導(dǎo)讀：
智能制造是制造強國建設(shè)的主攻方向，其發(fā)展程度直接關(guān)乎我國制造業(yè)質(zhì)量水平。推進智能制造，要立足制造本質(zhì)，緊扣智能特征，以工藝、裝備為核心，以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，依托制造單元、車間、工廠、供應(yīng)鏈等載體，構(gòu)建虛實融合、知識驅(qū)動、動態(tài)優(yōu)化、安全高效、綠色低碳的智能制造系統(tǒng)，推動制造業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、智能化變革。
近十年來，通過產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新、行業(yè)企業(yè)示范應(yīng)用、央地聯(lián)合統(tǒng)籌推進，我國智能制造發(fā)展取得長足進步，規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)部分已建立智能制造示范工廠。
01
企業(yè)簡介
上海汽車集團股份有限公司乘用車分公司（簡稱：上汽乘用車）成立于2007年，是上海汽車集團股份有限公司依法注冊并擁有營業(yè)執(zhí)照的分支機構(gòu)，是集團公司自主品牌戰(zhàn)略實施的主體，也是集團公司核心競爭力和國際經(jīng)營能力提升的載體。
上汽乘用車公司主要承擔(dān)集團公司自主品牌乘用車的研發(fā)、制造和銷售。公司總部位于上海市嘉定區(qū)，擁有榮威、MG兩大品牌，五個制造基地分別為：上海臨港、南京浦口、泰國羅勇、河南鄭州和福建寧德，年生產(chǎn)能力超過百萬輛，年營業(yè)收入達到上萬億元，2019年全年汽車銷量達69萬輛，在自主品牌中排名第5。
02
智能工廠建設(shè)背景
上汽乘用車寧德智能工廠是上汽乘用車公司五大生產(chǎn)基地之一，項目位于福建省寧德市三嶼新區(qū)。緊鄰沈海高速，工廠周邊8公里范圍內(nèi)有4個高速互通口，12公里范圍內(nèi)有上汽專用滾裝碼頭，鐵路支線規(guī)劃建設(shè)直達工廠，總用地面積約6800畝，其中主機廠用地約2019畝，物流用地約690畝，配套零部件園區(qū)面積約1462畝，總投資約200億元，具備整車生產(chǎn)的沖壓、焊接、涂裝、總裝等完整的四大工藝，主要生產(chǎn)榮威、名爵等品牌的新能源和傳統(tǒng)能源汽車共計5個平臺14款車型，一期年產(chǎn)能24萬輛，二期預(yù)留同等規(guī)模產(chǎn)能，將打造千億產(chǎn)業(yè)集群。
上汽乘用車寧德智能工廠建設(shè)旨在通過自動化工藝裝備與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)的深度融合，構(gòu)建“智能裝備”、“智慧供應(yīng)鏈”、“大數(shù)據(jù)智腦”三位一體的汽車智能制造體系，在OTD交付、質(zhì)量管控和降低運營成本等方面實現(xiàn)全方位飛躍，同時以12項硬核科技全面提升智能制造水平、實時在線與數(shù)據(jù)協(xié)同的“智慧供應(yīng)鏈”、大數(shù)據(jù)與AI協(xié)同的“工業(yè)智腦”全力賦能工廠智慧運營，無論是從自動化水平、智能化程度，還是生產(chǎn)管理系統(tǒng)的先進性和完善性方面，均將在汽車廠商中處于領(lǐng)先地位，為上汽乘用車乃至福建省的高端制造、智能制造踏上一個新臺階。
03
智能工廠建設(shè)總體情況
上汽乘用車寧德智能工廠建設(shè)，通過自動化工藝裝備與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)的深度融合，在智能排程、智能供應(yīng)鏈、智能生產(chǎn)、智能運輸、智能倉儲、智能運維等方面進行創(chuàng)新。項目對汽車制造大規(guī)模數(shù)據(jù)進行采集、分析和處理。借助面向機車制造的模式識別技術(shù)、大數(shù)據(jù)智能、大規(guī)模群體協(xié)作智能、基于虛擬場景的人機交互等人工智能技術(shù)，實現(xiàn)在生產(chǎn)制造、廠內(nèi)配送、車輛調(diào)度、排程調(diào)度、車輛配載、倉儲管理、供應(yīng)商協(xié)同、運營管理等應(yīng)用，開拓汽車制造與數(shù)字化、智能化技術(shù)深度融合應(yīng)用的全新場景，并進行推廣示范應(yīng)用。
智能工廠”建設(shè)項目由三大板塊十余套專業(yè)系統(tǒng)平臺組成：
1．高度自動化與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的“智能工廠”?
?智慧生產(chǎn)執(zhí)行平臺：iMES系統(tǒng)是生產(chǎn)制造的核心系統(tǒng)以整車生產(chǎn)制造為功能主線，支持包括生產(chǎn)計劃、內(nèi)物流和現(xiàn)場質(zhì)量等多個部門的業(yè)務(wù)流程，圍繞訂單計劃、生產(chǎn)執(zhí)行、在線質(zhì)量、物料拉動、人員效率、監(jiān)控預(yù)警六大核心模塊，滿足高可用（99.98%可用率），高性能（7*24小時 70JPH），多工廠(國內(nèi)4大生產(chǎn)基地+泰國基地)業(yè)務(wù)的制造執(zhí)行系統(tǒng)，實現(xiàn)物料拉動更精確、設(shè)備運行更高效、故障響應(yīng)更敏捷和車型切換更柔性的智慧生產(chǎn)模式。
?設(shè)備管理系統(tǒng)：包含設(shè)備資產(chǎn)管理、預(yù)防性維護、設(shè)備維修、備品備件、設(shè)備檢測和智能數(shù)據(jù)分析六大模塊，設(shè)備聯(lián)網(wǎng)率達93%，通過PLC-PMC-PMS三層實現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)，實時采集下位設(shè)備運行狀態(tài)和運行參數(shù)，同時將設(shè)備資產(chǎn)和維護、巡檢記錄傳輸給上游ERP系統(tǒng)和數(shù)據(jù)平臺，為數(shù)據(jù)平臺提供實時的設(shè)備運行數(shù)據(jù)，打通上下游系統(tǒng)，提高設(shè)備產(chǎn)能、降低維護成本，實現(xiàn)資產(chǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)化，建立設(shè)備資產(chǎn)全生命周期管理。
?質(zhì)量在線管控平臺(QMS) ：質(zhì)量系統(tǒng)建設(shè)由質(zhì)量管理平臺與分析預(yù)警平臺組成，質(zhì)量管理平臺承載基礎(chǔ)質(zhì)量業(yè)務(wù)，旨在提升質(zhì)量管理效率，將缺陷信息與車輛檢測信息綁定，行車“一車一單”信息；分析預(yù)警平臺應(yīng)用傳統(tǒng)分析算法與創(chuàng)新AI智能算法，提升質(zhì)量分析預(yù)測能力。通過PMP問題管理流程實現(xiàn)全面閉環(huán)管理質(zhì)量問題，持續(xù)改善質(zhì)量；建立車輛全生命周期質(zhì)量數(shù)字檔案，提供多維度質(zhì)量追溯，精確定位質(zhì)量問題。
2.實時在線與數(shù)據(jù)協(xié)同的“智慧供應(yīng)鏈”
?平準(zhǔn)化智能排程(ALPS)系統(tǒng)：以零件平準(zhǔn)供應(yīng)為前提，建立四級計劃模型：包括能力計劃、主計劃、順序計劃、投入計劃，實現(xiàn)整車計劃和零部件供應(yīng)的總體均衡。從而實現(xiàn)減少零件需求波動，滿足多品種、小批量的柔性生產(chǎn)模式，支持個性化選裝業(yè)務(wù)。
主要特點：1.通過變更幅管理，加強對銷售計劃調(diào)整的支持，提高周訂單的滿足率；2.通過內(nèi)外物流的均衡安排，減少零件庫存、運輸成本、倉儲成本；3.通過靈活的排產(chǎn)規(guī)則，支持多車間混線排產(chǎn)，保障生產(chǎn)節(jié)拍及縮短制造周期。?
?數(shù)字供應(yīng)鏈協(xié)同平臺（iLink）系統(tǒng)：通過供應(yīng)鏈橫向端到端的整合，實現(xiàn)供應(yīng)鏈上下游信息透明可視和高效協(xié)同，降低整個供應(yīng)鏈的運營成本，打造實時在線和主動感知的智慧供應(yīng)鏈生態(tài)圈。目前已實現(xiàn)物流和售后PUS單發(fā)布與跟蹤預(yù)警、海外KD業(yè)務(wù)協(xié)同、財務(wù)票據(jù)協(xié)同、供應(yīng)商協(xié)同、電子簽收、電子結(jié)算、售后訂單在線的功能落地。
?智能庫存管理（WMS）系統(tǒng)：通過供應(yīng)鏈上下游系統(tǒng)的協(xié)同，構(gòu)建智能化多維度分析應(yīng)用，透明化物流管理關(guān)鍵KPI指標(biāo)，達到物流管理的標(biāo)準(zhǔn)化，精準(zhǔn)化，精細化，最終實現(xiàn)倉儲運作自動化，降低庫存面積，降低物流成本的目標(biāo)。
主要特點：1.打通廠內(nèi)/外物流數(shù)據(jù)鏈，為精準(zhǔn)物流拉動，供應(yīng)商排產(chǎn)計劃提供支撐。2.配送節(jié)拍化：考量配送窗口時間，零件類型，配送模式等多因子，有節(jié)拍的配送。3. 提高效率：含靜、動態(tài)庫位及路線規(guī)劃;4. 提高庫存準(zhǔn)確率：通過系統(tǒng)防錯，過程進度可視，減少管理風(fēng)險;5.廣泛應(yīng)用立體倉儲和配送機器人，實現(xiàn)貨找人，目前投入立體庫4座，物料配送機器人68臺。
?運輸管理(TMS)系統(tǒng)：通過對運輸計劃、運輸執(zhí)行、運輸跟蹤、質(zhì)量成本統(tǒng)計等方面強化管理，達到提升運輸質(zhì)量、降低運輸成本、過程實時可控的目的。
主要特點：1. 優(yōu)化運輸排程：實現(xiàn)零件訂單與運輸計劃高度聯(lián)動,到貨及時率≥95%，節(jié)約12%內(nèi)物流面積,MR裝載率≥65%，節(jié)約18%運輸成本；2.集配中心管理：入廠調(diào)度,空箱管理，整合運輸系統(tǒng)，提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互效率,實現(xiàn)無紙化的電子簽收；3.運輸跟蹤：基于地理圍欄與GPS的運輸跟蹤，節(jié)約50%人員成本。
3．大數(shù)據(jù)與AI協(xié)同的“工業(yè)智腦”?
?工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺-數(shù)字運營：以大數(shù)據(jù)/AI為技術(shù)手段，以互聯(lián)互通為基礎(chǔ)，依托數(shù)據(jù)平臺，構(gòu)建“數(shù)據(jù)-信息-價值”的數(shù)據(jù)賦能與增值，將生產(chǎn)運營指標(biāo)和風(fēng)險的總體態(tài)勢進行展現(xiàn)，實現(xiàn)動態(tài)感知、輔助決策和智能預(yù)警。其主要可分為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同、主動式AI風(fēng)險預(yù)警、生產(chǎn)制造過程移動端/車間端/產(chǎn)線端/工位端的多觸點可視化、生產(chǎn)/運營的多維度決策分析。?
?工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：寧德智能工廠數(shù)字化建設(shè)，采用了大量的智能終端，相比傳統(tǒng)制造工廠新增了大量的網(wǎng)絡(luò)接入需求。為滿足智能制造的需求，采用先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)平臺打通設(shè)備，將設(shè)備端和應(yīng)用系統(tǒng)解耦，支撐大數(shù)據(jù)技術(shù)與自動化設(shè)備的深度融合，保障生產(chǎn)的高效可靠運行。
?掌上供應(yīng)鏈APP：自主研發(fā)工業(yè)APP集成發(fā)布平臺，統(tǒng)一智能制造APP開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和移動入口，提供更好的數(shù)據(jù)可視化，實時數(shù)據(jù)分享，供應(yīng)商上下游的聯(lián)動的數(shù)據(jù)服務(wù)。實現(xiàn)線上線下人機協(xié)作、廠內(nèi)廠外供需透明、預(yù)測預(yù)警唾手可得，武裝生產(chǎn)一線，賦能合作伙伴，打造掌上供應(yīng)鏈。
04
智能工廠建設(shè)特色與亮點
1．高度自動化與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的 “智能工廠”，12項硬核科技全面提升智能制造水平。?
?車身車間：運用大數(shù)據(jù)技術(shù)+回歸算法對1000+設(shè)備進行主動式預(yù)警，降低非計劃停機時間20%。
?油漆車間：連接5000+傳感器對設(shè)備工藝參數(shù)實時監(jiān)測和動態(tài)調(diào)整，降低能耗。
?總裝車間：挖掘億級QCOS數(shù)據(jù)中的4%異常信息，質(zhì)量提升到98%，比肩一線豪華品牌質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。
2．實時在線與數(shù)據(jù)協(xié)同的“智慧供應(yīng)鏈”， B2B產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全方位連接供需生態(tài)圈。在線連接700+零部件供應(yīng)商，園區(qū)供應(yīng)商入廠64車次/小時，每天供貨量23600立方米。
?ALPS平準(zhǔn)化智能排產(chǎn)，通過制定智能排產(chǎn)規(guī)則，實現(xiàn)整車計劃和零部件供應(yīng)平準(zhǔn)均衡，降低倉儲成本，提高訂單的滿足率。
?TMS智能規(guī)劃，精打細算。通過路徑優(yōu)化、圖像識別等智能算法，提高MR裝載率65%，節(jié)約運輸成本18%。
?iLink深度協(xié)同，合縱連橫。開創(chuàng)基于API技術(shù)的同期化生產(chǎn)模式，降低現(xiàn)場物流面積12%，實現(xiàn)95%的到貨及時率。
3．大數(shù)據(jù)與AI協(xié)同的“工業(yè)智腦”，工業(yè)大數(shù)據(jù)中臺全力賦能工廠智慧運營。
?自主研發(fā)的工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，連接500+工廠在制車輛，2000+智能終端設(shè)備，10000+傳感器，深度集成SAP、ALPS、MES、WMS、PMS、EPM等21套信息化系統(tǒng)，實現(xiàn)億級數(shù)據(jù)實時采集、秒級分析反饋。
?首創(chuàng)全局可視化系統(tǒng)，做到整車制造階段的“一車一單”，實現(xiàn)整車每一個制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量分析和追溯。
?掌上智造APP，唾手可得。實現(xiàn)線上線下，人機協(xié)作；廠內(nèi)廠外，供需透明；預(yù)測預(yù)警，精準(zhǔn)速達。
?運營AI助手，足智多謀。集成圖論聚類、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等11套AI算法，提供多場景主動式風(fēng)險預(yù)警及優(yōu)化建議服務(wù)，使運營管理輕松決策。
05
智能工廠成效分析
2019年8月，寧德智能工廠正式投產(chǎn)，相較于傳統(tǒng)工廠，寧德智能工廠建設(shè)成效顯著，實現(xiàn)單車人力成本降低14%，交付周期縮短10%、生產(chǎn)效率提高48%、產(chǎn)品產(chǎn)量提高50%、質(zhì)量缺陷降低36%、單車成本降低22%等。以上核心指標(biāo)的達成主要得益于寧德智能工廠在車間生產(chǎn)效率提升、工廠運營智能化和社會責(zé)任擔(dān)當(dāng)三個方面建設(shè)取得的成果。
1．車間生產(chǎn)效率提升
?沖壓車間：SPM可達75，配合高速單臂線體，創(chuàng)造整線ASPM≥20，達到國際領(lǐng)先水平。
?車身車間：生產(chǎn)線自動化率提升至99%，可同時生產(chǎn)四種平臺12種車型，可根據(jù)訂單情況快速切換不同的生產(chǎn)車型。
?油漆車間：VOC排放效果提高約30%，并節(jié)省設(shè)備投資約600萬，單車成本節(jié)約3.9元/臺躋身業(yè)內(nèi)領(lǐng)先地位。
?總裝車間：自動化設(shè)備應(yīng)用比例遠高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，達到國際領(lǐng)先水平。
2. 工廠運營智能化
?智能排程：通過以零件平準(zhǔn)供應(yīng)為前提的全新整車排產(chǎn)及高級排程（ALPS）智能系統(tǒng)、高級排程（ALPS）智能系統(tǒng)、多車型混線的智能排程、訂單智能預(yù)測與優(yōu)化等技術(shù)化手段，并借助靈活的排產(chǎn)規(guī)則，支持多車間混線排產(chǎn)，保障生產(chǎn)節(jié)拍及縮短制造周期。以天為單位的計劃順序遵守率達到60%，2小時內(nèi)的計劃順序遵守率達到100%。通過變更幅管理，加強對銷售計劃調(diào)整的支持，提高周訂單的滿足率15%以上。?
?智能供應(yīng)：提高客戶訂單的接收效率15%以上，實現(xiàn)訂單接受、發(fā)布、校驗、到貨、包裝、發(fā)運、到倉全生命周期管理，提高客戶滿意度15%以上。通過基于人工智能的零部件需求預(yù)測、基于人工智能的零部件供應(yīng)能力預(yù)測、智能采購預(yù)測、供應(yīng)鏈產(chǎn)品質(zhì)量智能追溯、智能補貨、供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)群體智能感知、供應(yīng)并行組織和協(xié)同優(yōu)化、供應(yīng)商行為挖掘、供應(yīng)鏈物流優(yōu)化等技術(shù)化手段，實現(xiàn)交付周期縮短10%、人力成本降低14%等。
?車輛智能配送：提升運輸路徑系統(tǒng)效率，通過人工智能調(diào)度模型的設(shè)計與優(yōu)化，大幅度取代路線人工調(diào)整，將路線人工調(diào)整率從現(xiàn)在的40%降至15%以下，實現(xiàn)運輸路徑系統(tǒng)整體效率的大幅度提升。
降低運輸成本：通過系統(tǒng)地設(shè)計運輸中的各種約束條件及裝車規(guī)則的設(shè)定，通過人工智能地模型與算法，自動化地選擇承運商、線路、車型，實現(xiàn)運輸距離優(yōu)化，車輛裝載率提高，從而實現(xiàn)成本降低，預(yù)計成本降低約為10%左右。
提高運輸全程透明度：通過承運商GPS位置對接和司機手機app位置采集，接入上汽TMS在途跟蹤系統(tǒng)，通過調(diào)用高德API接口實現(xiàn)在途監(jiān)控：距離計算、圍欄觸碰、軌跡回放、路線偏移、超速怠速預(yù)警，實現(xiàn)運輸全程透明可視。
運輸跟蹤：基于地理圍欄與GPS的運輸跟蹤，節(jié)約50%人員成本。優(yōu)化運輸排程：實現(xiàn)零件訂單與運輸計劃高度聯(lián)動,到貨及時率≥95%，節(jié)約12%內(nèi)物流面積,MR裝載率≥65%，節(jié)約18%運輸成本。
?智能倉儲：提高盤點效率：通過智能盤點系統(tǒng)的建設(shè)，按現(xiàn)場操作職能分發(fā)盤點任務(wù)，進行系統(tǒng)盤點，提升盤點質(zhì)量，提高盤點效率。具體地，項目目標(biāo)從原本人工盤點80個零件/天提升至300-500個零件/天，提升盤點效率至原本的約400%。
降低倉儲物流操作人員：基于智能補巡視無人化、智能路徑優(yōu)化、智能機器人送貨等技術(shù)，將配料區(qū)上線由系統(tǒng)觸發(fā)代替人工巡線，收貨從單箱掃描優(yōu)化成整托掃描。通過人工智能技術(shù)在物流和倉儲中的應(yīng)用，支持整個汽車制造供應(yīng)鏈物流效能的全面提升。通過項目建設(shè)，保證供應(yīng)鏈的效能提升，從而提高供需滿足率，縮短整車制造周期，提升上汽品牌個性化定制能力，進而加強上汽作為汽車制造企業(yè)的交付能力。
3．社會責(zé)任擔(dān)當(dāng)
上汽寧德智能工廠項目建設(shè)，涉及用戶30多萬人、提供智能網(wǎng)聯(lián)汽車7款、相關(guān)智能裝備硬件供應(yīng)商62家、軟件服務(wù)商軟件供應(yīng)商46家、在線連接700+零部件供應(yīng)商。無論是從自動化水平、智能化程度，還是生產(chǎn)管理系統(tǒng)的先進性和完善性方面，均在國內(nèi)汽車廠商中處于領(lǐng)先地位，樹立企業(yè)在國內(nèi)汽車制造業(yè)中的標(biāo)桿形象。
通過項目的實施，不僅對上汽完成柔性化制造、精益化制造和智能化起到重要作用，同時對于其他行業(yè)的生產(chǎn)制造革新有著借鑒和指導(dǎo)意義為其他企業(yè)探索智能制造和多方協(xié)同提供參考。上汽作為國內(nèi)最大的汽車企業(yè)，通過將制造過程與先進技術(shù)融合的探索，為中國進一步推進智能制造在汽車行業(yè)的落地、提升中國汽車工業(yè)的整體實力，起到示范帶頭作用。
