一、企業(yè)簡介

鄭州宇通客車股份有限公司（簡稱“宇通客車”）是一家集客車產(chǎn)品研發(fā)、制造與銷售為一體的大型現(xiàn)代化制造企業(yè)，目前公司日投產(chǎn)量最高達430臺, 年生產(chǎn)能力達70000臺以上。主廠區(qū)位于河南省鄭州市宇通工業(yè)園，占地面積1700畝，2012年新建成投產(chǎn)的新能源廠區(qū)占地2000余畝，建筑面積達60萬平方米,擁有底盤車架電泳、車身電泳、機器人噴涂等國際先進的客車電泳涂裝生產(chǎn)線。

宇通客車于1997年在上海證券交易所上市（證券代碼600066），是國內(nèi)客車行業(yè)第一家上市公司。公司主要經(jīng)濟指標連續(xù)十余年快速增長，并連續(xù)十余年獲得中國工商銀行AAA級信用等級。2018年, 客車產(chǎn)品實現(xiàn)銷售60,868輛，其中銷售新能源客車24,748輛，實現(xiàn)營收317.46億元，銷售業(yè)績在行業(yè)繼續(xù)位列第一，公司人數(shù)超過2萬人。

公司已形成了5米至25米，覆蓋公路客運、旅游、公交、團體、校車、專用客車等各個細分市場，包括普檔、中檔、高檔等各個檔次，國內(nèi)75個產(chǎn)品系列，海外69個產(chǎn)品系列的完整產(chǎn)品鏈。

  

圖1 宇通新能源廠區(qū)俯瞰全景

二、企業(yè)在智能制造方面的現(xiàn)狀

作為我國客車行業(yè)的領頭羊，宇通客車對工業(yè)化、信息化有清晰的前瞻性認識，高度重視先進技術的應用，同時根據(jù)國家政策及企業(yè)發(fā)展，將智能制造納入公司戰(zhàn)略，積極探索企業(yè)智能制造在企業(yè)的應用，支撐企業(yè)的業(yè)務目標達成。近幾年宇通平均每年投入上億元支持信息化建設和生產(chǎn)裝備改造升級。截止目前宇通在工業(yè)化和信息化等方面建設情況如下：

在工業(yè)化建設方面：宇通擁有國內(nèi)領先的橋殼焊縫機器人自動焊接線，其領先的半軸套管摩擦焊接工藝實現(xiàn)行業(yè)領先，擁有關鍵零部件的激光切割、機器人自動化組焊工藝，實現(xiàn)了大總成（如側圍骨架）模塊化設計、柔性工裝+自動化焊接，實現(xiàn)了適合客車的獨創(chuàng)的蒙皮復合沖壓、輥壓工藝，這些工作有效保證焊縫的高質量，提升了產(chǎn)品質量和生產(chǎn)效率。截止目前宇通累計已投入機器人超過350臺，形成了智能弧焊機器人設備、集成除塵降噪設備、重型焊接變位機設備、數(shù)控合裝胎設備、先進的電泳線、涂裝機器人噴涂系統(tǒng)、板材激光下料系統(tǒng)、板材高精度折彎系統(tǒng)、型材激光及鋸切下料設備等先進的智能化裝備和加工系統(tǒng)；

在信息化建設方面：從1994年開始，宇通先后實施建成以宇通先后實施建立CAD、ERP、PDM、EIP、CRM、BI、CAPP、LES、MES、HR、售后服務網(wǎng)、供應商門戶、海外業(yè)務管理、質量信息管理、銷售配置器、一卡通等系統(tǒng)，全面集成了公司技術、生產(chǎn)、供應、銷售、售后、財務、質檢、倉儲、辦公、人事、后勤等業(yè)務，對公司的業(yè)務管理的科學化、規(guī)范化提升起到了很好的促進作用，持續(xù)推動公司各項業(yè)務的改進和提升。。

數(shù)據(jù)驅動業(yè)務改進創(chuàng)新方面：公司通過企業(yè)數(shù)據(jù)治理，搭建企業(yè)數(shù)據(jù)標準和架構，使數(shù)據(jù)成為企業(yè)核心資產(chǎn)，基于BI平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的深度開發(fā)利用，支撐公司高效運營。

信息技術引領模式創(chuàng)新方面：公司當前正同步進行云平臺的建設，目前已完成Iass、Pass兩個層級平臺搭建并已完全成熟應用；大數(shù)據(jù)平臺按照內(nèi)部運營、產(chǎn)品兩條線試點應用；車聯(lián)網(wǎng)技術已深度融入產(chǎn)品，支撐車輛的遠程運維和維護保養(yǎng)等。公司積極跟蹤先進的信息技術和工業(yè)技術，通過持續(xù)的對標學習和創(chuàng)新實踐，推動公司兩化深度融合。

鑒于宇通客車在工業(yè)化、信息化方面不斷創(chuàng)新實踐和取得的成績，2012年宇通客車被河南省科技廳認定為“數(shù)字化企業(yè)試點單位”，同年被工業(yè)和信息化部認定為“國家級信息化和工業(yè)化深度融合示范企業(yè)”。2016年宇通客車獲得國家“客車智能制造試點示范”。

三、參評智能制造項目詳細情況介紹

1. 項目背景介紹

在客車領域，隨著國內(nèi)客車行業(yè)的發(fā)展，我國已經(jīng)成為世界最大的客車生產(chǎn)國。與國際領先企業(yè)相比中國客車企業(yè)在產(chǎn)品多樣性、適應性及人工成本方面具備一定優(yōu)勢，但在產(chǎn)品品質、生產(chǎn)效率方面仍存在一定差距。究其原因，國外客車企業(yè)（比如德國奔馳）只生產(chǎn)少數(shù)幾種車型和配置，裝備自動化、智能化程度比較高。而中國客車主要是定制生產(chǎn)模式，車型種類及配置要求多，同時生產(chǎn)過程采用大量的人工和簡單設備加工。隨著人工成本的不斷增加，市場對質量要求的不斷提高，原有競爭優(yōu)勢不再明顯，競爭壓力不斷增大，國內(nèi)客車行業(yè)由勞動密集型向自動化、智能化制造的轉型迫在眉睫。

宇通客車在探索智能化工廠建設方面，始終走在行業(yè)的前列。在軟件體系建設方面，早在2002年宇通就率先搭建了ERP系統(tǒng)，構建了包括客戶關系管理系統(tǒng)CRM、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、物流執(zhí)行系統(tǒng)LES、供應商門戶SRM、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)PDM等系統(tǒng)，形成支持從客戶需求到產(chǎn)品交付全生命周期的IT系統(tǒng)架構。通過銷售配置器，實現(xiàn)與客戶間深度交互選型，ERP系統(tǒng)自動生成物料采購計劃、物流計劃、生產(chǎn)計劃、質量監(jiān)控技術。PLM方面進行CAX的擴展應用，完善3D工具和應用模板，完善PDM系統(tǒng)，升級工藝管理系統(tǒng)，形成適合客車的新的CAPP系統(tǒng)并與PDM進行集成。ERP將計劃傳遞給MES系統(tǒng)，CAPP將工藝流程、參數(shù)等信息傳遞給MES，MES按各計劃實現(xiàn)物流控制與管理、生產(chǎn)成本控制與管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和生產(chǎn)調度及質量控制。

在硬件體系建設方面，宇通已逐步建立企業(yè)級光纖環(huán)網(wǎng)、車間級通訊網(wǎng)絡，實現(xiàn)全面信息互聯(lián)。同時通過新的關鍵技術裝備開發(fā)應用以及部分離散設備的智能化升級，并建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集平臺，將設備硬件與信息系統(tǒng)連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。

宇通客車將通過智能工廠建設，提升智能化生產(chǎn)水平，帶動公司信息化轉型發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展，從而實現(xiàn)制造成本的降低和資源利用率的提升，支撐企業(yè)實現(xiàn)工業(yè)化轉型。

2. 項目實施與應用情況詳細介紹

宇通智能化工廠建設主要包含：建立工業(yè)網(wǎng)絡基礎以及網(wǎng)絡安全管控體系，實現(xiàn)設備的聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)采集，同時提高制造裝備的智能化水平，重點對較薄弱環(huán)節(jié)的設備、物流體系進行智能化建設和升級，并在生產(chǎn)管理層搭建MES系統(tǒng)，實現(xiàn)整體生產(chǎn)過程的透明化管控。

具體實施任務如下：

（1）建設工業(yè)網(wǎng)絡和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，為智能工廠建設提供網(wǎng)絡基礎，并實現(xiàn)設備的互聯(lián)互通，采集設備數(shù)據(jù)信息，支撐生產(chǎn)管控，同時建立系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全管控方案，為整體運行提供安全保障；

（2）智能生產(chǎn)系統(tǒng)建設：通過集中建設和升級一批智能化生產(chǎn)裝備群，包含：白車身分總成智能加工裝備群建設；白車身總成智能制造體系建設；客車涂裝智能化柔性制造體系建設；客車總裝數(shù)字化加工裝備建設。

（3） MES系統(tǒng)建設：建立車間級MES系統(tǒng)，與上述智能化設備群集成，構建具備生產(chǎn)組織、質量監(jiān)控、設備監(jiān)控、物料調度等功能的生產(chǎn)執(zhí)行控制系統(tǒng)，并實現(xiàn)與ERP、PLM等現(xiàn)有系統(tǒng)無縫數(shù)據(jù)交換。

2.1 工業(yè)網(wǎng)絡建設及設備的聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)采集

1）工業(yè)網(wǎng)絡建設

①網(wǎng)絡架構設計

采用核心層、匯聚層、接入層三層以太網(wǎng)構架方式。匯聚層作為網(wǎng)絡路由和交換的分界層，匯聚層與核心層進行Layer3連接，與接入層進行Layer2連接。

核心網(wǎng)絡設備采用兩臺同規(guī)格的設備進行部署，兩臺設備實現(xiàn)冗余互備，單臺設備故障不影響整體核心設備運行。隨業(yè)務或用戶的不斷增加，核心及骨干設備的交換能力和容量可以進行線性增長，實現(xiàn)靈活的擴展。

核心層網(wǎng)絡設備與匯聚層設備設計為萬兆（10G）帶寬；匯聚層設備與接入層以及接入層與終端設備設計為千兆帶寬。

網(wǎng)絡核心交換機支持未來異地數(shù)據(jù)中心在應用服務層面的快速切換，單個數(shù)據(jù)中心應用故障時，用戶可以不間斷對系統(tǒng)進行訪問。

②布線設計

核心至匯聚層網(wǎng)絡設備之間部署雙鏈路光纖連接，實現(xiàn)負載均衡及單挑鏈路失效時的自動快速切換，保證整個核心網(wǎng)絡的高可靠性。

園區(qū)內(nèi)部的管網(wǎng)，設計為在各個建筑可達，滿足后續(xù)業(yè)務擴展時網(wǎng)絡可以快速部署。

在辦公區(qū)域內(nèi)，對所有房間隔段均部署信息點，在房間功能發(fā)生變化時網(wǎng)絡可以快速聯(lián)通。

園區(qū)內(nèi)骨干網(wǎng)（核心至匯聚層）管網(wǎng)采用雙鏈路冗余設計，兩條鏈路走不同路徑，線纜采用十二芯光纜布線；匯聚至接入層采用八芯光纜布線；接入層至桌面終端采用六類雙絞線布線，接入層至生產(chǎn)車間現(xiàn)場采用六類屏蔽雙絞線布線設計。

對布線系統(tǒng)的線纜，及線纜經(jīng)過的各種配線架、面板等進行標簽標記，可以快速的識別線纜的走向和功能，方便進行后續(xù)的維護。

③信息集成情況

隨著宇通信息化建設的日漸深入，各應用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換越來越復雜，數(shù)據(jù)傳遞的有效性和可靠性問題成為迫切需要解決的問題。在此背景下，宇通按照SOA理念搭建企業(yè)服務總線，并用企業(yè)服務總線方法支持宇通各信息系統(tǒng)的系統(tǒng)整合工作。

通過企業(yè)服務總線項目的實施，宇通搭建了完善的企業(yè)級的企業(yè)服務總線系統(tǒng)，以支撐宇通未來所有應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。該系統(tǒng)的建設思路為將傳統(tǒng)的點對點連接，更換為松耦合的總線結構，將業(yè)務邏輯和應用邏輯、數(shù)據(jù)邏輯等分離開，提供一個滿足企業(yè)的應用集成和信息調解需求的解決方案。

借助企業(yè)服務總線的集成能力，梳理出來宇通客車的系統(tǒng)集成規(guī)范，對系統(tǒng)集成的技術方案、工作流程、工作模板都形成了標準，為后續(xù)的系統(tǒng)集成工作提供了指導性意見。

企業(yè)服務總線項目建設中涉及的的集成工作，所有系統(tǒng)接口納入企業(yè)服務總線進行分類，達到了接口可視化、規(guī)范管理，為后期的接口重用奠定了良好的基礎。

2）工業(yè)設備聯(lián)網(wǎng)及數(shù)據(jù)采集

宇通客車通過建設工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺（架構圖如下），實現(xiàn)了工業(yè)設備的聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控以及分析等功能，截止目前宇通生產(chǎn)現(xiàn)場已實現(xiàn)核心設備的聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)采集，包含焊接機器人、激光切割機、加注類設備、扭力扳手等設備，基于設備實施信息的采集，對關鍵加工質量、設備利用率、能耗、設備加工工藝參數(shù)控制等進行綜合管控。具體宇通工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺主要分為如下幾個層面：

  

圖2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺架構

連接層：連接層主要負責將數(shù)據(jù)采集到平臺層，根據(jù)現(xiàn)場情況，連接層主要由3種底層采集方法，第一種是針對標準PLC利用組態(tài)軟件直連采集底層PLC控制器的寄存器數(shù)據(jù)并轉發(fā)到云平臺，部分設備需要進行網(wǎng)口改造，以方便組態(tài)軟件采集；第二種是針對工控軟件開發(fā)數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)文件采集驅動實現(xiàn)采集，并將結果轉發(fā)到平臺層；第三種則是非標準部分（如自由協(xié)議），這種需要通過自定義編寫通信協(xié)議的方式對設備進行通信；三種方式最終通過MQTT服務將數(shù)據(jù)轉發(fā)至平臺層。

平臺層：數(shù)據(jù)通過MQTT服務轉到平臺后，云平臺根據(jù)數(shù)據(jù)類型進行分別處理。數(shù)據(jù)主要包含三種。第一種是設備狀態(tài)信息，設備狀態(tài)信息主要包括設備的通信狀態(tài)和運行狀態(tài)，通信狀態(tài)可以檢測設備是否在線，運行狀態(tài)可以檢測設備的運行，停止，報警情況；工藝過程數(shù)據(jù)主要包括工藝在進行的過程中產(chǎn)生的實時變化數(shù)據(jù)，如溫度，壓力，轉速等；工藝結果數(shù)據(jù)則是設備在進行某一工序后得到的結果，通過一個工序后只有若干條結果。各類數(shù)據(jù)通過規(guī)則服務來判斷是否觸發(fā)某些自定義規(guī)則來進行實時預警或后續(xù)處理。所有采集數(shù)據(jù)保存到分布式數(shù)據(jù)庫。

應用層：應用層主要包含看板系統(tǒng)和數(shù)據(jù)服務兩部分�？窗逑到y(tǒng)主要包括設備看板和生產(chǎn)過程追溯，設備看板主要針對設備的運行狀態(tài)的實時監(jiān)控和統(tǒng)計，生產(chǎn)過程追溯，即可通過內(nèi)部車輛生產(chǎn)編碼追溯其在各設備的生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)服務主要是為其他應用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持，包括實時設備、工藝數(shù)據(jù)及分析型數(shù)據(jù)，比如說MES,ERP等系統(tǒng)。

3）信息安全保障情況

宇通信息安全體系構建以信息安全技術為支撐、信息安全管理為抓手的體系架構，核心理念是對信息資產(chǎn)的保護。

宇通信息安全組織分為管理層和執(zhí)行層兩個層面，其中管理層由公司信息安全管理委員會、信息安全管理小組、體系信息安全專員和部門信息安全管理員構成，負責公司信息安全的各項工作。

宇通已制定信息安全管理程序，涵蓋資產(chǎn)、人員、終端、系統(tǒng)、審計五大領域。

宇通信息安全技術體系已實施部署安全工具涵蓋終端、網(wǎng)絡、系統(tǒng)三個層面。安全工具包括：

終端安全工具：防病毒、文檔加密、數(shù)據(jù)防泄漏、外設管控、數(shù)據(jù)備份、補丁管理、域管理；

網(wǎng)絡安全工具：防火墻、入侵防御、VPN、網(wǎng)絡準入、上網(wǎng)行為、網(wǎng)站防火墻；

系統(tǒng)安全工具：堡壘機、漏洞掃描。

2.2 智能生產(chǎn)系統(tǒng)建設

在關鍵智能裝備應用方面，宇通智能工廠項目圍繞白車身分總成、白車身總成、涂裝、總裝制造體系建設等主線進行開展，通過聯(lián)合開發(fā)或自開發(fā)，取得了全自動數(shù)控型材直切鋸系統(tǒng)、型材三維激光切割系統(tǒng)、平板數(shù)控激光切割機自動上下料系統(tǒng)、涂裝柔性化物流系統(tǒng)、機器人集群管理系統(tǒng)、數(shù)控合裝胎管理系統(tǒng)等多項核心技術裝備突破。詳細建設情況如下:

1）白車身分總成數(shù)字化加工裝備群建設

在白車身分總成數(shù)字化加工裝備群建設方面，項目重點圍繞鈑金加工裝備群建設、型材加工裝備群建設以及機器人自動化焊接群建設內(nèi)容開展，有效支撐了材料利用率、單車工時指標的達成，并有效保證了產(chǎn)品精細度及產(chǎn)品一致性，從而提升了產(chǎn)品下線一次交接通過率。

①鈑金加工裝備群建設：為提升鈑金加工的效率和質量，項目開發(fā)和推廣了包括平面激光切割自動上下料系統(tǒng)、沖剪復合機柔性加工生產(chǎn)線、三維激光切割系統(tǒng)、沖床自動上下料系統(tǒng)、折彎機器人系統(tǒng)、檢修口自動加工生產(chǎn)線、直角剪下料自動分選系統(tǒng)等，通過以上工藝的開發(fā)和推廣，實現(xiàn)了設備集中智能排版、數(shù)據(jù)的遠程投放、程序的自動執(zhí)行、報表的自動生成，在客車鈑金加工方面實現(xiàn)重要突破，部分技術已達到國內(nèi)、行業(yè)先進水平，應用效果如下：

a)平面激光切割機及自動上下料系統(tǒng)：平面激光切割自動上下料系統(tǒng)開發(fā)的智能料庫和自動上下料輸送系統(tǒng)實現(xiàn)了“一拖二”、“一拖三”的模式，實現(xiàn)了不同規(guī)格原材料的快速切換，解決了鈑金行業(yè)多品種、小批量加工過程中原材料切換效率低的問題，目前該設備運行穩(wěn)定、可靠，技術成熟度高。與國外同類設備相比，采購成本大幅降低，具有重要示范作用，可在鈑金行業(yè)快速推廣；

b)沖剪復合機柔性加工生產(chǎn)線：該生產(chǎn)線實現(xiàn)了轉塔沖床與直角剪設備相結合，柔性化程度高。對于孔類加工使用模具沖裁，外形切割使用兩個互成90°的剪刀裁切，剪切間隙根據(jù)材料厚度自動智能調節(jié)，可實現(xiàn)半剪和全剪功能，比數(shù)控沖床以沖代剪的方式效率大幅提高，并解決了沖切過程產(chǎn)生的接刀痕問題，加工能力達到國內(nèi)先進水平。

c)三維激光切割系統(tǒng)：該系統(tǒng)開創(chuàng)了模具沖壓與激光切邊工藝相結合的生產(chǎn)新模式，通過快速切換程序和夾具，即可滿足不同產(chǎn)品。高度的柔性化，解決了客車行業(yè)中多品種、小批量定制化生產(chǎn)投入全序沖壓模具成本高的問題。

  

圖3 三維激光切割機

②型材加工裝備群建設

項目開發(fā)和引進了包括型材三維激光切割機、數(shù)控直切鋸床、型材彎弧成型設備、數(shù)控伺服雙頭鉆床、數(shù)控雙頭切剪復合機、型材精度檢測儀等多臺套設備，不僅提升了型材加工質量精度，還帶動了國產(chǎn)技術的創(chuàng)新和突破，降低了設備采購成本的同時實現(xiàn)了關鍵技術和設備的國產(chǎn)化，應用效果如下：

a)型材三維激光切管系統(tǒng)：型材三維激光切管系統(tǒng)是集激光切割、精密機械、數(shù)控技術等技術于一體的高柔性化加工裝備，該設備的加工質量、效率達到國內(nèi)領先水平。開發(fā)的電泳孔自動識別技術、參數(shù)化建模技術、智能排版套料切割技術、超長切口切割軌跡算法等都超過國外同類設備，解決了多項行業(yè)技術難題。設備采購成本遠低于進口設備，實現(xiàn)了國產(chǎn)全自動激光切管機的產(chǎn)業(yè)化。

b)全自動數(shù)控型材直切鋸系統(tǒng)：該系統(tǒng)開發(fā)的套料軟件和排版邏輯，可批量加工也可混合排產(chǎn)，實現(xiàn)柔性化加工；開發(fā)的動態(tài)進給鋸切模式和零料頭鋸切功能，降低了加工節(jié)拍、提高了材料利用率。實現(xiàn)了型材自動上料、自動鋸切、自動出料，生產(chǎn)過程無需人工干預，同時解決了進口設備不適合小批量、多批次加工的問題。

c)數(shù)控雙頭切剪復合系統(tǒng)：數(shù)控雙頭剪切復合系統(tǒng)具備鋸切、鉆孔復合加工能力，可根據(jù)工件長度和角度自動調整，通過參數(shù)化編程，適應不同長度、不同角度內(nèi)產(chǎn)品的加工，，兩個鋸切頭分別獨立控制，可實現(xiàn)不對稱工件鋸切、鉆孔一體化加工，技術水平國內(nèi)領先，客車行業(yè)首次突破。

③自動化焊接建設

通過工作站的自主集成和柔性化夾具的研發(fā)，焊縫一次合格率達到95%。在多品種、小批量產(chǎn)品柔性自動焊接加工模式上實現(xiàn)突破，應用效果如下：

a）后高地板機器人工作站：項目開發(fā)了雙機器人聯(lián)動控制、柔性伺服夾具系統(tǒng)，實現(xiàn)了客車行業(yè)多品種、小批量產(chǎn)品柔性自動焊接的突破；通過結構模塊化整合，將產(chǎn)品由136種整合成2種，依據(jù)整合后的產(chǎn)品，開發(fā)出柔性伺服夾具，實現(xiàn)無級切換，應用磁性定位塊實現(xiàn)定位、夾緊，可滿足上千種產(chǎn)品加工。通過離線仿真模擬分析計算，合理分配焊接區(qū)域，實現(xiàn)兩臺機器人聯(lián)動作業(yè)。

 

圖4 機器人工作站

b）空調固定件機器人工作站：該項目開發(fā)了免示教工藝和柔性伺服夾具，實現(xiàn)了多品種、小批量產(chǎn)品的柔性自動焊接，在客車分總成自動化焊接免示教技術上實現(xiàn)突破。開發(fā)的伺服夾具，可自動切換、自動復位、自動夾緊，可進行無級切換，滿足上千多種產(chǎn)品共夾具生產(chǎn)，解決夾具頻繁切換和轉運的問題。免示教工藝行業(yè)首創(chuàng)，人工使用條碼槍掃描加工任務單，夾具根據(jù)PLC信號自動調整，系統(tǒng)自動計算相對基準軌跡的偏移量，機器人根據(jù)偏移量生成新的運動軌跡，實現(xiàn)產(chǎn)品免示教工藝。無需人工針對每個物料進行編程、示教，實現(xiàn)了多品種、小批量產(chǎn)品的柔性自動焊接工藝免人工示教的突破。

2）白車身總成數(shù)字化制造體系建設

白車身總成數(shù)字化制造系統(tǒng)基于宇通分層分類焊裝自動化、智能化的實施策略，以側圍機器人焊接工作站、前后圍自動化焊接作業(yè)島、數(shù)控化合裝胎等三個代表項目分層開展。側圍機器人焊接工作站是針對大型總成自動化焊接的攻關項目，該項目的投入應用為探索大型總成智能化焊接鋪平技術道路。前后圍焊接作業(yè)島項目是針對前后圍總成和模塊化分段中型總成的雙機器人雙工位工作站試點，項目投入使用后收到較好經(jīng)濟效益和示范效果，現(xiàn)已推廣應用。數(shù)控化合裝胎項目是針對白車身總成精度提升和生產(chǎn)效率提升的裝備更新和改造項目，通過硬件改造提升了關鍵裝備定位精度，同時降低設備故障率，通過合裝胎綜合管理監(jiān)控系統(tǒng)試點應用，實現(xiàn)了合裝工藝數(shù)據(jù)的云管理。

①側圍機器人焊接工作站：側圍機器人焊接工作站集成了弧焊機器人集群系統(tǒng)、柔性工裝系統(tǒng)、移載變位機系統(tǒng)、工裝切換系統(tǒng)、工裝庫系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)等6大系統(tǒng)，實現(xiàn)了機器人集群同步焊接、激光視覺焊縫識別、焊接參數(shù)智能選擇、工裝自動切換、工裝庫自動存儲、重型移載變位機精確位控。通過多種掃描及尋位技術綜合運用，同時配合多焊種焊接參數(shù)專家?guī)欤�保證了焊接合格率目標達成。

②前后圍自動化焊接作業(yè)島：前后圍自動化焊接作業(yè)島項目按照低成本、通用化的規(guī)劃策略，工作站系統(tǒng)自主集成，先后自制4套中型焊接工裝，累計生產(chǎn)一千多臺套前后圍總成；實現(xiàn)了設備選型標準化、工裝接口通用化、機器人編程模塊化。

前后圍自動化焊接作業(yè)島采用雙機器人+雙翻轉變位機配置，結合通用化高精度夾具的應用，保證焊接總成尺寸精度；此作業(yè)島作為中型工作站的范本，在車身總成焊裝領域具有廣泛的應用前景。

③數(shù)控化合裝胎：通過數(shù)控化合裝胎軟硬件升級改造，試點應用了合裝胎綜合管理監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)6臺合裝胎設備聯(lián)網(wǎng)和后臺管理。數(shù)控化合裝胎通過大量的伺服驅動裝置實現(xiàn)定位機構參數(shù)化快速切換，有效支撐產(chǎn)能提升和多車型混線生產(chǎn)需求。搭建兩級合裝胎綜合管理監(jiān)控系統(tǒng)，在合裝胎工位設置設備級服務器機臺（II級）進行數(shù)據(jù)的收集、運算比對及交互；通過公司內(nèi)部網(wǎng)絡搭建管理監(jiān)控平臺（I級），實現(xiàn)合裝工藝參數(shù)數(shù)據(jù)的云管理。

3）涂裝智能化柔性制造體系建設

涂裝智能化柔性制造體系建設主要從生產(chǎn)管理系統(tǒng)、顏色快換等方面進行建設和優(yōu)化。經(jīng)過各分項目建設實施，提升了涂裝車間車輛的轉運效率、生產(chǎn)效率和信息化管理能力，實現(xiàn)降本增效的目的。

①客車涂裝生產(chǎn)管理系統(tǒng)：對不同單元的自動化設備與系統(tǒng)進行整合，互聯(lián)互通，結合客車生產(chǎn)管理的特點開發(fā)了適合客車涂裝生產(chǎn)管理的系統(tǒng)（B-PMS，Bus-Production Management System），系統(tǒng)構架包含：設備管理系統(tǒng)、質量管理系統(tǒng)、計劃管理系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)；

a）設備管理系統(tǒng)：設備管理系統(tǒng)突出對現(xiàn)場關鍵設備、重要設備目視化管理和預防性維護。通過目視化的人機界面，提升響應及時性，改善現(xiàn)場響應相對慢、設備問題點查找慢的問題；通過預防性維護系統(tǒng)的建立，解決預防性維護周期與實際設備運行周期脫節(jié)問題，從而提升設備利用率。

b）質量管理系統(tǒng)：質量管理系統(tǒng)突出對關鍵過程工藝參數(shù) (比如：溫濕度、烘烤參數(shù)等)的管理與監(jiān)控。通過對過程參數(shù)的統(tǒng)計，可根據(jù)車工號進行過程質量參數(shù)

c) 計劃管理系統(tǒng)：該系統(tǒng)以涂裝預排計劃為輸入，實時輸出預排計劃的實際執(zhí)行狀態(tài)，可對計劃異常進行提前預警提醒，提升現(xiàn)場生產(chǎn)調度效率。

d) 能源管理系統(tǒng)：本項目實現(xiàn)了對能源介質使用參數(shù)的采集以及關鍵高能耗設備狀態(tài)的實時監(jiān)控。通過信息化平臺關注能源使用趨勢，統(tǒng)計設備利用率，呈現(xiàn)能源使用情況。通過能耗狀態(tài)的透明化、信息化管理，達到節(jié)能降耗的目的。

②顏色快換系統(tǒng)的升級：重點解決了客車顏色定制化導致的油漆浪費問題。通過液位控制與pig（一種推動管道中油漆的珠子）連鎖功能的改良，控制pig的作用方式，當罐體油漆處于一定液位時，第二顆pig主動發(fā)射推動管道的油漆，減少管道油漆的填充量。此種方式一方面解決單臺訂單、少量訂單噴涂經(jīng)濟性的問題，同時可以實現(xiàn)按需調漆，每個面漆顏色每次的填充量節(jié)約3.5L以上。

4）總裝數(shù)字化加工裝備建設

在總裝數(shù)字化加工裝備建設方面，通過采用自動智能裝配設備和檢測設備提升產(chǎn)品質量。通過管路氣密性保壓檢測設備和車輪擰緊機等關鍵力矩在線檢測設備，實現(xiàn)在線檢測、診斷和預警，提升產(chǎn)品品質，并存儲到數(shù)據(jù)庫。通過物料的空中及地面自動化輸送，大件助力裝配，分裝自動流水線及智能數(shù)控加工中心作業(yè)，解決物流差、生產(chǎn)效率低、員工作業(yè)勞動強度大等問題，支撐高質量、高效率、低成本、快交付的目標達成。

①全自動尼龍管下料機：行業(yè)首創(chuàng)，通過程序控制實現(xiàn)一套設備滿足不同外徑、不同顏色、不同長度的尼龍管定長剪切下料作業(yè)，管路的測量、拉料、剪切、管路標記和管路分配均為自動化作業(yè)。通過激光打碼工藝，對尼龍管下料管路進行標記，取消管路粘貼標識工作，并有效解決低溫（冬季）時尼龍管材質變硬導致的剪切崩口問題。

②車輪總成動平衡自動檢測設備：制定不同輪輞共線生產(chǎn)方案，采用高精度工業(yè)用立式自動平衡機取代原有的臥式平衡機，自動平衡機和車輪分裝線自動連接，有效檢測車輪剩余不平衡量，保證平衡修正后車輪剩余不平衡量符合要求，有效防止因車輪動平衡不準導致的車輛發(fā)抖故障。車輪平衡檢測線采用自動上下料、自動檢測不平衡量取代人工推車輪及人工安裝夾具作業(yè)，大幅提升效率并降低了操作工的勞動強度。

  

圖5 輪胎動平衡檢測

③油液品集中供給自動輸送系統(tǒng)：車間外建設集中供液站包含補液系統(tǒng)、儲存灌、輸送系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、排污系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等，涉及總裝和底盤5個車間，柴油、防凍液、機油、齒輪油、制動液等11種油品，通過管道自動輸送至各使用車間線邊，線邊加注點配備64臺自動加注設備，采用物聯(lián)網(wǎng)信息化管理（自動補液、加注數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)管理、故障自動報警等），能實時監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)（油量統(tǒng)計查詢、故障報警點顯示等）。實現(xiàn)油液品輸送自動化，無需物流車輛進入車間，提升了車間內(nèi)物流通暢性和效率，解決了傳統(tǒng)液體加注工藝存在的人工搬運勞動強度大問題。使油液品無需線邊存儲，提高生產(chǎn)安全。

④玻璃自動涂膠機器人：玻璃自動涂膠機器人，包括機器人本體、玻璃夾具、搬運工裝等。人工將玻璃放到指定位置，機器人自動吸取玻璃定位、自動完成涂膠，提高了涂膠的一致性和工藝質量。設備柔性化設計，能滿足上百種玻璃的自動涂膠，玻璃涂膠實現(xiàn)自動化，同時替代人工作業(yè)降低勞動強度，員工基本不接觸化工膠體，減少化工危害。

2.3 MES系統(tǒng)搭建

宇通將MES系統(tǒng)定位于訂單計劃層和現(xiàn)場自動化系統(tǒng)之間的執(zhí)行層，主要負責車間生產(chǎn)管理和調度執(zhí)行。MES系統(tǒng)將集成計劃排產(chǎn)、生產(chǎn)追蹤、物料管理、質量控制等功能，同時為生產(chǎn)部門、質檢部門、工藝部門、物流部門等提供車間管理信息服務。宇通根據(jù)企業(yè)實際情況，整體規(guī)劃MES系統(tǒng)架構，計劃、質量、物流等功能模塊按照不同項目進行實施。通過MES與其它系統(tǒng)系統(tǒng)集成實現(xiàn)業(yè)務流程和數(shù)據(jù)打通。項目實施后，實現(xiàn)計劃和生產(chǎn)整體協(xié)同，有效支撐生產(chǎn)節(jié)拍降低和生產(chǎn)過程質量提升。

1）計劃排產(chǎn)管理

通過生產(chǎn)計劃能力提升項目實施，建立IPS(Intergrate Plan System)系統(tǒng)。使用價值流分析方法，完成半成品、焊裝、涂裝、車架焊接、底盤裝配、承裝、分裝、線下全工序作業(yè)計劃覆蓋、打通及編制，能夠有效指導一線員工生產(chǎn)。通過排產(chǎn)系統(tǒng)自主開發(fā)，實現(xiàn)以訂單中心合裝計劃為輸入的全工序作業(yè)計劃系統(tǒng)編排，支撐物流準時配送。計劃編排合理性、效率顯著提升；

從作業(yè)效率、生產(chǎn)模式、物流模式等方面入手，優(yōu)化排產(chǎn)邏輯，保證計劃執(zhí)行。通過計劃指導生產(chǎn)，生產(chǎn)觸發(fā)改善，改善修正參數(shù)，參數(shù)固化系統(tǒng)。

2）質量管理

通過QIS(Quality Information System) 項目實施，規(guī)范了各環(huán)節(jié)失效模式語言和檢驗標準，搭建了質量數(shù)據(jù)收集、分析和改進的平臺，實現(xiàn)質量管理業(yè)務IT化。通過平臺提高數(shù)據(jù)質量、優(yōu)化管理方式、提升質量管理能力，實現(xiàn)自主管理和閉環(huán)管理，支持公司質量管理業(yè)務指標的達成。在質量改進、外購件檢驗、報表分析方面應用效果如下：

在產(chǎn)品設計、生產(chǎn)及交付、市場等環(huán)節(jié)基于PDCA方式實現(xiàn)質量問題閉環(huán)管理，監(jiān)控質量改進過程和效果驗證。

實現(xiàn)質量數(shù)據(jù)的多維度綜合統(tǒng)計分析，分析結果準確性大幅提升，數(shù)據(jù)統(tǒng)計效率提升90%。通過報表監(jiān)控發(fā)現(xiàn)主要問題，基于問題形成改善專項，支撐產(chǎn)品下線一次交接通過率提升。

3）物流管理

按照物料PFEP（Plan For Every Part）規(guī)劃、物流布局規(guī)劃、新配送模式等思路實施LES(Logistics Execution System)項目，建立物流統(tǒng)一配送平臺，實現(xiàn)了零件按時、按經(jīng)濟批量配送至線邊，提升了物料配送及時率，降低了單車廠內(nèi)物流配送成本。

根據(jù)物料不同特性規(guī)劃出適用于宇通的JIT(Just In Time)、JIS(Just In Sequence)主要物流配送模式，已在承裝、底盤、焊裝車間完成推廣應用。

LES項目實施完成后，整體效果如下：

a）配送需求由手工整理變?yōu)橄到y(tǒng)自動計算，配送時間計算更為準確；簡化直送物料需求傳遞方式，方便供應商操作；

b）物流路徑單向循環(huán)規(guī)劃，減少車輛堵塞，提升投料效率；

c）拉動訂單中心將生產(chǎn)計劃從原來的鎖定T+1變?yōu)門+3，減少計劃變動引起的后端效率浪費；

d）焊裝、底盤、承裝車間引入乘用車物料配送模式，實現(xiàn)了物料準時配送，支撐生產(chǎn)效率提升。

4）過程監(jiān)控管理

生產(chǎn)異常信息快速錄入，異常閉環(huán)管理流程固化到系統(tǒng)中，按照異常類別和等級逐層升級處理，保證生產(chǎn)異常得到及時解決，提升生產(chǎn)過程順暢程度�，F(xiàn)場質量問題通過移動終端實現(xiàn)及時、便捷錄入，質量問題得以快速處理，支撐車輛下線一次交接通過率的提升。

①設備監(jiān)控管理

目前正在建立全廠統(tǒng)一的設備數(shù)據(jù)采集平臺，通過平臺實現(xiàn)關鍵生產(chǎn)設備、車輛進度的數(shù)據(jù)采集，并分析設備使用情況、運行狀態(tài)、工藝穩(wěn)定性，支撐了設備綜合利用率的提升。

②生產(chǎn)追蹤管理

通過UWB技術實現(xiàn)車輛生產(chǎn)進度的實時跟蹤，提高進度信息的準確性。根據(jù)車輛進度顯示當前工位所需要的工藝卡、圖紙、作業(yè)計劃、歷史質量問題等信息，規(guī)范員工現(xiàn)場操作，減少過程裝配異常，提升產(chǎn)品下線一次交接通過率。

2.4 智能工廠建設難點及建議

1）以“四化”為核心，逐步實現(xiàn)生產(chǎn)智能化

客車生產(chǎn)各環(huán)節(jié)自動化、智能化程度差距很大，且難易程度不一致。針對該問題，宇通以精益化、標準化、自動化、信息化“四化”為核心進行生產(chǎn)作業(yè)改善。通過對每一個工藝環(huán)節(jié)進行分析，逐點、線、面進行深入，然后逐步推進關鍵工序的自動化建設，總體圍繞先試點后推廣的原則，同時結合信息化的推廣應用，實現(xiàn)智能工廠建設的逐步推進。

2）快速建立智能裝備通訊協(xié)議、標準

通過宇通自身智能工廠的推進和過程對標調研發(fā)現(xiàn)，當前大多企業(yè)智能制造的推進是通過對現(xiàn)有工廠、生產(chǎn)線的改造開展實施的。在推進過程中一方面需要對當前的設備和系統(tǒng)進行聯(lián)網(wǎng)和集成，另一方面新增采購相應的智能裝備，企業(yè)對智能裝備需求越來越大，但當前面臨著設備與設備間的通訊協(xié)議缺失、通訊標準不統(tǒng)一等問題，造成智能制造推進難度加大。因此，企業(yè)應快速建立智能裝備的通訊協(xié)議及標準，從而為設備與設備之間、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)流動奠定基礎。

3. 效益分析

1）經(jīng)濟效益和業(yè)務支撐

隨著智能工廠的建設，將進一步發(fā)揮宇通客車的整體優(yōu)勢，優(yōu)化資源配置，提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)能和制造品質，為客車快速發(fā)展奠定基礎。

核心業(yè)務指標：宇通新能源工廠產(chǎn)線生產(chǎn)效率提升52%，資源利用率（能耗）降低36%，產(chǎn)品不良率下降41%，運營成本降低34%，產(chǎn)品研制周期縮短51%。

經(jīng)濟效益：2018年,客車產(chǎn)品實現(xiàn)銷售60,868輛，其中銷售新能源客車24,748輛；實現(xiàn)營收317.46億元，銷售業(yè)績在行業(yè)繼續(xù)位列第一。在客車行業(yè)整體銷量同比大幅下滑的背景下，宇通客車產(chǎn)銷量不僅優(yōu)于行業(yè)平均水平，而且在關鍵細分市場不降反升。

2）社會效益

隨著宇通智能工廠制造體系的建立，將加快企業(yè)技術成果轉化速度，全面提升企業(yè)競爭力，并通過資源共享、聯(lián)合開發(fā)及溝通交流，拉動相關裝備行業(yè)技術水平提升。舉例如下：

高端管材鋸切裝備：形成設備開發(fā)、制造能力，并在自動化、柔性和材料利用率方面超越進口裝備；

鈑金加工裝備：自動化成套技術方面，在目前的技術和市場幾乎為零的現(xiàn)狀上快速起步，逐步實現(xiàn)技術和國外同步，并形成一定規(guī)模；

機器人焊接系統(tǒng)：通過機器視覺(聯(lián)合開發(fā)機器人弧焊視覺系統(tǒng)，達到國際水平)、焊接工藝專家?guī)旌腿嵝詩A具系統(tǒng)的應用，促進機器人集成廠家在機器人高端應用領域的設計開發(fā)能力得到系統(tǒng)提升。

3）環(huán)境效益

一方面通過能源管理系統(tǒng)建設，實現(xiàn)了對能源介質使用參數(shù)的采集以及關鍵高能耗設備狀態(tài)的實時監(jiān)控，通過信息化平臺實現(xiàn)了能耗狀態(tài)的透明化、信息化管理，從而達到節(jié)能降耗的目的。

另一方面通過自動化、智能化設備的改造和新增投入，建立環(huán)境友好的智能化生產(chǎn)體系，從而減少噪音、粉塵、有害氣體排放等污染，實現(xiàn)環(huán)境優(yōu)化改善的目標。

 

 

來源：巨靈鳥 歡迎分享本文