导读：
INTRODUCTION
“懿德汇睿”公众号推出“灯塔工厂”系列文章分享，收录国内先进的灯塔工厂，分享智能制造的优秀实践和先进经验！本文中集华骏为例，探究其灯塔工厂如何实现汽车制造技术全面升级。
驻马店中集华骏车辆有限公司（以下简称中集华骏）位于河南省驻马店市，是中集集团的全资子公司，属中外合资企业。1997年10月经整体股份制改制成立有限责任公司——驻马店市华骏车辆有限公司，2004年4月加盟中国国际海运集装箱（集团）有限公司，是国内目前规模最大的专用汽车生产企业之一、是国家火炬计划重点高新技术企业、国家发改委和商务部认定的“全国整车出口基地企业”、“国家博士后科研工作站”、河南省“智能制造工厂”、工业和信息化部认定的国家级“绿色工厂”。
中集华骏占地80余万平方米，总资产16亿元，主要产品有半挂车、自卸车、厢式车、特种车、轿运车，年生产能力40000余台；员工2000余人，其中工程技术人员和具有中级以上职称的专业技术管理人员700余人，拥有各项国家专利技术300余项。产品畅销全国，并批量出口到美国、英国、巴西、俄罗斯、越南、蒙古、南美、苏丹等五十多个国家和地区，主导产品半挂车的产销量连续18年位居全国同行业之首、自卸车的产销量连续多年位居全国同行业前三甲。2018年，公司共完成各类车辆22802台，完成销售收入20.3亿元，利税合计2.05亿元。
2018年建设灯塔工厂，总投资10亿元，设计产能20000台。项目以“提升产品品质”和“提升制造效率”为目标导向，从模块化的工业设计、自动化的物联设备、数字化的生产管理等三个维度进行系统规划建设。预计项目每年可新增产值20亿元，新增利税2亿元。同时项目未来将继续深入推进信息化、数字化的应用，建设成国内乃至国际一流的专用车制造中心，实现产品设计和生产的模块化、自动化、数字化，最终实现车辆制造技术的持续升级和产业模式转型，达到工业制造4.0水准，为专用车行业和“中国制造2025”做出积极贡献。
01
智能工厂建设背景
中集华骏灯塔工厂项目是承接集团技术战略升级的重要项目，目的是半挂车制造技术将全面升级：
1、用汽车的生产工艺改造半挂车的制造技术
2、模块化、标准化设计实现客户点单和制造点单
3、PLM/MES实现设计与制造的信息化管理
灯塔工厂项目将助力中集华骏成为中集车辆集团新的经济增长点，稳固中集品牌领先地位，提高骨架车、栏板车、仓栏车、自卸半挂车等产品竞争力，扩大国内、外市场占有份额。
02
智能工厂建设总体情况
中集华骏半挂车灯塔智能工厂项目，以实现“设计模块化、生产节拍化、柔性生产管理”为目标的第三代半挂车制造技术，围绕智能设计、智能制造和智能管理三个核心，以产品全生命周期的相关数据为基础，应用网络数字技术，实现工厂控制系统内部数字化信息的有效传递，既链接了生产过程的各个环节，又与企业经营管理相互联系，进而把整个企业数字化的资金信息、物流信息、生产装置状态信息、生产效率信息、生产能力信息、市场信息、采购信息以及企业所必须的控制目标都实时、准确、全面、系统地提供给决策者和管理者，帮助企业决策者和管理者提高决策的实时性和准确性以及管理者的效率，从而实现管理和控制数字化、一体化的目标。
根据不断变化的市场信息，从企业全局和长远利益出发，通过决策模型，评价企业的生产和经营状况，预测企业的未来和现阶段的运行状况；能够覆盖整个企业从产品的市场需求、研发、设计、制造、销售、服务、维护等生命周期中信息的产品数据管理系统，从而实现以产品和供应链为核心的过程集成，以ERP为中心的MRP/PLM/MES等技术集成，完成业务前段、下游及经营决策各模块的智能化。
中集华骏智能工厂项目注重产品全生命周期的管理，产品订单的源头引进先进的CRM营销系统，以电子订单管理、合同管理为基础，实现集团订单业务与工厂的协同，并完成订单、售后等相关费用的结算，替代原有的传真、邮件等传统业务模式，真正实现无纸化、数字化，使客户资源得到最大化利用；电子订单及合同签订完毕后，转入公司内部订单系统—流转单系统，由销售部门根据客户需求配置订单并下发、审批，转入技术部门，进行规格配置、图纸设计，最终下发生产部门进行生产，流转环节涉及公司销售、技术、仓储、质检、生产等业务部门，实现了对产品订单各个流转环节的监控和记录。
以智能化设计为核心的中集华骏智能工厂项目，注重各种制造资源、工艺数据等离散化数学模型的建立，以交互式图形系统为手段，以工程分析计算为主题，进一步形成面向产品设计、制造、工艺、管理、成本核算等所有信息数字化。中集华骏智能工厂项目建设以模块化设计、结构化工艺、自动化生产、数字化工具和流程为主体，并通过精益思想贯穿始终，打造半挂车制造的数字化教导车间，建设专用车行业的数字化企业，以数字化制造及技术成果向生产力转化，倾力为客户打造品质卓越、快速交付的半挂车产品。
引进先进的Creo三维图形设计软件，配合CAD等辅助设计工具，实现参数化设计、直接建模和三维可视化技术，以及产品设计资源的数据共享；通过ANSYS有限元分析系统，快速完成产品数字建模和仿真设计，实现抗压、强度、耐热等压力测试，将高质量、高性能的产品交付用户。以参数化设计为基础的PLM系统，以模块化和参数化的产品结构为基础，以销售订单作为驱动，以订单BOM为主线，根据销售订单的参数进行公式计算，完成工艺规划和订单的技术设计，生成完整的订单BOM，为智能制造提供准确的产品制造信息。
设计制造一体化的数字化和集成化，将实现CAD／CAM／CAE／CAPP的一体化并与底层控制系统集成，世界顶级的西门子PLM系统，帮助中集华骏实现产品设计的数字化。使车间及设备层可直接与设计部门、管理部门和其它业务部门进行信息交互，实现制造过程的无纸化。它是设计与制造实现集成和一体化的模式，也是管理信息化深入到底层并实现双向集成的模式。
产、供、销管理信息化为主的经营管理主线的智能化和集成化，将实现ERP／SCM／CRM／EC等系统的集成应用，使业务管理向无纸化方向发展。采用智能化管理手段，使企业在经营管理过程中摆脱手工管理及业务单元级、部门级、的纸质业务记录(各类帐表)，达到降低成本、提高运营效率、增强竞争能力的目的。
作为原材料购进源头，中集华骏SCM系统对原材料的采购进行了有效的管控，利用统一数据平台，通过网络实现了与供应商的协同，原材料采购的及时性、有效性得到了管控，在降低采购成本的同时，整合、优化了采购资源，提升了企业内部与外部的业务信息交互速度，集成相关业务环节信息，提高决策分析能力，实现了采购管理的数字化。
AGV自动转运小车
仓储物流的智能化建设，为智能制造提供了强有力的保障。中集华骏建立立体仓库，基于SCM系统，利用便捷高效的WIFI技术和条码管理，实现对仓库出入库业务、拣货、盘点等业务模块的自动化管理和动态库存管理，有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程。与ERP系统、生产系统和BOM系统集成，实现业务上下游的无缝衔接。
中集华骏注重制造过程的智能化，利用数字控制技术与数控机床，与工业机器人协同工作，形成柔性制造单元，若干柔性制造单元形成柔性制造系统，以数字量实现加工过程的物料流、加工流和控制流的表征、存储和控制，通过网络技术将每台设备作为一个节点实现一个车间或多个车间的生产过程自动化。
焊接机器人自动工作站
引进先进的激光下料系统，实现自动套料、自动上下料，同时配合可编程数控折弯机，高效地完成零部件下料加工；引进世界领先的西门子PLM系统，实现设计与制造集成和一体化的网络模式，车架大梁焊接采用焊接机器人自动焊接，配合柔性化模块胎具，实现不同车型、不同产线的快速调整；喷漆工艺采用KTL电泳喷粉技术，替代传统油漆的底漆，VOCs减少95%以上；采用固体粉末喷涂替代传统油漆的面漆，完全不含挥发性溶剂，绿色环保。
激光切割下料
智能制造需要由软件系统进行资源调配和数据分析，中集华骏MES系统，以精益制造的理念为导向，承接着下层的过程控制系统和上层的企业资源计划。企业在产品流转和设备运转过程中，需要对产品的工艺流程和参数进行实时追踪，这涉及到生产信息的采集和传递，如何把车间的生产数据实时的传递到MES系统，控制产品生产和设备运转问题是尤为重要的。MES系统对于产品的全程追踪、信息的采集和传递发挥了巨大的作用，它汇聚了整个产品从下单生产到成品出入库全过程的软、硬件组件，准确利用各种数据来引导车间的各项活动，MES系统与外界系统进行大量的数据交互。
MES系统可以进行工序详细调度、资源分配和状态管理、物料配送管理、生产进度和过程管理、电子看板管理、性能分析和数据采集。通过专用无线网络和条码扫描技术，实时将产品线上的产品状态信息传递给MES，并通过车间电子显示屏反馈产品状态信息，对出现的异常状态进行警示提醒，及时发现并解决产品流转过程中的异常状况，完成资源的合理调配和利用。
中集华骏产品订单通过PLM系统生成产品BOM，并进一步转换成生产BOM，MES系统与生产BOM集成，将BOM信息转换成MES系统生产领用信息，而仓库WMS系统与MES的集成，完成了生产领用计划的自动分配，仓储人员通过手持扫码枪扫描系统二维码，从SCM系统自动生成生产领料清单，通过自动拣货，配送至生产线，完成生产计划的物料配送。产品订单下发至生产后，系统也会生成相应的条码信息，生产线每个工序配备有手持扫码枪，通过无线网络将产品的每个工序状态实时反馈给MES系统，决策管理层可以实时掌握产品在线状态等各种生产流转信息。
以管理为核心的智能工厂，要求我们能够根据不断变化的市场信息，预测企业未来和现阶段的运行状况。中集华骏ERP在各业务系统的数据资源平台上，通过有机共享和集成，实现了采购、销售、供应链、生产等业务信息的汇集，并最终完成成本及财务核算，为中集华骏提供强有力的决策信息，真正实现智能化管理。
03
智能工厂建设的特点与亮点
主要建设智能化、自动化半挂车生产线。下料采用全自动激光切割机下料；焊接全部采用自动化智能机器人焊接；涂装采用小轿车电泳生产工艺，VOC排放为0，油漆耐久性更好，附着力更强，质量更高。设计制造一体化的数字化和集成化，将实现CAD／CAM／CAE／CAPP的一体化并与底层控制系统集成， PLM系统帮助中集华骏实现产品设计的数字化。MES系统使车间及设备层可直接与设计部门、管理部门和其它业务部门进行信息交互，实现制造过程的无纸化。它是设计与制造实现集成和一体化的模式，也是管理信息化深入到底层并实现双向集成的模式。产、供、销管理信息化为主的经营管理主线的智能化和集成化，实现ERP／SCM／CRM／MES等系统的集成应用，使业务管理向无纸化方向发展。
04
智能工厂建设成效分析
公司业务系统围绕智能制造进行了资源整体规划，业务流程进行了重组和深度优化，产品开发时间同期缩短了30%，原材料利用率达到96%，客户满意度达到95%以上；各类专用车产品的制造周期从15天缩短到7天，月均衡生产能力从500台提高到2000台；每千台产品规模的库存及流转资金占用大幅减少，产品成本从原来居行业高位水平下降到低位水平，实现了产品轻量化和承载能力的不断提高；企业年产销量从原来不足6000台增加到2019年的近26000台，主营收入从7亿元增加到2019年的近23亿元。
05
智能工厂未来发展规划
1）进一步推进工业机器人的应用和自动化生产流水线的布局。机器人作为一种智能化的自动化设备，与其他自动化设备需进行协同和整合，首先需要解决标准化问题。机器人也往往不是一个品牌，如果加上周边设备和仪器的情况就更复杂了。要想让它们一起正常且顺畅的工作，就要对它们提出标准化的要求。如是否采用统一的以太网标准接口。如果标准统一，每台设备之间就可能很方便地与智能工厂的控制系统联系在一起。如果部分设备采用不同总线或及其他技术协议，就会在后期应用中增加成本，只得通过其他技术手段，把这些不同总线转换成同一个总线标准。所以，未来中集华骏将实现包括机器人在内的设备标准统一问题，可以大大节省后期改造成本，不用额外投入财力和精力来解决不同标准的通讯方式等问题。
中集华骏未来生产线布局
2）完善底层数据采集。深化应用DNC网卡部署和RFID感应模式，为MES的运行提供全面的车间动态数据，保证生产过程数据以及报警、消息、生产事件信息都是实时的。同时，结合其他数据采集模式，因为任何一种采集技术都难以覆盖企业所有生产数据的采集，离散型制造车间的数据采集方式必然是多种数据采集技术的综合应用。同样，人机结合是很有必要的，虽然人工接入的数据采集具有不可靠型的隐患，但这是保证数据完整性和采集经济型不可避免的手段，实现生产制造全过程的质量记录及追溯，同时通过集成及终端录入得到质量数据进行SPC分析。
3）优化MES，提升生产制造过程的透明化。通过简化计划制定流程，提高计划制定效率；实现生产过程全程数据跟踪，完成订单在现场数据的实时监控，形成图形化的监控画面。对车间订单生产及设备进行实时图形化数据展示，提高车间透明度及问题处理速度。依靠自动化系统及设备自动实现防错及异常信息的录入，提高生产线效率；实现推拉结合的生产物流体系，优化物流配送管理，提高配送的准确性和及时性。
4）加强业务资源集成，开启工程智能模式。打造中集华骏专属数据资源平台，实现产品设计智能化、产品管理集成化、信息发布网络化、项目管理科学化和协同研发虚拟化的模块载体，从“自上而下协同设计、产品数据管理、三维数字化工艺、三维电子发布物”四大领域着手建设，高效推进产品数据集中管理、物料标准化、产品变更管理、基础数据库、电子化审签等，进一步实现了与ERP、MES、PDS等系统的高效集成，为工艺、制造、后市场服务等提供了有效支撑。智能化平台的顺利协同运行，在促进各种资源有效管理的同时，更是保证了优势资源的统一共享。
在工业4.0时代，企业仅关注生产监控、数据采集等问题已远远不够，依托于智能化工厂的建设，中集华骏进一步将目光锁定在了广阔的服务市场，借助全球物联网系统，满足客户超值需求，掘金服务后市场。中集华骏未来将打造新一代物联网平台，以企业智能运营和客户主动服务为核心，倡导全球服务零距离新理念，融合产品尖端科技与智能化管理手段，通过主动、便捷、有效的贴心服务，实现双赢价值。
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