摘要：智能工厂作为企业信息化发展的较高阶段和标志，已成为汽车企业的追求目标。本文详细分析了汽车企业智能工厂的建设。
关键词：汽车企业；智能工厂；建设
随着科技的不断创新，汽车企业智能工厂的建设远景、建设理念也在逐渐变革更新，以适应时代发展的要求，提高其生产效益，以满足人们的需求。另外，信息系统已成为企业日常生产及其管理工作中不可或缺的重要保障，而智能工厂建设也是企业实现规模化和现代化发展的必经之路。
一、智能工厂简介
智能工厂建设是一项系统工程，从空间维度看，包括生产、工艺、设备、质量、仓储、物流、自动化、信息化等技术与系统；从时间期维度看，包括产品研发、生产制造、供应链等维度。智能工厂建设旨在使企业的生产系统、信息系统、自动化系统和业务管理系统成为一个协同工作的整体，提升企业生产管控的整体绩效。智能工厂以现代工业技术为基础，以数据链为推动，具有自动化、数字化、可视化、模型化和集成化等五大特点，具备预测能力、感知能力、协同能力、优化能力等四大能力。
二、汽车企业智能工厂建设模型要素
在建设智能工厂时，要基于企业的信息框架，构建智能工厂模型。在模型设计中，应结合以下模型要素来进行分析。①预测能力要素。利用智能软件、传感器等技术手段，提高工厂设备的智能化程度，以此来满足建设模型预测生产的要求。②洞察能力要素。通过对企业信息数据的技术优化，提升数据信息的意义与关联性，提高数据获取的效率，进而有更大的空间去对数据信息进行分析。③协同能力要素。利用智能技术手段的优势，将系统与流程协同，提升系统响应速度，实现企业各层级间、各层次间的全面协同。④分析优化能力要素。通过对工厂目前模式及工艺控制手段的优化，使智能工厂的分析手段多样化，进而提升工厂的优化能力，借助协同优势，实现全局优化。
三、汽车企业智能工厂建设目标
在建设汽车企业智能工厂时，要结合行业现阶段的发展实际情况，总结行业经验成果，利用当前管理和技术上的创新发展，明确智能工厂建设的整体目标。具体内容包括：①要让企业的供应链变得更为灵活敏捷，信息集成化水平更高，提高业务运营的安全可靠性与协同性，提升企业综合竞争力，实现企业效益提升。②要能通过智能工厂的技术优势实现企业在产能、用能方面的整体优化，实现企业生产力提升的同时满足绿色环保、节能减排的任务要求。③优化企业自身的各项资源配置，包括人力资源、资产管理、技术资源等，提升企业管理的综合效率与效益。④要通过智能工厂的建设提升企业的经营分析能力，提升企业对经营全局全过程的控制能力及响应能力。⑤提升企业的学习创新能力，提升企业员工的综合素质。
四、汽车企业智能工厂建设需求与挑战
目前，我国汽车制造业开始与国际接轨，技术革新加快，生产效率不断提升，保持着持续发展的良好势头。当前，全球汽车行业正处于数字化革命的前沿，为缩短与国外汽车业之间的差距，提高自身综合竞争能力，我国汽车企业开展先进制造技术与信息技术的融合应用，如一汽大众、上汽大众、长安汽车等主机厂的生产线柔性化和自动化水平与国际汽车产业第一阵营水平相当，且已开展CAD/CAPP/CAE/CAM/PDM计算机辅助系统、企业资源计划系统ERP、分销系统DMS、客户关系管理系统CRM、制造执行系统MES、供应商关系管理系统SCM等信息系统的部分应用。但在如何进一步推进制造技术与信息技术的深化融合，实现汽车研发设计、生产制造、采购物流、销售服务等全生命周期业务环节的协同化、智能化等方面，我国汽车企业还面临着诸多挑战。
1、底层装备的感知互联。随着工业机器人、自动涂装系统、装配流水线、焊装缓存区WBS、涂装缓存PBS等自动化底层装备系统在我国汽车主机企业逐步普及，我国大多数汽车制造企业已配备覆盖生产加工、质量检测、物料传输、物料抓取、包装、存储等类型的自动化底层装备。支持这些分散底层装备的网络化，实现底层多类型智能装备的智能感知，以及与上层管控系统间的互联互通，是汽车企业打造智能工厂必须解决的难题之一。一方面，需要支持上层管控系统按生产需求，集中柔性调度控制底层装备，实现底层装备的快速准确配合；另一方面也需要实时采集、监控底层装备现场执行过程信息，以便于对现场实时执行情况的柔性化调度。
2、执行过程的透明化。汽车企业涉及的研发设计、采购、生产、销售、服务等业务环节的执行过程透明化，是各业务综合管控的基础，也是企业实时情况的直观展现，体现了一个企业的管理水平。智能工厂建设必须打通汽车企业生产运营方面的信息通道，通过对设备状态、生产完工、工艺执行参数、设备故障、车间能耗、在制品状态、质量检测等执行过程信息的实时采集和反馈，采用图表、二维图形及三维模拟等形式直观地进行执行过程的透明化展示，支持一线工人、业务管理人员、企业决策层、供应商、客户等多角色人员按权限、按需求及时了解订单执行过程情况，
3、多业务之间的协同。随着消费个性化趋势的不断增强，越来越多的消费者希望获得与众不同的产品和体验，大众化定制成为未来汽车业的新趋势，已有汽车企业开始尝试C2B定制化模式，即由用户驱动企业生产。未来的定制化生产模式下，客户对订单周期、生产成本、服务质量都有极高的要求，汽车企业将针对客户需求进行设计、物料配套、生产加工组织，能否实现研发设计、供应链管理、生产制造及销售服务等多业务之间的协同，是汽车企业智能化工厂建设面临的一大挑战。
4、多元数据的开发利用。在汽车大数据产业时代，数据驱动的智能制造体系将覆盖汽车生产制造全领域，厂商将从集中式生产转变为分散式生产，从只有产品转变为“产品+数据”，从生产驱动价值转变为数据驱动价值，产业结构发生重大转移。汽车企业智能工厂建设需采用多种软硬件，以实现市场数据、生产数据、工艺数据、物流数据、资料数据、设备运行数据、销售数据、售后服务等多元数据的采集，在支持多元数据互联互通的基础上，建立适用于各汽车企业的信息分析模型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如何对多元数据进行挖掘、分析和开发利用，并应用于汽乍企业可视化展示、生产过程预警、生产调度优化、产品设计改进、流程优化等多个环节，是汽车企业智能工厂建设面临的另一挑战。
五、汽车企业智能工厂建设主要内容
推进汽车制造过程与先进信息控制技术的深度融合，打造符合自身特点的智能工厂是我国汽车企业提高综合管理水平、增强综合竞争能力的重要途径。我国汽车企业智能工厂总体建设内容主要包括智能底层装备、智能感知建设、智能管控建设三方面。
1、智能底层装备方面。汽车生产要求高效率、高稳定性，与底层装备的智能化程度密切相关，因此实现底层装备的智能化是汽车企业建设智能工厂的基础。我国汽车企业需在优化工厂工艺布局的基础上，从智能仓储、智能物流、智能生产等方面入手，将互联网、物联网、智能工业机器人等先进技术应用于汽车生产现场，提高底层装备的智能化程度，提升汽车企业现场生产效率，重点突破装备间的互联互通，组建智能化柔性生产单元、生产线，提升现场底层的生产能力，以适应大规模定制带来的柔性化带来的生产需求。
2、智能感知建设方面。智能感知层主要通过工业总线、工业以太网等通信手段连接传感器、标签识别、无线终端等设施设备及数据采集与监视控制系统SCADA等工业控制系统，构建汽车生产现场底层的智能感知系统，是整个智能工厂的“神经系统”和“感知系统”，有着承上启下的作用。它向上需要实现执行过程中的设备状态信息、生产完工信息、工艺执行参数信息、设备故障信息、车间能耗信息、在制品状态信息、质最检测数据等多源异构信息的智能感知、实时采集和反馈，向下需要将上层管理系统（如制造执行系统MES、仓储管理系统WMS等）的指令传递至底层智能装备，通过PLC自动控制系统、DCS分布式控制系统等控制单元，完成对底层智能装备的柔性调度和远程控制。
3、智能管控建设方面。随着C2B被引入汽车领域，以用户驱动企业，带动营销、研发、供应链和制造等整个体系流程的全部贯通变得尤为重要。智能管控层主要通过支持上层管理系统间的集成运行，来实现汽车企业内部管控业务的协同。该层以企业资源计划系统ERP、智能制造执行系统MES为核心，通过开发相应的信息系统集成接口支持与产品生命周期管理系统PLM、客户关系管理系统CRM、供应商关系管理系统SRM、仓储管理系统WMS的集成与数据共享，打破企业内部各管理信息系统间的信息壁垒，实现汽车研发设计、采购供应、生产计划、制造执行、物流跟踪、
品质监控、销售服务等环节的综合集成运行；同时通过与智能感知系统的集成与互联，打通企业管理信息系统与智能车间现场的信息通道，实现企业管理层与生产现场层的上通下达；建设BI系统，通过采集、整合、分析、管理各个业务系统数据，对企业信息资产进行探索、展示与挖掘，实现对分散在企业内部系统中数据的全面开发利用，为企业开展操作层、战术层和战略层的决策提供数据支撑。
六、提升信息化管理水平
1、完善基础设施建设。通过网络系统提升、工厂无线网络覆盖、云计算平台、视频平台、通信系统提升等基础设施建设，能很好满足和支撑企业在数据采集、视频监控、无线巡检、生产调度、应急指挥、业务应用、移动办公等未来应用的需要。采用云计算和虚拟化技术建立数据中心，实现网络、服务器、存储和信息安全设施整合和资源共享，提高资源利用率，降低总体投资，实现绿色数据中心。
2、生产管控全面精细，生产信息更加共享。通过MES系统应用提升和生产运营集中集成建设，使生产管控更全面和精细，生产信息更集成共享，并实现生产操控层面的优化控制和工艺技术的持续改进，实现智能计量。
3、三维数字工厂。建立三维数字化共享平台，通过接口读取三维模型、2D
图纸、文档、点云图文件，实时数据库、MES系统、专业监测系统的生产运行数据及与GIS系统无缝集成，利用平台内置的数据处理工具、模型处理工具生成三维数字化模型，外部系统通过平台接口引擎调取服务。三维数字总厂的技术架构分为：数据源层、数字化平台核心层、应用层。
4、物资仓库实现智能化管理。通过物资智能仓库管理系统的专业化建设，采用物联网、移动应用等技术，支撑物资入库、出库、盘点等过程的精细化、精准化和规范化管理，实现物资库存管理的智能化。
5、工程项目管理信息系统。针对企业工程建设项目特点，结合工程建设领域的最佳实践，建立业务覆盖全面的工程项目全生命周期管理信息系统，提高工程业务办理效率及审批流程控制效率，提升工程项目的管理水平，为提升企业工程建设能力提供支撑。
6、快速感知综合信息，方便领导协同决策。通过生产运营集中集成、各专业化单项系统建设和深化应用等，各级领导能及时快速地获取各自需要的综合性信息，并通过分析优化和预测预警，有效支持领导层的协同决策。
七、结语
近年来，我国汽车制造业得到了长足发展，但随着汽车市场开放性和竞争性越来越强、原材料价格和人工成本的持续上涨，以及日趋多元化的市场需求，使传统汽车企业面临前所未有的冲击和挑战。推进汽车制造技术与新一代信息技术的深化融合，建设软硬件一体的智能化工厂，是我国汽车企业提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量、快速响应市场需求、突破竞争重围的有效途径。
参考文献：
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[3]孙冠男.智能制造在汽车工业中的应用[J].汽车工程师，2017（08）.
论文作者:胡利年
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2018/12/17
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