作為國內(nèi)四大汽車集團(tuán)之一，東風(fēng)汽車的前身可以追溯到1969年始建于湖北十堰的中國第二汽車制造廠，這是我國第一座完全依靠自身力量設(shè)計(jì)建造的現(xiàn)代化大型汽車廠，在中國汽車工業(yè)史上留下了濃墨重彩的一筆。
歷經(jīng)五十余年的發(fā)展，東風(fēng)汽車已經(jīng)取得了令業(yè)界矚目的成就，而東風(fēng)商用車有限公司(簡(jiǎn)稱“東風(fēng)商用車”)身為東風(fēng)汽車旗下中國領(lǐng)先的商用車品牌，憑借對(duì)技術(shù)的持續(xù)深耕和產(chǎn)品的不斷迭代，樹起了中國卡車行業(yè)的一面領(lǐng)先旗幟，成為民族汽車自主品牌的中堅(jiān)力量。
對(duì)于汽車而言，發(fā)動(dòng)機(jī)就如同“心臟”，決定著汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性和環(huán)保性，也是汽車制造業(yè)的核心技術(shù)和尖端工藝。東風(fēng)商用車旗下的東風(fēng)龍擎動(dòng)力有限公司是國內(nèi)唯一一家同時(shí)生產(chǎn)“龍擎”品牌的汽油、柴油、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)和中重型變速箱的制造廠，建廠已累計(jì)生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)280多萬臺(tái)。
為了滿足生產(chǎn)線自動(dòng)化、智能化控制及精益化管理需求，東風(fēng)商用車期望建立發(fā)動(dòng)機(jī)工廠的生產(chǎn)流程全數(shù)字化信息系統(tǒng)。基于面向汽車行業(yè)的EcoStruxureTM工廠解決方案，施耐德電氣為東風(fēng)商用車提供了由AVEVA系統(tǒng)平臺(tái)搭建的智能制造平臺(tái)及5G解決方案，助力其打造汽車行業(yè)先進(jìn)的數(shù)字化智能工廠。
一場(chǎng)制造水平的“大考”
在東風(fēng)商用車的發(fā)動(dòng)機(jī)工廠，每年有10萬臺(tái)滿載著尖端技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過鑄造、機(jī)加工、裝配和測(cè)試等工序走下產(chǎn)線，而后隨著一輛輛貨運(yùn)卡車走遍中國的大江南北。由于精度要求苛刻、組件系統(tǒng)復(fù)雜、材料和加工技術(shù)門檻高、設(shè)計(jì)和研發(fā)成本高昂，發(fā)動(dòng)機(jī)的制造難度是其它汽車外圍零部件難以企及的。與乘用車相比，商用車因自帶“生產(chǎn)工具”的屬性，其發(fā)動(dòng)機(jī)的制造難度更高。
首先，為應(yīng)對(duì)大型貨物的運(yùn)輸和牽引重量，商用車通常需要更高的功率和扭矩，這就要求商用車發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)具有更大的排量和更高的燃燒效率;第二，商用車需要在更惡劣的道路和環(huán)境條件下行駛，比如氧氣稀薄的高海拔地區(qū)、雨雪/高溫/低溫等惡劣天氣、粉塵嚴(yán)重的極端環(huán)境等，因此商用車發(fā)動(dòng)機(jī)必須具有更高的可靠性;第三，商用車往往要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)營，連續(xù)數(shù)天的長(zhǎng)途旅行是屢見不鮮，發(fā)動(dòng)機(jī)一般需要能支撐80萬到100萬公里的可靠性;最后，商用車發(fā)動(dòng)機(jī)需要符合更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，以減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，同時(shí)還要追求更高的燃油經(jīng)濟(jì)性。
兼顧功率、可靠性、耐久性、環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性的過程，就如同在求解一道“不可能的方程”。面對(duì)重重挑戰(zhàn)，東風(fēng)商用車始終堅(jiān)持自主創(chuàng)新的原則，在商用車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域不斷突破，變“不可能”為“可能”。這不僅要求東風(fēng)商用車持續(xù)豐富技術(shù)儲(chǔ)備、提高研發(fā)能力，更是對(duì)其制造水平的一場(chǎng)“大考”。
以東風(fēng)龍擎DDi11發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)制造為例，該型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)是東風(fēng)商用車為了滿足排放法規(guī)升級(jí)以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)需要，引進(jìn)沃爾沃技術(shù)開發(fā)而成的新一代清潔高效柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。它能夠滿足重型柴油車2021年全面實(shí)施國六A，2023年全面實(shí)施國六B的法規(guī)升級(jí)要求，最大功率達(dá)到465馬力，具有高可靠性、高動(dòng)力性、低油耗、低排放和低成本的特點(diǎn)。
然而，在DDi11發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋線上，卻存在著生產(chǎn)系統(tǒng)和設(shè)備之間信息孤島林立、生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)無法精確追溯到單件、設(shè)備發(fā)生異常不能及時(shí)響應(yīng)、現(xiàn)有系統(tǒng)難以支撐工藝柔性化調(diào)整等問題。以點(diǎn)及面，DDi11缸蓋線面臨的挑戰(zhàn)也是東風(fēng)商用車發(fā)動(dòng)機(jī)工廠整體需要“補(bǔ)課”的關(guān)鍵。而在施耐德電氣的助力下，東風(fēng)商用車在面向數(shù)字化和智能化的制造大考中交出了一份令人驚艷的“答卷”。
全流程的可視、可控、可追溯
工廠車間里，自動(dòng)化設(shè)備、機(jī)器人和工人們各司其職、相互協(xié)作，確保每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量和性能都符合標(biāo)準(zhǔn)。伴隨著零部件在產(chǎn)線上的流轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)也在各個(gè)數(shù)字化系統(tǒng)和設(shè)備之間順暢地流動(dòng)，并最終匯總于統(tǒng)一的平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)制造全流程的可視、可控和可追溯。
東風(fēng)龍擎動(dòng)力有限公司首席師李昌運(yùn)表示：“基于施耐德電氣EcoStruxure架構(gòu)與平臺(tái)的智能工廠數(shù)字化解決方案，我們能夠從設(shè)備層采集相關(guān)數(shù)據(jù)并通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)狡脚_(tái)層進(jìn)行深度分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)、點(diǎn)巡檢修管理、質(zhì)量數(shù)據(jù)采集管理、工藝指導(dǎo)及節(jié)拍尋優(yōu)、故障監(jiān)控管理及安東呼叫、信息提示和推送管理等功能，通過OEE及開動(dòng)率等KPI指標(biāo)提高生產(chǎn)效率、運(yùn)維效率和柔性化制造水平，通過大屏顯示、中控展現(xiàn)、移動(dòng)設(shè)備為相關(guān)部門人員提供數(shù)據(jù)支撐及管理手段，提升工廠生產(chǎn)的自動(dòng)化智能化水平。”
具體而言，在設(shè)備運(yùn)維方面，得益于MES系統(tǒng)中設(shè)備管理模塊和安東系統(tǒng)的集成，一旦設(shè)備發(fā)生任何異?；蚬收?，系統(tǒng)都能第一時(shí)間將相關(guān)信息推送給相應(yīng)的維修人員，過去依靠手工紙質(zhì)記錄以及人工去班組叫人的情況將不復(fù)存在。這顯然能加快設(shè)備維修響應(yīng)速度，減少故障停機(jī)引起的停工停產(chǎn)，使設(shè)備利用率提高約10%。與此同時(shí)，由于這套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備管理和維護(hù)的實(shí)時(shí)透明，因此也能為設(shè)備維護(hù)團(tuán)隊(duì)的人員效率和技能考核提供依據(jù)。系統(tǒng)部署后，東風(fēng)商用車的人員效率提升約15%。
在生產(chǎn)優(yōu)化方面，基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)，施耐德電氣助力東風(fēng)商用車試點(diǎn)了設(shè)備預(yù)防性維護(hù)和刀具智能管理，對(duì)于刀具使用壽命的提高提供依據(jù)，使得設(shè)備壽命延長(zhǎng)約25%。數(shù)據(jù)同樣也可以為節(jié)拍優(yōu)化提供支撐，通過分析生產(chǎn)線上每個(gè)工作站的工作內(nèi)容和工作時(shí)間，消除冗余工作流程，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)拍的穩(wěn)步提高。
在質(zhì)量管控方面，相較于此前管理顆粒度只能具體到批次，現(xiàn)今，質(zhì)量管控模塊的引入就如同為每一個(gè)工件配備了一張“身份證”，通過查閱身份證，一方面能保證每一個(gè)工件在進(jìn)入下一道工序的時(shí)候能按要求加工，另一方面也能在出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)追溯所有生產(chǎn)信息，包括原材料、生產(chǎn)工藝、設(shè)備工況等。同時(shí)，通過人工和自動(dòng)記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)過程CPK(Complex Process Capability Index)監(jiān)控及質(zhì)量趨勢(shì)監(jiān)控，確?，F(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量“三不”(不制造不良，不接受不良，不傳遞不良的質(zhì)量管理理念)的徹底執(zhí)行。
商用車領(lǐng)域的5G全連接工廠
根據(jù)市場(chǎng)研究公司Markets and Markets發(fā)布的報(bào)告，全球商用車市場(chǎng)規(guī)模從2019年的2200億美元增長(zhǎng)到2025年的3300億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為6.27%。其中，中國商用車市場(chǎng)規(guī)模占據(jù)了全球商用車市場(chǎng)的1/3以上，預(yù)計(jì)未來幾年仍將保持高速增長(zhǎng)。隨著商用車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局日益激烈，東風(fēng)商用車必須進(jìn)一步洞察客戶對(duì)成本、效率、服務(wù)、節(jié)能、全生命周期TCO等方面的實(shí)際需求，針對(duì)長(zhǎng)途運(yùn)輸、農(nóng)副散雜、快遞快運(yùn)、城建渣土等細(xì)分場(chǎng)景提供更加定制化的產(chǎn)品，這對(duì)工廠的柔性化生產(chǎn)能力也提出了更高的要求。
“在施耐德電氣的助力下，我們?cè)谏逃密囶I(lǐng)域率先打造了5G全連接工廠，這在全國乃至世界范圍內(nèi)都屬于比較領(lǐng)先的技術(shù)。基于MEC服務(wù)器的5G移動(dòng)通訊技術(shù)，工廠數(shù)據(jù)的安全性和實(shí)時(shí)性得到了更好的保障，這也為集團(tuán)今后的上云部署提供了基礎(chǔ)建設(shè)?！崩畈\(yùn)介紹道。
傳統(tǒng)的工廠互聯(lián)大多依賴“有線+WiFi”的組合，其局限性顯而易見——一方面是工廠環(huán)境復(fù)雜，有線網(wǎng)絡(luò)難規(guī)劃、部署成本高，易造成線纜過多、混亂的情況;另一方面是WiFi網(wǎng)絡(luò)抗干擾性與移動(dòng)性差，同時(shí)基于WiFi的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也不具備邊緣能力。而5G具有易部署、低時(shí)延、高可靠、大帶寬、廣連接特性，宛如一把鋒利的剪刀，成功為工業(yè)制造完成了“剪辮子”的轉(zhuǎn)變。
通過5G解決方案，東風(fēng)商用車的發(fā)動(dòng)機(jī)工廠能根據(jù)不同的產(chǎn)品工藝進(jìn)行產(chǎn)線的柔性化部署，加工中心布局更改后，不再需要額外的布線費(fèi)用和調(diào)試時(shí)間，產(chǎn)線實(shí)施時(shí)間減少一周以上。更重要的是，在設(shè)備布局和生產(chǎn)工藝變化后，操作人員也無需重新編程，在電腦里拖拽對(duì)應(yīng)的模塊即可完成設(shè)置，整個(gè)過程如同“搭積木”一般簡(jiǎn)單。
當(dāng)然，5G工廠的建設(shè)也并非易事，在建設(shè)過程中，工廠現(xiàn)場(chǎng)曾遇到過不能查明的電氣信號(hào)干擾問題。為了解決這一問題，施耐德電氣和東風(fēng)商用車的工程師們通力合作，犧牲假期和休息時(shí)間，反復(fù)嘗試各種品牌的數(shù)據(jù)讀取裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和分析，最終花費(fèi)兩三個(gè)月的時(shí)間讓干擾問題迎刃而解，最終保證項(xiàng)目順利交付。對(duì)此，李昌運(yùn)感慨地表示：“施耐德電氣急客戶所急的服務(wù)精神，給我們留下了非常深刻的印象。”
因?yàn)閲L到了數(shù)字化帶來的“甜頭”，東風(fēng)商用車計(jì)劃將這套系統(tǒng)從缸蓋線向公司的各條產(chǎn)線推廣，以期讓公司所有制造現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)都能匯總于一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的提質(zhì)增效，而這個(gè)過程當(dāng)然也少不了合作伙伴的助力。好風(fēng)憑借力，未來，東風(fēng)商用車也將繼續(xù)與施耐德電氣一起，在綠色智能制造及數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路上攜手前行，共贏可持續(xù)未來。
（施耐德電氣）
