宁波杭州湾吉利汽车部件有限公司(以下简称:极氪工厂)是浙江吉利控股集团旗下的全资子公司,占地面积1946亩,于2018年11月开工建设,2021年8月完成建设,厂房建筑面积37万平方米,规划产能30万台套/年,包含冲压、焊装、涂装、总装、小涂装车间并同时匹配动力能源系统等。生产高端纯电动智能网联汽车极氪001。工厂部署MES、LES、信息化系统、AGV配送、柔性化装备,同时充分采用数字化技术,是集团第一个5G智慧车间,并大范围的应用大数据,人工智能,云计算技术,打造人机一体化智能系统标杆车间。该项目的实施标志着吉利汽车开启“科技吉利4.0”时代。
1.完成高柔性化精益生产模式的焊装车间建设,焊接自动化率达到100%,同时有用同时拥有全球领先的SPR、FDS、激光焊等轻量化车身制造工艺,柔性机器人及带视觉引导的自动化涂胶系统来进行生产。并广泛应用于数据,人工智能,云计算技术等。以上建设内容共计总投资16378.92万元,其中设备投入14319.72万元,信息化投入2059.2万元。
2.购入并搭建使用生产执行系统(MES)、物流执行系统(LES)、供应商关系管理系统(SRM)、辅料采购系统(云采+)、质量网系统(QNS)、工厂数据分析平台(MT)、ANDON系统、设备管理系统(EAM)、能源管理系统(EMS)、企业数据总线(ESB)。规范打通工厂各模块连接,为万物互联奠定基础,在预测维护、大数据分析等领域全面完成覆盖应。
3.生产工艺应用计算机仿真技术、虚拟调试及制造等技术搭建数字化工厂,实现对产线布局、工艺流程、制作的完整过程及生产物流的仿真,优化生产的全部过程。采用计算机建模、虚拟现实(VR)、数据采集等技术,搭建设备监控和管理系统。
4.产业、供应链协同化制造、采用大中台、小前台的架构方式。实现物流作业过程端到端的全程管理,全方面提升物流供应链的协作水平,以提升供应配送效率、降低物流总体成本为目标。
在硬件方面,虽然工厂和传统汽车一样分为冲压、焊装、涂装、总装四大工艺,但是生产线的布局和工艺方案完全不一样,生产线的布局充分考虑到产品的平台和模块化以及未来产品的导入;总装以1为单元的定制化方式能生产上千万种不同的车型配置,以实现用户的定制化需求;冲压和焊装按照自动化、无人化工厂方向进行规划和建设。
在软件方面,主要运用数字化技术打造数字化双胞胎工厂,通过“一个大脑(TEAMCENTER数据平台)+三套班子(PLM(全生命周期管理软件),MES(制造执行系统)和TIA(全集成自动化))”将整套物理生产线复制到数据平台,在实际投产前,就可以实现在虚拟环境中对自动化流水线的优化、仿真和测试;在实际生产中,更能将数据来进行实时监控,遇到任何品质问题、效率问题都可以及时有效地进行自我纠错,完成生产线流程的优化,同时零部件供应商数据更可适时整合其中,完成研发-供应-生产-纠错-改进的完美循环,并达到柔性生产目标。
在客户高端定制方面,制作的完整过程的所有物料、设备等制造资源通过物联网上线,所有业务数据上云。顾客不但可以在线上进行高端定制,还能够在线上看到制造的全部过程。收到订单后,生产也是通过虚拟制造实现最佳排产,通过智能运行进行制造,整个工厂是一个数字化的透明、敏捷、智能工厂。
吉利汽车经过在汽车行业23年的不懈努力,通过经验的积累、技术的沉淀以及国内、国际经济加快速度进行发展的推动,在汽车制造自动化、精益化、信息化和产品的精致化上都达到了比较先进的水平。随着产业的持续不断的发展,外围和客户对产品的关注,也暴露了产线上系统间存在信息孤岛现象、相互连通不足、信息透明化不足等问题。而且,传统的制造周期和线体特性也不足以满足当前市场对产品的定制化、多元化需求。
基于以上背景,极氪工厂信息化平台整体技术方案参考国家工业网络站点平台标准四层构架,并独立安全管理、测试管理子模块构成,具备工业网络技术中台的全部能力和特征。平台可采用多云部署,实现了边缘层到应用层安全的、端到端的相互连通,为各领域提供丰富的平台应用服务及协同能力,形成了赋能产业的工业互联网智慧生态。实施“未来工厂”,除了有效解决吉利自身存在的以上问题外,还可起到应用示范作用,带动整个产业链的发展。
美国特斯拉汽车公司提出了垂直供应链系统,通过对电动车底层技术的创新,使得汽车软硬件解耦,有望通过对零部件的直接采购从而打破传统汽车制造一级供应商的垄断局面,使得整车制造供应链扁平化。日本丰田汽车公司构建了精益化生产方式和精益化供应链体系,使供应链企业之间深入合作、优势互补,互为战略联盟。德国奥迪汽车公司基于物联网技术提出了智能工厂架构,实现了人-机-物的协同。德国宝马汽车公司提出智能工厂精益生产计划,意在打造一个灵活生产、适于中小批量定制化产品的柔性工厂。
从全球人机一体化智能系统关键技术对汽车行业的影响来看,人机一体化智能系统的水平仍是企业保持竞争力的关键。国内自主品牌在逐渐占据一定市场占有率的同时,迫切地需要通过降造链、产业链成本来提升竞争力。当下,5G技术、大数据以及人工智能加快速度进行发展,给各行各业都带来了新的机遇,如何以网络技术为基础,通过自动化、数字化、智能化的有效结合,逐步实现汽车产业人机一体化智能系统的发展与应用,是其他自主品牌汽车及中小企业发展路上必然要经历的困难阶段,这时,就需要作为自主品牌汽车行业的龙头领军人物吉利汽车,在发展自身人机一体化智能系统技术的同时,梳理出一系列标准及体系,用来指导整个产业链的发展。
通过实施未来工厂项目建设,打造一个高柔性、智能、敏捷、透明、清洁、宁静、环保、精益的智能制造标杆工厂。项目实施后胜场效率提高23.5%,能源利用率提高15.4%,经营成本下降25%,产品研制周期缩短31%,产品不良率降低30%,相关指标均按照计划达成;交付情况按照既定目标满足交付研发、销售等内部客户,达成数字工厂、智能化工厂、未来工厂的规划目标,为自主高端电动车的生产制造提供了有力的保障;全面投产后预计可实现年出售的收益超百亿元。同时,项目建成后预计新增劳动定员2748人,有效带动当地劳动就业及零部件配套企业未来的发展,推动产业体系优化升级。促进产教融合实践型技术人才教育培训。同时该项目作为高校、科研单位和企业对接的平台。
作为宁波唯一的纯电动汽车制造基地,对于宁波市纯电动汽车制造业起到“补链”作用。发挥行业有突出贡献的公司作用,带动上下游产业高质量发展。通过未来工厂项目的创新实施,支持以有突出贡献的公司为核心的供应链协同,企业间效率提升20%。数字化制造资源库、供应链平台、驾驶舱技术等除了供内部使用,还可通过咨询、培训等手段公开给合作供应商及其他主机厂,提高了外部企业在智能制造方面的技术能力,推动了行业的整体进步。提升了国家整体的制造水平。