紅旗新能源：高起點(diǎn)投建數(shù)字工廠 踐行制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略

　　新能源汽車(chē)?yán)^續(xù)大熱。作為智能化集成度最高的消費(fèi)場(chǎng)景 （產(chǎn)品），決定了每一個(gè)新入局者，既是智能制造的踐行者，也是一個(gè)創(chuàng)新推動(dòng)者。中國(guó)一汽紅旗新能源汽車(chē)工廠兼具上述雙重 “身份”。

　　2020年4月15日，總投資80億元的長(zhǎng)春汽開(kāi)區(qū)中國(guó)一汽紅旗新能源汽車(chē)工廠項(xiàng)目正式啟動(dòng)。中國(guó)一汽董事長(zhǎng)徐留平表示，新能源汽車(chē)工廠將投產(chǎn)紅旗全新研發(fā)的卓越新能源汽車(chē)，其電動(dòng)化、智能網(wǎng)聯(lián)化的技術(shù)水平領(lǐng)先全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)。

　　作為新建汽車(chē)工廠，以及作為紅旗汽車(chē)的定位和高品質(zhì)要求，這座工廠采用的技術(shù)、工藝和裝備水平業(yè)內(nèi)領(lǐng)先，堪稱(chēng)高起點(diǎn)。與此同時(shí)，工廠將首次采用百分百?lài)?guó)產(chǎn)自研數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控平臺(tái)，同期打造智能中控系統(tǒng)。由阿里云、機(jī)械工業(yè)第九設(shè)計(jì)研究院 （下稱(chēng) “機(jī)械九院”）共創(chuàng)的 “數(shù)字工廠”方案，將在紅旗新能源汽車(chē)工廠五大車(chē)間全面應(yīng)用。

　　智能制造：紅旗新能源汽車(chē)工廠的必由之路

　　一汽紅旗于1958年問(wèn)世。從2017年開(kāi)始。一汽紅旗成為最重要的復(fù)興的民族品牌。2017年7月，徐留平調(diào)任一汽集團(tuán)董事長(zhǎng)。一上任，徐留平就在人民大會(huì)堂召開(kāi)發(fā)布會(huì)，宣布紅旗要做中國(guó)第一的高端品牌。

　　目前，紅旗車(chē)型包括L、H、S、Q四大系列，覆蓋轎車(chē)、SUV、商務(wù)車(chē)。其中H系列是紅旗主力車(chē)型。未來(lái)五年，紅旗將形成21款產(chǎn)品矩陣，其中有18款為電驅(qū)化產(chǎn)品，占全部產(chǎn)品的85%以上。

　　汽車(chē)工廠是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，包括了沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大工藝。新能源汽車(chē)工廠還包括電池電驅(qū)車(chē)間，共五大車(chē)間。從板料變成沖壓件，再把沖壓件焊成車(chē)身，通過(guò)一系列的防腐處理，電泳、噴漆，最后通過(guò)總裝裝配和一系列的檢測(cè)，才會(huì)下線一輛車(chē)。

　　在制造業(yè)中，汽車(chē)工廠的整體自動(dòng)化水平較高。大量機(jī)械臂、機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備，已替代了原有的人工。但機(jī)器總會(huì)發(fā)生故障，機(jī)器人會(huì)突然 “罷工”。此時(shí)，車(chē)間需要停產(chǎn)，進(jìn)行排查、維修或更換，這將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

　　自動(dòng)化、信息化，在汽車(chē)制造業(yè)中已較為普及。汽車(chē)正在向智能化發(fā)展，汽車(chē)制造，也進(jìn)一步邁向智能制造。全球車(chē)企正在基于自動(dòng)化、信息化基礎(chǔ)，探索基于IoT、AI的智能應(yīng)用平臺(tái)，打造數(shù)據(jù)閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)全生命周期的產(chǎn)品、設(shè)備管理甚至消費(fèi)者服務(wù)。

　　“數(shù)字工廠”對(duì)應(yīng)汽車(chē)制造的智能化。例如，連接設(shè)備的PLC（可編程邏輯控制器），對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，再通過(guò)智能算法，可對(duì)設(shè)備的健康狀況作出提前預(yù)判，避免突發(fā)設(shè)備故障導(dǎo)致停產(chǎn)?；跀?shù)據(jù)，還可對(duì)焊點(diǎn)的質(zhì)量做出分析。過(guò)去只有車(chē)輛下線、或故障發(fā)生后才能溯源，但現(xiàn)在分析提前進(jìn)行、提前處理，提高了汽車(chē)生產(chǎn)的質(zhì)量。

　　數(shù)據(jù)，是智能化的基礎(chǔ)與核心。采集數(shù)據(jù)、治理數(shù)據(jù)、讓數(shù)據(jù)自由流動(dòng)、再利用AI發(fā)揮數(shù)據(jù)的價(jià)值，成為汽車(chē)智能制造的重中之重。一汽紅旗新能源汽車(chē)工廠，作為紅旗新戰(zhàn)略的載體，從規(guī)劃開(kāi)始，就定下了智能制造的目標(biāo)和路徑。

　　全自研數(shù)采平臺(tái)：實(shí)現(xiàn)五大車(chē)間百萬(wàn)點(diǎn)位接入

　　目前，一汽紅旗新能源汽車(chē)工廠正處于緊張的建設(shè)沖刺階段，部分車(chē)間設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，開(kāi)始安裝調(diào)試。6月底，首批新能源汽車(chē)將下線。12月末，工廠將正式啟動(dòng)量產(chǎn)。

　　要實(shí)現(xiàn)智能化，完整掌握數(shù)據(jù)是第一步，主要通過(guò)大量的傳感器、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控平臺(tái) （即SCADA系統(tǒng)）等來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是，傳統(tǒng)的平臺(tái)大多適用于幾萬(wàn)量級(jí)的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，隨著自動(dòng)化設(shè)備的增加，大型汽車(chē)工廠的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)增加了20倍甚至更多。這就需要新的平臺(tái)，可接入更多點(diǎn)位、可支持更快的采集頻次，并且對(duì)CPU造成的負(fù)荷不會(huì)太高。

　　同時(shí)，數(shù)據(jù)的可流動(dòng)性、可開(kāi)放性也很重要。過(guò)去，數(shù)據(jù)是分散孤立的，跨車(chē)間的數(shù)據(jù)難以匯集。這樣車(chē)企就需要高額的工廠運(yùn)營(yíng)成本，也無(wú)法基于數(shù)據(jù)自主開(kāi)發(fā)智能應(yīng)用。

　　2020年，機(jī)械九院與阿里云達(dá)成戰(zhàn)略合作，成立負(fù)責(zé)汽車(chē)工廠數(shù)字化的專(zhuān)門(mén)團(tuán)隊(duì)。雙方合作近一年，聯(lián)合共創(chuàng)，形成了汽車(chē)行業(yè)完整的 “數(shù)字工廠”解決方案及產(chǎn)品。紅旗新能源汽車(chē)工廠正是采用的 “汽車(chē)數(shù)字工廠1.0”的完整方案。

　　在該方案中，其數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控平臺(tái)可支持每200毫秒的采集頻率，超過(guò)大多數(shù)主流設(shè)備。汽車(chē)工廠數(shù)據(jù)中臺(tái)、AI算法平臺(tái)及數(shù)字孿生 （DTwin）平臺(tái)，既可以通過(guò)低代碼“拖拉拽”的方式，搭建出一個(gè)實(shí)時(shí)的數(shù)字孿生工廠，也能快速開(kāi)發(fā)出智能應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量預(yù)測(cè)、設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)及能源智能管控。

　　6月，阿里云、機(jī)械九院正式入場(chǎng)一汽紅旗新能源汽車(chē)工廠，開(kāi)始包括數(shù)據(jù)采集IoT、數(shù)據(jù)中臺(tái)、AI算法平臺(tái)、數(shù)字孿生平臺(tái)等在內(nèi)的智能中控系統(tǒng)，以及智能應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)部署及調(diào)試。其平臺(tái)接入五大車(chē)間上百萬(wàn)個(gè)點(diǎn)位，數(shù)采頻次最高可達(dá)200毫秒，超過(guò)國(guó)內(nèi)外數(shù)采軟件廠商。這也是國(guó)內(nèi)頭部主機(jī)廠率先在五大車(chē)間全面啟用自研的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控平臺(tái)。

　　阿里云汽車(chē)行業(yè)架構(gòu)師黃錚介紹，在紅旗新能源汽車(chē)工廠，該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了幾大突破：一是配置化能力強(qiáng)；二是開(kāi)放性強(qiáng)，用戶(hù)可以自配置；三是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的突破，存儲(chǔ)壓縮是平均水平的10倍。

　　五大智能應(yīng)用：深度發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值

　　“未來(lái)，數(shù)據(jù)智能是核心技術(shù)，行業(yè)領(lǐng)先者肯定要掌握這些核心技術(shù)?！币黄瘓F(tuán)工程與生產(chǎn)物流部總裝工藝部總監(jiān)、一汽紅旗新能源工廠項(xiàng)目負(fù)責(zé)人董瑋說(shuō)。

　　全自研數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控只是第一步。通過(guò)數(shù)采平臺(tái)采集上來(lái)的生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)，以及通過(guò)系統(tǒng)接口采集的MOM數(shù)據(jù)，生產(chǎn)物流數(shù)據(jù)，ERP數(shù)據(jù)，統(tǒng)一在基于阿里云的汽車(chē)工廠數(shù)據(jù)中臺(tái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)治理、分類(lèi)、建模和分析，對(duì)外輸出數(shù)據(jù)服務(wù)。

　　不僅如此，紅旗新能源汽車(chē)工廠的汽車(chē)數(shù)據(jù)中臺(tái)之上還有一個(gè)算法平臺(tái)，通過(guò)采用低代碼、可配置化的形式提供服務(wù)。該算法平臺(tái)開(kāi)創(chuàng)性地集控制類(lèi)算法、優(yōu)化類(lèi)算法、預(yù)測(cè)類(lèi)算法為一體，普通的工廠運(yùn)維工程師也可以通過(guò)低代碼的方式，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，輸出計(jì)算結(jié)果，投入真實(shí)的生產(chǎn)作業(yè)場(chǎng)景。

　　目前，包括焊點(diǎn)質(zhì)量分析、預(yù)測(cè)性維護(hù)、能耗優(yōu)化等在內(nèi)的五大智能應(yīng)用正在調(diào)試中。未來(lái)，產(chǎn)線因?yàn)樵O(shè)備故障而中斷的情況將大大減少，焊點(diǎn)的問(wèn)題在車(chē)輛下線前就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

　　“本次項(xiàng)目中幾個(gè)質(zhì)量預(yù)測(cè)分析相關(guān)的智能應(yīng)用，可稱(chēng)業(yè)內(nèi)首次?！卑⒗镌乒I(yè)大腦數(shù)據(jù)工程師李政權(quán)說(shuō)。傳統(tǒng)的質(zhì)量管控通常由手工判定。紅旗新能源汽車(chē)工廠智能質(zhì)量管控系包含標(biāo)準(zhǔn)、檢查、判定、處理以及分辨器等模塊，基于AI算法，能提供智能化的監(jiān)控判定，以及全流程的追溯。

　　例如漆膜厚度判定，通常的做法是在噴涂完成以后，人工通過(guò)漆膜測(cè)厚儀進(jìn)行手工測(cè)量。在這座數(shù)字工廠里，內(nèi)置的漆膜厚度預(yù)測(cè)分析算法可以在噴涂完成之后實(shí)時(shí)判定漆膜厚度。一旦發(fā)現(xiàn)厚度超出品控范圍，系統(tǒng)將進(jìn)行聲光電報(bào)警，提醒人工重點(diǎn)關(guān)注。

　　“基于根因追溯以及分析算法，可以讓質(zhì)量工程師在比較短的時(shí)間之內(nèi)迅速定位問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，挽救潛在的損失?！崩钫?quán)表示。

　　同時(shí)，一個(gè)基于數(shù)據(jù)的數(shù)字孿生工廠也正在搭建中，實(shí)時(shí)實(shí)景，最直觀地呈現(xiàn)工廠各個(gè)角落的設(shè)備運(yùn)行狀況。

　　“在國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)五大車(chē)間里面，這是第一次實(shí)現(xiàn)這么深入的互聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)制造的交互?！卑⒗镌破?chē)行業(yè)解決方案架構(gòu)師黃錚說(shuō)。

　　一個(gè)完全數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工廠正在落地?？梢灶A(yù)見(jiàn)，數(shù)據(jù)將在這座工廠里發(fā)揮巨大威力。智能制造是制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的主攻方向。一汽紅旗作為知名的中國(guó)民族品牌，建立了數(shù)字化部，成立了專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)智能應(yīng)用團(tuán)隊(duì)，在汽車(chē)工廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面不惜投入，推進(jìn)創(chuàng)新，正是制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的積極踐行者。

　　6月，阿里云、機(jī)械九院正式入場(chǎng)一汽紅旗新能源汽車(chē)工廠。圖為工程師進(jìn)行智能中控系統(tǒng)的部署、調(diào)試。(周寶冰)

　　轉(zhuǎn)自：中國(guó)工業(yè)報(bào)

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