編者按：
在數字化浪潮的推動下，汽車產業引入云計算、大數據、人工智能等新一代信息技術，正促進傳統制造業向數據驅動轉變，實現智慧制造。隨著世界汽車工業的不斷發展壯大，中國汽車制造也正在實現由弱到強的跨越。
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1958年，第一輛紅旗轎車下線，點燃了中國轎車制造的火種。在此后的60多年間，“紅旗”，一直是中國老百姓心中轎車的“國民品牌”。
2021年，數字化席卷全球的今天，一座紅旗新能源汽車智能工廠拔地而起，引領了中國汽車制造業新的潮流。
這一次，數字將如何賦能汽車制造？作為“共和國長子”的中國一汽，又將在數字時代，掀起怎樣的產業變革？數字化智能工廠，將為我國制造業的數字化轉型，帶來怎樣的借鑒意義？央視網《數字工廠樣板間》走進紅旗新能源汽車工廠，揭秘數字驅動的力量。
吉林長春，中國一汽集團的生產基地內，一群汽車行業的工程師們，正在對虛擬世界的一家工廠進行緊張調試。然而，這并不是一款游戲，而是要把這座100個足球場大的智能工廠，從物理世界映射到數字化的虛擬空間中。
虛擬世界中的數字工廠也被稱為數字孿生工廠，將會和現實工廠之間，進行完全同步的生產過程，工作人員在屏幕前，就能對一臺車的生產，實現全過程的監測。
這個全新概念的數字化智能工廠，在一汽內部被稱為紅旗繁榮工廠。系統地把數字化智能化技術，覆蓋到汽車生產各車間及整個生產過程。這家數字化智能工廠，每年將會生產20萬輛的紅旗新能源汽車。每隔一分鐘，就會有一輛紅旗新能源車從這里下線。
作為這個數字化智能工廠的總承包單位，原隸屬于中國機械工業部的機械工業第九設計研究院股份有限公司是一家有著六十三年汽車工廠規劃、設計建設的國家甲級設計院和工程公司，提供汽車工程整體解決方案，曾服務于國內外數十家汽車公司，但是這次，他們面臨的任務，與以往任何一次都不同。
從 1887年德國人卡爾·本茨發明制造出人類第一輛汽車并開啟最初的汽車原始定制化生產，到1913年第一條汽車生產線誕生進行批量生產，世界汽車制造中心從歐洲轉移到美國，再到上世紀七十年代，這個中心由于豐田公司實現精益生產，使得制造成本下降并實現效率和質量再度提高而轉移到日本，繼而在本世紀初，基于蓬勃的經濟發展與龐大的市場需求，中國成為新的世界汽車制造中心。一百多年來，汽車制造在人類科技和管理的創新中不斷前行。
作為2021年年汽車產銷均突破2500萬輛，機動車保有量達到3.95億臺的世界第一汽車制造大國，從1952年中國第一輛汽車下線，至今中國的汽車制造業已經走過了整整70年的歷程，經過幾代人的努力，汽車工廠整體已經達到了較高的自動化水平。但是，這距離數字化的智能工廠，還有很遠的距離。
作為世界上規模最大的產業之一，汽車產業具有技術要求高、綜合性強、零部件數量眾多等特點。紅旗繁榮數字化智能工廠的核心目標就是提高效率、提升質量、降低成本，為大規模定制生產奠定基礎。
在這樣的一座工廠中，大量應用了先進、適用的智能裝備，確保了數據的采集和數據作用的發揮，為效率、質量和成本協同最優起到關鍵作用。
■ 沖壓車間
采用全自動連續鋼鋁混合機械沖壓線，生產節拍最高可達15沖程每分鐘，線內一鍵式換模時間在3分鐘以內。
應用全自動天車換模，可實現換模過程全套自動化動作，全過程無人員干預，換模效率再提升20%。
采用智能端拾器立體庫管理，大大減少車間面積浪費并提高管理效率。
采用智能板料立體庫管理，實現沖壓線首自動上料大大減少車間面積浪費并提高管理效率。
■ 焊裝車間
在汽車行業焊裝量產線體 “自適應生產鏈”理念，運用“AGV+三明治工裝+立體庫”協作模式，結合柔性切換對接裝置，實現線內外夾具便捷導入和切換，以及不限車型不限平臺柔性化混流生產。
采用智能柔性夾具立體庫先進創新技術，解決多車型共線生產時夾具占地面積大，切換時間長等問題，占地面積相比傳統鋼性線體減少40% ，是隨機混流生產的重要技術支撐。
采用先進的高柔性GATE+3面轉臺立體庫結構，用于車身骨架合拼焊接，滿足60JPH生產能力，可實現4車型同時在線生產，且4車型可隨機切換。同時通過線內外切換機構，可實現線內外任意車型切換，大大提高生產線柔性度，降低新車型導入的改造難度。
■ 涂裝車間
噴漆采用智能旋轉7軸機器人，比軌道7軸機器人更省空間，比6軸機器人更大作業空間和靈活性。
采用立體智能柔性輸送，根據生產班次、產能、顏色等需求，智能控制車身輸送，達到智能柔性生產效果。
采用智能石灰粉干式漆霧捕集系統，自動化率更高，穩定性更好，減少材料及人工消耗。
■ 總裝車間
風檔自動裝配工位，利用視覺識別系統完成前后風檔自動涂膠、安裝、壓緊工序。
車輪擰緊工位，利用視覺識別系統完成四輪自動上螺栓、取輪胎和擰緊工序，利用擰緊聯網系統可以直觀監控機器人與擰緊設備作業情況及操作結果。
表面間隙檢查工位利用視覺識別系統，配合機械臂完成車身表面間隙的產品一致性自動化檢查。
■ 電池車間
飛翼式3D視覺引導（三合一）：上下料工位應用了飛翼式相機，實現視覺引導機器人定位，可對來料自動防錯識別、自動抓取來料上線。
自動對花鍵/合箱（三合一/四合一）：采用智能視覺系統和伺服系統，實現花鍵高精度合裝。采用了浮動機構，消除零部件之間的加工誤差。機器人抓取減速箱自動上線和轉子上線，安裝O型圈，自動將電機和減速器對花鍵。
數字化是智能化的基礎，數字化技術在紅旗繁榮數字化智能工廠建設中發揮了重要作用。
汽車制造是一個復雜系統，包括了沖壓、焊裝、涂裝、總裝以及新能源汽車的電池電驅車間，共五大車間。從板料變成沖壓件，再把沖壓件焊成車身，通過一系列的電泳、噴漆等防腐處理工序，最后通過總裝裝配和一系列的檢測，才會下線一臺車。
以往沖壓件完成后，工程師進行檢查，出現問題后再檢查材料性能是否合格或工藝參數是否正確，但損失已經發生，這次開發的沖壓件質量預測系統，通過大量過程數據分析，提前發現可能產生的質量問題，及時調整工藝參數，避免了質量問題的發生，也提高生產效率，降低了成本。
以往對焊點的檢測，只能進行抽樣，每生產100輛車，就會從中抽取一輛，以破解或者半破解的方式，對焊點的合格率進行統計，但是，這樣的檢測方式，效率低、浪費大。數據應用，為這個問題找到了答案。
在整個焊接車間的680多臺焊接機器人身上，一共遍布著3000多個數據采集點，機器人的焊接數據，經過采集與智能分析，可以實時判斷焊接的溫度等條件是否達到最佳狀態，這樣就能及時判斷焊點是否會存在問題。如果焊接條件達不到最佳狀態，中控室的大屏幕上就會及時提醒， 采取措施。
在涂裝車間，工人們正在對噴漆后的車輛進行檢驗。傳統的生產線，噴漆結束后的車輛漆膜不合格，就要離線補漆，影響產量，增加生產成本。本次通過對噴漆壓力等數據的采集分析，在噴漆之前和噴漆過程中，就能實時監測噴漆質量缺陷是否會發生，提前與產線控制系統協同，及時調整工藝參數，避免漆膜質量問題發生，既提高了效率，又節省了成本。
涂裝車間是工廠耗能最大車間，其中空調系統節能是重點。在涂裝車間開發應用的APC智能空調系統，綜合運用仿真建模、先進控制、人工智能等技術手段，利用AI平臺的算法模型，對循環風空調和新風空調進行全自動智能控制，在保障車間內對車輛生產要求的溫濕度等前提條件下，大幅降低涂裝車間的綜合能耗
此外，在繁榮工廠，針對沖、焊、涂、總、電五大車間各類設備，開發應用了設備預測性維護系統，通過設備數據的采集及分析，判斷設備可能發生故障的趨勢及預計時間，合理安排維護保養，避免了設備停臺對產線效率的影響，也避免提前維護保養帶來的浪費，大大節約了維修維護成本。
數據的采集與分析，延伸到了生產線的每一個環節，遍布沖、焊、涂、總、電五大車間的數據的采集點位，在這個超級工廠內，達到上百萬個，成為全面啟用自研數據采集與處理平臺的汽車工廠。在提升效率、提高質量、降低成本方面發揮了重要作用。
一個數據驅動的工廠，已經正式落地。
一汽紅旗繁榮數字化智能工廠，正在為中國汽車制造業探索出一條數字化的轉型之路。可以預見，數據將在這座工廠里發揮巨大威力。
正值新一代信息技術與制造技術進一步融合的時代，中國汽車企業通過智能技術的創新與產業鏈的改革，逐步實現了汽車產業的轉型，汽車智能制造的時代，正在全新開啟。
出品人：阿里云智能-市場營銷部&政企事業線
接口人：市場部——茜瑩
編輯：阿里云研究院內容運營主管 趙子千
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文章來源：阿里云研究
