn)上，通過數(shù)字雙胞胎軟件來對工藝標(biāo)準(zhǔn)進行驗證。另外，該軟件能夠?qū)υO(shè)備進行實時維護和預(yù)測性維護等一系列功能。

未來工廠是數(shù)字化、高智能的工廠。隨著數(shù)字化時代的到來，對于工廠，最顯著的特征就是以產(chǎn)品設(shè)備為載體，通過數(shù)據(jù)、信息和服務(wù)等，實現(xiàn)智能工廠所有設(shè)備、產(chǎn)品和人的交互連接，最終能夠提高生產(chǎn)率、減少浪費和停機時間，以及優(yōu)化制造流程。九院在數(shù)字化方面為客戶提供智能工廠整體解決方案，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出大量的智能產(chǎn)品，包括在展會現(xiàn)場展出的汽車總裝、涂裝方面的智能裝備。通過智能產(chǎn)品與整體解決方案兩者的結(jié)合，打造汽車產(chǎn)業(yè)智能工廠。

在數(shù)字化時代，對數(shù)據(jù)價值的挖掘是未來汽車“智造”的核心。如果更好地利用這些數(shù)據(jù)，不斷改進生產(chǎn)工藝，就能夠提高生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。阿特拉斯·科普柯提供的數(shù)據(jù)采集和分析軟件Toolsnet是成熟的解決方案，在汽車制造業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。阿特拉斯·科普柯積累了大量的數(shù)據(jù)挖掘經(jīng)驗，結(jié)合對擰緊工藝的深刻理解，進一步推出了數(shù)據(jù)驅(qū)動型服務(wù)產(chǎn)品。該產(chǎn)品采用機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的方式，挖掘數(shù)據(jù)的價值，幫助客戶產(chǎn)生更多的生產(chǎn)洞察。

AMTS 2021 現(xiàn)場 | 數(shù)字化智造

AMTS INSIGHT

如今，數(shù)字化正在加速汽車制造業(yè)革命。在一個數(shù)據(jù)互通、萬物互聯(lián)的全新時代。利用數(shù)據(jù)洞悉先機，通過推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型來應(yīng)對時代變革，已成為汽車智能制造企業(yè)提升市場競爭力，實現(xiàn)更加穩(wěn)健和可持續(xù)發(fā)展的行業(yè)共識。數(shù)字化、智能化不僅要體現(xiàn)在產(chǎn)品上，工廠的同步升級也勢在必行。數(shù)字化工廠的未來愿景將深度挖掘數(shù)字化潛力，實現(xiàn)更加高效靈活，以人為本的可持續(xù)工廠。

7月6-9日，與我們一起相約AMTS 2022，了解未來汽車數(shù)字化智造新動向。

AMTS 2022 第十七屆上海國際汽車制造技術(shù)與裝備及材料展覽會將于2022年7月6-9日再次登陸上海新國際博覽中心W1-W5，E1-E3館。

圖文來源：《國際汽車設(shè)計及制造》、榮格汽車制造、車東西、邦米柯 

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展會預(yù)告：

2022年7月6日-9日

第十七屆上海國際汽車制造技術(shù)與裝備及材料展覽會