全面提升智能化水平，中国重汽打造数字化智能工厂

本文为“2022年度中国智能制造最佳应用实践奖”参评案例。活动评选出2022年度，为中国智能制造领域带来突出效益的最佳实践工程，全面介绍企业推进智能制造的步骤、重点与难点、获得效益等，分享建设过程中的经验，供广大制造业行业企业学习供鉴。

01 企业简介

中国重型汽车集团有限公司（以下简称“中国重汽”）是我国重型汽车工业的摇篮，经过90多年的发展已成为我国最大的重型汽车生产基地，以开发和制造中国第一辆重型汽车(黄河JNl50)、成功引进斯太尔重型汽车生产项目和与沃尔沃合资生产项目、自主研发HOWO产品而闻名，是目前中国重型汽车产销量最大的企业，也是目前我国重卡行业驱动形式和功率覆盖最全的企业，并形成了以重卡为主导，同时涵盖中卡、轻卡、特种车、轻型商用车等全系列商用车的产业格局。

公司技术力量雄厚，建有国家重型汽车工程技术研究中心，拥有员工35000余名，下属两个上市公司，权属企业56家，产品出口110多个国家和地区，并连续17年位居国内重卡行业出口首位。曾被誉为“全球重卡行业增长最快、最具竞争力和成长性的企业”，先后被授予为“中国优秀创新型企业”、“全国最佳诚信企业”、“全国首批质量信用管理AA企业”等荣誉称号。

中国重型汽车集团有限公司

02 企业在智能制造方面的现状

公司高度重视智能制造相关工作，在自动化、信息化方面不断加大投资力度，目前达到国内高自动化水平的产线数量已有24条，其中机器人、AGV、视觉等保有量也实现了快速提升，呈指数式翻倍增长。在信息化建设方面，坚持以业务为导向，统一规划，分步实施，综合考虑园区设计、业务模式和后期建设项目全覆盖，搭建全面、先进的数字化智能工厂系统平台，满足研发设计、生产运营、物流管理、质量追溯、财务管理、园区运营等全方位需求，构建园区数字化管理、数字化运营和数字化服务三维一体的业务平台。

为保证工厂数字化业务平台落地，集团公司统一规划、分步实施，全面启动数字化工艺平台、业财一体化ERP、MES系统及园区物流管理平台、智慧园区综合管理平台、智慧能源管理系统、机房及网络建设六大系统项目。为实现园区建设智能化、先进性目标，结合“云大物移智”等前沿技术发展，研究设计基于两化融合的创新型信息技术应用，园区信息化建设充分考虑自动化工艺设备、检测设备、物流设备的装配以及5G网络、RFID电子标签、AR/VR仿真、AGV服务、声音探测、视频识别等新技术的落地，全面提升业务运营与管理智能化水平，打造整车制造行业标杆式的数字化智能化工厂。

其中所申报项目的发动机装配线工厂自动化率达到70%以上，产线自动化水平达到行业内一流水平，产线通过数据采集与数据追溯，实现了人、机、料、法、环的集中管控，自动化和数字化水平居于行业一流。该项目主要是针对产线设备及应用系统进行智能化提升，项目涉及60台（套）自动化设备，物流AGV、装配AGV（均包含调度系统）均实现集中管控，其制造执行系统、产线信息化系统（自动控制系统、物料物流拉动系统、AGV调度系统等）也进行统一规划，全面构建装配线网络化、信息化、智能化的智能制造管理平台。

03 参评智能制造项目详细情况介绍

 1. 项目背景介绍

中国重汽济南发动机智能工厂项目实施前，存在着以下问题：

（1）MC、MT系列发动机有2000余种订货号，多机型的混线生产无法解决的技术难题；

（2)机型差异时，零部件错装、漏装问题频发，生产线加工多种产品时出错，无法通过先进制造技术管理；

（3)工厂在线检测应用水平低，产品制造过程信息大部分为手工记录，准确性差且不易保存，导致售后返回的质量问题得不到及时落实和整改；

（4)生产信息、设备信息、工件信息存在信息孤岛，生产过程数据及设备运行状态数据统计和分析缺乏先进分析工具。

通过与国内一流的发动机生产线制造商合作攻关，从2021年开始由中国重汽集团投资建设的发动机装配线，开展了多项行业内的技术研究工作，突破了多项自动化装配技术，实现整线自动化率70%，构建了发动机制造执行系统(MES)，通过对制造过程数据采集与分析，以及系统、装备、零部件、人员之间信息互联互通和有效集成，实现了发动机车间从生产计划生成到物料配送、设备运行、生产统计、生产防错、质量检测再到产品交付的全过程智能化管理。创立了降低运营成本、稳定生产质量、持续改进工艺的发动机生产模式。促进了企业高品质发动机质量和制造技术达到世界先进水平。

 2. 项目实施与应用情况详细介绍

（1）智能装备应用方面

1)建设了以涨断机、TRS专机、自动压装机为核心的具有国际先进水平的缸体缸盖加工线，包括2条曲轴箱线、2条缸盖线、1套立体仓库，产线间用桁架机械手实现自动流转。

2)采用施密德、天永、福来登、柯马等国际、国内一流厂家装配设备，并自主设计多项专用工具。提升装配过程的自动化水平、降低劳动强度，提高装配质量一致性和生产效率。如：气门锁夹自动装配、气门油封视觉检测、机油喷嘴自动安装、机油模块自动安装等。

3)在关键清洗工位，采用机器人自动高压去毛刺工艺，在保证产品质量时，提高整线的柔性加工能力。

4)在关键工序设备上还配有MARPOSS测量机，对加工尺寸进行100%在线测量，同时通过 MES系统进行采集及存储，实现质量追溯。

全自动机加工自动化产线

（2）数字化系统应用方面

1)生产资源的数字化。采用交互式数字大屏和手机两种终端，实时显示工厂、车间、产线三级计划动态、设备动态，人员动态、环境动态、异常动态、能耗动态等关键运行数据。标准工艺规范的检验指标及质量门管控，确保过程质量控制计划严格执行，不合格品及批次管理到位。全面采集零部件制造和装配过程人、机、料、法、环、测数据，实现了正向追踪，逆向溯源，并通过Andon系统对缺料、质量、设备、人员、工艺等异常事件进行处置管理

生产资源的数字化管理

2)创立模块化装配方式。配备工艺电子化系统，通过RFID技术读取发动机信息。并基于实时采集的发动机制造、装配检验过程，研究关键设备监控故障及诊断、实现生产过程的可视化及制造过程的数字化，指导操作者完成装配内容，防止错装、漏装，改进质量，提升效率。

3)进行MES工艺全功能覆盖。产线通过RFID的写入与读取识别过点信息，生产线装配过程中允许下线进行返修。KITS件生产计划（工序级）由SAP来下发并生成配送计划，MES负责计划执行跟踪。生产指标主要关注缺件、停线、计划完成率等指标。设定上线至下线的时间阈值，若超出指标则进行提示。

4)物流配送。配送计划由SAP下发，三方仓库根据配送计划配送至4-6小时中转库，中转库根据台车物料需求清单分拣，人工叉车运输至中转线，然后由AGV运输至需求区域进行分装和装配（中转库MES负责）。AGV配送都是满托进，空托回（若未空托，则AGV在线边等待）。现场紧急呼叫的物料来自于4-6小时中转库通过MES处理。

物流配送架构

5)质量管理。MES系统会对每批产品都分配一个唯一的批号，或者产品的ID，每当有质量问题发生时，可以通过产品ID或者批号追踪到该产品的生产记录，包含生产设备、生产人员、生产批次、生产开始时间、结束时间、生产时的工业参数等信息，还可以将这些信息统一汇总成报表，更方便生产管理者发现问题或者追溯同一批次产品。在质量需求方面有质量追溯要求的零部件的质量追溯（单件、批次、螺丝螺栓等），实现全追溯的目标（可追溯率：100%），可通过发动机号、缸体号实现所有质检信息的查询（包含来料质检）。装调过程（整体过程）中能量化数据提供时间维度数据查询，实现每个数据信息可根据时间轴进行统计分析，以图形报表等形式完成过程能力的分析。

6)工艺设计数字化。发动机建立了CAPP系统集成管理系统，管控工艺的形成、使用、变更过程，形成工艺管理档案，通过MES系统实现将电子工艺直接呈现在现场各个工序，保证工艺的一致性。通过基础参数设置（标准BOM、标准工艺路线、标准工时等）有效支持标准成本核算，通过与库存管理、制造执行等系统的集成，获取产量、材料费、人工费等直接生产成本信息，传递给重汽现在应用的财务软件，实现业务产生的财务数据自动传递给财务系统。通过与库存管理、制造执行等系统的集成，获取产量、材料费、人工费、折旧费等各项实际成本信息，快速、准确核算出各项成本差异。提供出入库统计分析报表以及生产成本差异分析报表，不同纬度、内容丰富的报表，支持按不同的成本BOM、工艺路线等基础资料设定不同的成本类型，以分别计算同一产品，不同物料结构、不同工艺路线等情况下的标准成本。

CAPP系统工艺管理

 3. 效益分析

（1)采用先进自动化装配手段及先进的装配工艺，实现装配过程少人化，自动化率由46%提升至70%，单班减少操作人员约100人，人员成本按15万/年计算，年节省人员成本1500万元。

（2)实现多品种机型混线生产，减轻了排产负担和资源、能源浪费，实现了一条生产线多种产品类型的柔性化生产。

（3)在提高产品柔性化同时，循环节拍缩短，生产效率提高19%，库存降低30%，生产单品的能耗率降低12%。

（4)整合MES生产管理系统与生产设备，通过现场看板，实时展示现场设备情况，展示设备实时装配的工单、零件信息，可实时掌握设备状态信息，对制品过程数据、质量数据全履历管理及异常实时监控，驱动技术革新；同时利用MES生产管理系统，帮助工厂建立工艺标准化，采用专业化、产品定位准、先进的管理信息系统，实现集成化管理。

（5)消除目前应用的信息孤岛状况，让企业内所有业务环节在统一的信息平台上操作业务，实现业务信息的实时共享，加强各部门的协作，企业运营数据信息化、可视化也为企业管理层决策提供了有力支撑。

（6）以计划流驱动实物流，全面提升企业生产协同能力，聚焦工业大数据价值挖掘，缩短产品交付周期25%，提高人工绩效25%，降低库存30%，提高产品质量一致性、降低缺陷率，售后单机索赔额下降50%。