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。

拥抱智能化时代

越来越多的制造业企业开始拥抱智能制造，建设智能工厂，推动企业升级发展，一汽大众佛山工厂即是其中之一。2019年11月，一汽大众佛山工厂生产基地项目引入移动机器人47台，携手海康机器人联合创新，打造了汽车行业首例超市“2.0”解决方案，实现厂级协同的智慧物流系统。

据一汽大众汽车有限公司生产管理部部长窦恒言介绍，一汽大众致力于客户导向，提供从A0到C级大众和奥迪两大品牌的丰富产品。在产品配置、技术实力、生产制造以及用户体验等方面处于领导地位，佛山工厂是一汽大众最先进的制造工厂之一，同时也将开始新能源汽车的生产。

项目位于佛山工厂二期总装车间

先行者面临的业务挑战

佛山工厂于2018年6月全面建成投产，是一汽大众在国内的第四个工厂，占地约166万平方米，预计至2020年底，整体年产能达到60万辆。佛山工厂是一汽大众MQB平台应用的第一个生产线，实现了同一个平台的不同车型混线生产，是目前一汽大众同一条生产线上生产最多车型的基地。主要生产大众、奥迪双品牌车型，近10款不同型号车型。在高峰时一天要生产2400台汽车，提供给用户选择的零件高达上万种。

不同车型混线生产（ 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 途歌之外，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。

传统物流拣选超市，即汽车制造工厂中零部件的存储和拣选仓库，是工人依据单据在物流超市区域内往复行走进行拣选。面对如此巨大的拣选工作量和拣选复杂度，这种方式存在很大的行走浪费，并且拣选极易出错。为此，佛山工厂需要引入柔性、高效的定制化生产系统，来保障千万辆整车零件的精准配送和高品质质量。

选择移动机器人系统

选择移动机器人系统

在这种背景下，有两点值得关注：其一，移动机器人在智慧物流系统中应用得越来越广泛，不仅在3C制造业的仓储及产线供线环节有规模化应用，在汽车及零配件制造企业的生产线供线环节也有广泛应用；其二，智慧物流系统作为智能工厂的组成部分，与其他智能系统对接，形成了一体化的解决方案。鉴于此，具有高度智慧化、柔性化的移动机器人系统成为一汽佛山工厂物流升级的首选。

移动机器人

为此，一汽大众成立了专门的项目小组在国内外进行一系列的考察调研。最终决定携手海康机器人，共同打造一汽大众佛山智慧物流解决方案。2019年11月项目正式实施，2020年6月成功交付。

智慧物流系统构成

系统方案架构

一汽大众佛山工厂的智慧物流系统主要集成了一汽大众的FIS系统以及PLP系统，海康的机器人控制系统RCS和仓储管理系统iWMS，四者无缝对接，真正做到了生产与物流管理的系统化、一体化、透明化和智能化。

RCS集群调度移动机器人

RCS负责可控制范围内的全部机器人的任务分配、调度及运行维护。RCS可建立机器人的“世界模型”，将厂区、仓储地图转换成机器人能够识别的模型数据，从而实现任务的最优分配、路径的最优规划，使系统能发挥最佳的工作效能。

迎难而上 打造“超市2.0”

一汽大众佛山工厂“超市2.0”占地约3000平，使用47台机器人，存储500多箱零件。在项目规划时，经过提炼各种复杂的业务场景，解决6大类、104个系统相关问题后，攻克了项目的三大关键环节：通用件区分、技术更改零件切替、选装零件排序。

移动机器人与叉车协同补货

厂内物流模式的创新

入库运输

出库运输

厂内物流模式的创新

在引入移动机器人系统后，将传统汽车零件超市“人找货”的固有零件存储、分拣、排序的人工模式，转化为高效、便捷、智能的“货到人”的拣选和排序出库模式，不仅解决了传统仓储管理的问题，更实现了对汽车零部件的智能化仓储信息管理、自动化准确排序、人性化拣选出库，明显提高了汽车零件超市的工作效率。

“货到人”拣选

移动机器人的功能优势

机器人采用行业领先的“视觉导航+惯性导航”技术，机器人定位精度达到毫米级；支持自动跟随，柔性运动，使得产线布局更加灵活；具有自动避让障碍功能，能够交互指示灯、交通灯、交通道闸等，确保运动过程中人、机安全；大平面举升盘保证了搬运大尺寸料箱的平稳性，并拥有优秀的抗偏载、防倾斜的安全性和稳定性。

机器人自主充电

对机器人的实时监管

在智慧物流解决方案中，对机器人的实时监管值得一提，这对能否保障整个系统顺畅运行至关重要。管理者可通过大型拼接屏了解机器人的实时状态和效率，人工使用配备的Pad也能够完成在线移动监管。根据数据报表、热力图分析，可以实时规划机器人的行走路径。

Pad实时监管机器人状态和效率

体验新能源汽车VR培训

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：

1.将冲压车间打造成无人、熄灯的样板车间。

2.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。

3.在涂装工艺方面通过机器人实现整高效生产。

4.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。

项目收益

项目收益

“超市2.0”解决方案实施后效果显著，成效可总结为以下五点： “货到人”模式更人性化，降低了员工工作强度，减少了占总工时30%的无效行走

2.超市2.0提高了汽车零件超市整体的工作效率和准确率，后端智能调度系统和图形化拣选指示使得拣选错误率降低为零

3.全程无人的标准化补货运输过程，让作业质量大幅度提升

4.系统软件协同联动、数据互通，真正做到智能运维、实时反馈，让生产运营管理水平进一步提升

5.相对于传统物流超市具有更高的柔性，新车型并入等前提变化导致的方案调整都可以通过动态库存布置、智能系统负载均衡来轻松应对，节省了大量的重复规划工作

从验收数据来看，该项目为佛山物流部优化缩减备货和补货人员20%以上；减少7台牵引车设备，缩减原超市管理区域面积20%以上；项目固定资产回收周期小于3年；超市区域出库准确率提升至100%，供产线零件及时率100%，上线后产线实现生产0停台。

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。

END

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