中國工業報記者 余娜
不到3個月生產節拍從 15JPH 提高到 50JPH,一分鐘就有一臺全新整車下線,燃油車、電動車共線生產,支持客戶個性化定制,100%自動化生產,生產品質“零”缺陷,短流程“零”庫存,全過程低能耗、“零”排放……這不是未來的汽車工廠,而是現在已經正式投產的奇瑞智能網聯超級工廠的寫照。
在這個工廠中,大規模定制成為現實,全流程數字化已經落地,制造智能化和管理透明化不斷創造更多效益。而在打造這個超級工廠過程中,羅克韋爾自動化的數字化創新解決方案 FactoryTalk InnovationSuite 起到了中心樞紐作用,讓工業互聯網真正賦能汽車行業走深向實。
打造超級工廠工業物聯網平臺
伴隨新一輪科技革命和消費升級的到來,汽車行業面臨顛覆性變革。不少車企新車型投放速度越來越快,上市周期越來越短,對制造成本的控制也更為嚴格,對消費者個性化定制等需求的響應更加迅速。生產制造技術成為車企核心競爭力之一。
作為國產車企的標桿企業,奇瑞汽車近年來積極踐行“數字奇瑞”核心戰略,并在安徽蕪湖和青島兩個基地打造智能網聯“超級工廠”,對現有生產規模、制造技術、管理工藝等全面升級,加速從“傳統汽車”向“智能汽車”的轉型,從而提高自己的核心競爭力。
中國工業報記者獲悉,智能和網聯是奇瑞超級工廠的兩大特征。具體來看,超級工廠實現了生產智慧化、品控智能化、管理數字化和運營透明化,不僅具有高智能、高品質、高效率等特點,還引入了工業互聯網平臺,建立了大規模個性化定制的新型生產方式。
據了解,智能和網聯的實現,關鍵在于打通運營技術(OT)側底層設備、控制及監控層和信息技術(IT)側制造執行系統(MES)、企業資源規劃(ERP)層之間的數據,將工廠的資產萬物聯網,實現工廠的可視化、透明化和高效協同。而能夠承擔這一任務的,非工業物聯網平臺莫屬。奇瑞汽車在進行充分的市場調研后,最終選擇了羅克韋爾自動化的數字化創新解決方案 FactoryTalk InnovationSuite 平臺技術來打造超級工廠的工業物聯網平臺。
資料顯示,FactoryTalk InnovationSuite 是業內領先的綜合性數字化轉型軟件套件之一,提供了廣泛融合的工業物聯網(IIoT)、邊緣到云端分析、MES和增強現實(AR)能力。在奇瑞智能網聯超級工廠中,作為 FactoryTalk InnovationSuite 的一部分,ThingWorx 工業物聯網平臺連接了工廠中不同的設備、應用程序和數據源,從而提供了單一來源以收集、匯總和安全訪問工廠現場設備和產線的運營數據,并采用直觀的用戶界面設計,連接、管理、監測并控制各類不同的自動化設備和軟件應用程序。
ThingWorx 系統作為超級工廠“工業互聯網”項目的核心組成部分,通過打造統一系統架構、統一IoT數據格式的數據中臺,提供給企業更有效的數據和深度的信息,賦能工廠各個部門,打通各個生產運營環節,將設備運檢可視化、生產監控可視化、生產流程可視化和HSE可視化,讓運營和系統狀態一目了然,從而實現業務數據化驅動,創新應用快速落地,助力企業優化工業運營并提升生產效率。
不僅如此,ThingWorx 作為貫穿底層設備和上層管理系統的工業物聯網平臺,通過流動的數據為工廠各個業務系統提供了支持和功能擴展。例如,通過底層設備數據、工藝數據、生產數據的控制和監控,ThingWorx 打造了一個精益制造執行中的核心工具Andon(安燈)系統,所有工廠車間生產過程的管理做到了目視化,信息傳遞做到快捷化,工序過程透明化,而且生產工藝的改變和迭代,該安燈系統可以通過ThingWorx來快速變更。同時,ThingWorx還集成了工廠的能源管理系統,不僅實現各個生產設備的能耗監控,而且還通過大數據分析實現能源管理的優化。
此外,羅克韋爾自動化在提供FactoryTalk InnovationSuite 的同時,還利用 FactoryTalk ProductionCentre 進一步擴展了工廠原有的 MES 系統,通過連接各種工業設備生產數據以及各業務系統,將企業的人員、設備、物料和能源等資源進行統一協調管理,成為覆蓋整個工廠的MOM(制造運營管理)系統。FactoryTalk InnovationSuite 和FactoryTalk ProductionCentre 雙平臺架構及原廠交付實施工程團隊,極大提升了超級工廠生產效率,縮短了量產時間,在不到3個月的時間里將生產節拍從 15JPH 順利爬產到 50JPH。
以EPC角色賦能“智能造車”
當前,新車上市周期越來越短、車型高速迭代、個性化需求越來越強,倒逼汽車生產由“制造”走向“智造”,新產線不僅要能快速上線,還要支持柔性制造、敏捷制造和智能化制造。
在奇瑞智能網聯超級工廠中,羅克韋爾自動化以工業物聯網項目總包商(EPC)的角色,為奇瑞提供了從咨詢、項目調研,到系統藍圖設計、目標系統的功能設計,以及項目實施、系統開發、上線調試驗收等全生命周期服務。通過工業物聯網項目的實施,不僅實現整廠的生產無紙化、透明化,人力成本減少了30% 以上,產能提升 10% 以上,而且整個項目的實施時間減少了30%以上。
在項目開始之前,奇瑞汽車的各個生產基地及各工藝存在多套工廠側的IoT平臺,但是這些平臺架構不統一,技術架構和功能架構存在差異,穩定性無法保證,亟需在后續新工廠IoT平臺建設中統一平臺架構,并逐步向老工廠進行推廣。而羅克韋爾自動化 FactoryTalk InnovationSuite 中的 ThingWorx 憑借其超強的連接性和穩定性成為了奇瑞的首選。
由于汽車制造涉及上萬種零部件,裝配和生產工藝非常復雜,需要有大量的機器人、數控機床以及定制的各類專用設備來完成自動化生產,這些設備多不勝數的異構數據,數據時序也大不相同,而且還要將要工藝數據和生產數據都統一采集到單個數據源,連接起原本互相獨立的難度很大。ThingWorx 擁有超20年歷史的 Kepware 工業連接軟件,其內建超過200種驅動程序,不僅涵蓋所有國際大廠的PLC,不僅支持常見的 OPC UA、MQTT、REST、EFM、ODBC 或 SNMP 等通用協議,而且還支持 GE NIO、SuiteLink/FastDDE和Splunk等眾多專有協議,讓數據的采集、設備的互聯不再是難題。
靈活敏捷地開發也是 ThingWorx 為何在如此短時間內就能完成項目實施的重要原因。一方面得益于 ThingWorx 已經是經過很多成功案例驗證過的物聯網平臺,成熟度和穩定性非常高。另一方面,由于 ThingWorx 本身就帶有常用的軟件接口,可以通過拖拉拽無需代碼或者低代碼的方式就可以完成定制開發,因此本來需要幾個月才能完成的工作,ThingWorx 只需要一周不到的時間就可以完成快速驗證、快速部署。
從“制造”到“智造”,奇瑞汽車打造的智能網聯超級工廠為整個汽車行業樹立了一個“智造”標桿,而羅克韋爾自動化的 FactoryTalk InnovationSuite 數字化創新解決方案,也有望成為汽車產業走向“智造”之路的加速器。