“智造”汽车工业未来

——“2019西门子汽车行业年会”展现前瞻理念及行业实践

作者:龚淑娟 文章来源:AI《汽车制造业》 点击数:614 发布时间:2019-09-15
2019年9月3~4日,近300位中国汽车行业ME领袖齐聚柳州,在“2019西门子汽车行业年会”上分享数字化的全球最新进展,探讨“数字化双胞胎”在中国汽车企业的落地,共同携手“智造”汽车工业未来。
“智造”汽车工业未来

 

汽车工业是制造业的技术趋势引领者,也是奔向工业4.0时代的先锋。作为工业4.0技术的引领者,西门子也在积极思考汽车工业的未来,潜心致力于推动汽车行业的数字化发展。2019年9月3~4日,近300位中国汽车行业ME领袖齐聚柳州,在“2019西门子汽车行业年会”上分享数字化的全球最新进展,探讨“数字化双胞胎”在中国汽车企业的落地,共同携手“智造”汽车工业未来——这正是本次会议的主旨。

 

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2019西门子汽车行业年会现场

 

加速转型需要数字化

“在汽车电气化的大潮中,动力系统变得越来越多样化,与此同时,汽车智能化的趋势也使得整个产业链发生着颠覆性的变革。面对诸多严峻的挑战,汽车企业需要加速转型,才能在未来拥有持久的竞争力。利用数字化,建立数字世界与真实世界的全面连接,将是这一转型的有力加速器。”西门子全球汽车行业业务发展总经理Sabastian Israel先生在主题演讲中首先这样阐述了数字化的重要意义。

 

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西门子全球汽车行业业务发展总经理Sabastian Israel先生

 

为了帮助企业更好地实现数字化,西门子历经12年投资110亿欧元,以基于用户的系统集成战略思维,高瞻远瞩地构建了一套完整的“数字化双胞胎”解决方案,这是本次会议的最大亮点。

 

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西门子构建了一套完整的“数字化双胞胎”解决方案

 

据西门子工业软件大中华区副总裁兼首席技术官方志刚博士介绍,西门子构建的这一完整解决方案包括“产品的数字化双胞胎、生产的数字化双胞胎、性能的数字化双胞胎”,这是一个虚拟物理互联、设计验证互通、工艺生产互检、生产运营互补、工业云大融合的平台,可以实现产品研发周期的缩短、生产效率的提高、产品不良率的下降、资源综合利用率的提升、运营成本的优化,有效提升企业竞争力。

 

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西门子工业软件大中华区副总裁兼首席技术官方志刚博士

 

产品的数字化双胞胎,对象包含构成整车的零部件及控制软件,包含机械结构、电气系统及其物理特性;生产的数字化双胞胎,涉及到规划、编程、工艺仿真、现场自动化软硬件的所有方面;性能的数字化双胞胎使用户可以实现更深入、更全面的数据分析,从而帮助设计工程师和工艺工程师实现更好的产品性能和更高效的生产运营。

不同于以往西门子所阐述的“产品设计、生产规划、生产工程、生产执行、服务”这五个横向连接的端对端的数字化双胞胎,“产品的数字化双胞胎、生产的数字化双胞胎、性能的数字化双胞胎”这三个环是企业运营中纵向连接的三个环节,并且通过自动化层和信息化层,利用云平台形成了一个闭环的一体化的生态环境,让流动的数据持续创造价值。

 

数字化应循序渐进

数据是数字化双胞胎的基础,数字化是企业发展的必然之路,而且,这条数字化之路是一个持续改善的过程。“企业的数字化需要循序渐进,没有一家企业能够一蹴而就变成一个完全的数字化企业,即便是全球数字化样板——西门子安贝格成都工厂,也是经过了25年的持续建设,才达到了今天的水平。”西门子(中国)有限公司数字化工厂集团副总裁、汽车行业事业部中国总经理夏纬先生谈到。

 

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西门子(中国)有限公司数字化工厂集团副总裁、汽车行业事业部中国总经理夏纬先生

 

对于成熟的企业,需要结合实际需求选择一些应用场景,逐步推动数字化的落地;而对于造车新势力来说,他们则非常适合从零开始,全面应用西门子的完整数字化双胞胎解决方案,然后持续改善,越南的全新汽车品牌VinFast就是一个非常好的案例。

“VinFast与西门子深度合作,采用了全套数字化双胞胎解决方案,包括NX、MES、Teamcenter、TIA Portal等,他们只用了传统车企50%的时间,就实现了从设计到交付的整个过程。这在以往令人难以置信,但是现在,这就是真实发生的事情。”Sabastian Israel先生在主题演讲中就重点展示了这个充满传奇色彩的故事。

故事的主人公,VinFast的CIO Jason Buxton先生评价道:“汽车工业驱动创新,关键是正确的技术要到位。我们觉得西门子的领先方案能够赋能造车人和整个汽车电气化的供应链,减少开发时间的同时高质量地交付,在每个阶段都具备轻松应对变化的能力。”

这是一个非常良好的开端,接下来,VinFast在此基础之上持续改善,一定会从数字化获得更大的、长期的受益。

对于更多的传统汽车制造企业,显然他们很难像VinFast那样一下子全面迁移到西门子的大系统中,不过他们可以针对一些具体的问题和需求去构建一些局部的数字化应用,然后再逐步扩展。在这方面,来自一汽红旗的代表在本次会议中分享了他们的思考和实践。历经数据的折磨之后,一汽红旗终于痛下决心,在某个全新的产品平台上开始了数字化的探索,一期项目从总装开始着手。

 

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一汽红旗开始了数字化的探索

 

结合实际需求,一汽红旗提出了数字化的重点改善方向是“数字化工艺、数字化供应链、数字化质量、数字化生产线”。他们首先引进数字化工艺平台,建立了基于三维产品数据、三维生产环境的工艺规划体系,搭建从产品设计到制造的数字化桥梁;他们基于产品的数字化,建立了互联的、实时的数字化供应链;基于数字化质量,他们从研发开始关注质量,把集团统一的质量要求下达到各执行端,执行过程中的问题总结反馈到研发,形成良性的质量闭环流程;现场数字化产线则基于一网到底技术建立完善的物理信息系统,通过设备联网实现了设备状态监控、大数据采集、远程诊断等,为数字化工厂打好基础。

目前,一汽红旗的数字化工艺平台一期项目经过半年的努力,已在2019年6月实现了总装工艺的数字化规划以及F-BOM&PDM、MES等的集成,接下来的二期项目将用一年时间在冲压、焊装、涂装工艺中推广数字化应用。基于此,一汽红旗的目标首先是实现数字化工艺、数字化计划、数字化质量的三大闭环,然后逐步实现全面优化生产、透明管理、数据驱动、增效降本。

 

物联网平台驾驭数据

数字化的路上,我们看到,无论VinFast,还是一汽红旗,数字化的实现,离不开物联网技术的加持。

基于工业云和边缘计算的MindSphere物联网平台正是“2019西门子汽车行业年会”中的另一大亮点。据介绍,该物联网平台可将产品、工厂、系统和机器设备连接在一起,并使用户能够通过高级分析功能来驾驭物联网产生的海量数据。

 

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MindSphere物联网平台

 

“汽车行业的更新换代速度非常快,假如一家企业每天造出1000辆车,同时就产生了海量的数据,这些数据当然是有价值的,虽然不一定现在就能立刻产生价值,但MindSphere可以帮助我们分析哪些数据是有价值的、哪些知识是可以逐步形成系统并产生价值。”夏纬先生对AI《汽车制造业》记者说。

Sabastian Israel先生则高兴地谈到了西门子与大众汽车在此方面的合作项目。据介绍,2019年3月,大众汽车和西门子正式宣布在工业云平台上进行合作,通过西门子物联网和工业自动化技术,大众汽车要将其遍布全球的122家工厂的设备连接到亚马逊云,这些工厂涉及无数发动机、零部件和整车的制造业务,不同工厂中不同厂家的机器和设备最终将在大众工业云里互联。所有生产数据集成起来的最大好处,就是极大地提升生产效率,比如识别导致效率降低和生产卡顿的瓶颈点、合理进行材料的分配,甚至追踪在途的车辆运输。

 

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大众汽车与西门子在工业云技术上进行合作

 

此外,值得一提的是,大众汽车的这个工业云是一个开放的平台,大众汽车还计划最终将 1500 多家供应商的部分数据也整合到这个平台上,以期提高整个供应链的运营效率。

对于物联网在中国车企的落地应用,夏炜先生在接受AI《汽车制造业》记者专访中谈道:“像类似于上汽通用五菱这样大规模生产的成熟企业,我们并不建议一下子全面投资物联网,因为短期内的附加值很难评估,但是他们可以更多关注一些具体的应用场景,结合瓶颈问题来进行数字化,然后根据发展需求循序渐进。”

这方面其实有很多实际的例子可以参考借鉴:比如机加工艺中的智能化刀具管理、涂装工艺中的数字化能源管理等,对企业降本增效有很直接的受益;再比如关键机加工位的机床主轴监控、冲压工艺中的电机振动检测与分析等易损部件或关键设备的数字化和预维护,对大规模生产的企业来说可以避免或减少停线的经济损失,可以持续优化产线,提高质量和效率。

来自系统集成商上海慧程工程技术服务有限公司的冯立先生还在年会上介绍了基于MindSphere的供应商质量和物流管理、AI故障分析平台、AI能源分析平台、边缘处理工业相机等案例。他还建议用户加快建设包括企业专属知识库和行业通用知识库在内的云端知识库,建立基于人工智能的知识图谱,从数据中挖掘无限价值。

此外,中长期来看,如果一家企业在全世界建有很多工厂,那么基于物联网的数字化工厂的建设就会显得非常必要,而且其标准化和数字化也越来越重要,因为标准化将大幅提升技术创新和模式创新的市场化效率,你只要用数字化的手段分析其中的一个工厂,全球其他工厂的同类问题都可以得到解决。“在这方面,其实西门子本身就是一个很好的案例,因为西门子本身也是一个全球性的生产企业,西门子安贝格成都工厂就是在全球统一的标准下建立起来的数字化工厂,产线的标准化也使得其PLC产品的大批量、高节拍生产得到可靠保障。”夏炜先生补充道。

 

前沿技术已来到身边

整体上看,从最底层的现场PLC到最上层的云平台,西门子都能提供整体解决方案和一站式服务,此外,在“2019西门子汽车行业年会”上,AI《汽车制造业》记者也深刻地感受到,边缘计算、大数据、人工智能、区块链等前沿技术也在不断融入西门子的“数字化双胞胎”解决方案中,为用户创造更大价值。

比如边缘计算,可以通过云平台针对现场需求增加各种需要更大算力的应用;而大数据和人工智能在生产线上的应用,则可以将质量门前移,具有非常重要的现实意义;结合人工智能,数字化双胞胎可以为自动重新配置生产过程以应对瞬息万变的客户需求,创造很多新的可能。夏炜先生也举了两个例子:在某电池工厂,其隔膜剪裁的速度非常快,如果质量缺陷不能及时被发现和解决,一分钟就可能会造成几百米昂贵的原料布的巨大浪费,由于该工厂采用了大数据和人工智能技术,他们可以对生产质量数据进行实时监控和比对,如有超差会实时作出判断并采取调整措施;在某车企的车身工厂,以往焊接质量总是很难稳定,利用大数据和人工智能进行实时监测之后,包括焊帽尺寸、焊接电流等在内的生产数据完全透明,可以实时智能调整,达到稳定可靠的最佳焊接质量。

这些前沿技术看似遥远,但其实早已来到了我们的身边,上面的两个例子实际上就是“数字化双胞胎”解决方案及相关前沿技术在中国品牌企业的成熟应用。数字化可以从局部开始,物联网也可以很接地气。西门子可以为用户企业提供数字化咨询服务和物联网实施方案,助力数字化的落地。

“数字化,也许现在还不是生存的必须,但将来一定是必须,否则你以后可能就无法在汽车行业的‘朋友圈’对话了。数字化只是早和晚的问题,越早越受益,因为知识系统可重复利用,其价值是无穷无尽的!无论今天如何决策,你得始终有数字化的意识和理念,从现在开始为未来做好准备!”Sabastian Israel先生最后强调并建议。