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汽車電子系統智慧製造綜合標準化與新模式應用

德賽西威汽車電子股份有限公司

編者按:

惠州市德賽西威汽車電子股份有限公司成立於1986年11月, 其在汽車行業提供:車載資訊娛樂系統、空調控制器、儀錶類駕駛資訊顯示系統、顯示模組與系統、車身控制模組以及智慧駕駛輔助系統(ADAS)和車聯網產品等汽車電子產品的研發與製造。 本期汽車專題, 結合德賽西威“智慧製造綜合標準化與新模式應用重點專案”, 藉以闡述如何將自動化與資訊化融合, 從而打造更為先進的智慧工廠。

專案背景

汽車電子系統具有產品種類多、產品集成化程度高的特點,

在滿足客戶個性化、定制化的要求後, 還要考慮如何在未來持續地為客戶服務。 日益增長的新能源汽車具有智慧、環保、安全、舒適的特性, 例如, 智慧終端機及雲服務讓汽車變得更聰明、更加人性化;提高大資料收集能力, 給駕駛者提供更多的資訊以供判斷, 這套系統目前包括但不局限於產品有:北斗定位與導航、智慧駕駛安全輔助系統、空氣淨化系統、虛擬儀錶、高精度遠近雷達、流媒體攝像頭、車規級高清顯示系統等, 更包含基於客戶需求的定制和線上服務, 即汽車電子系統產品+服務成為新能源汽車核心系統, 具有極大的市場空間。

傳統模式工廠設計體系與驗證方法較簡單、自動化與資訊化不足且產線相對固化單一、沒有建立大資料分析與遠端服務機制。

傳統模式已經嚴重制約了未來產品的發展, 迫切需要新模式以適應需求, 具體體現在以下三個方面:

(1)設計端

傳統的設計, 由於客戶分散在全球各個地方, 與客戶同步設計是汽車電子製造商的短板。 在這種情況下, 開發週期會比較長, 因此必須建立一套與客戶在不同物理地點同步的設計體系、縮短產品投放週期同時又不影響品質。

(2)製造端

傳統的工藝製造過程比較長, 同時其整體資訊化程度又良莠不齊, 品質控制和效率聯動比較低。 所以必須全新構建製造模式, 不但要覆蓋汽車電子領域的多種工藝, 還要通過多種方法為客戶提供一站式服務, 不斷提升效率和品質。

(3)服務端

目前的服務是傳統的售後服務, 對客戶的即時支援不到位, 也無法滿足客戶日益增長的內容服務需求, 如何提高回饋效力, 並且通過“互聯網+”的形式來增加服務內容, 是亟待解決的問題。

專案總目標

建立滿足個性化定制、與客戶協同設計的汽車電子產品(含系統解決方案)和網路化服務的新產品製造體系, 並達成“敏捷設計”、“卓越經營”、“精益供應鏈”三大戰略目標。

專案實施內容

(1)構建產品+服務的製造新模式

針對新能源汽車電子行業多品種、小批量、售後回應慢的需求特點, 從產品設計、製造、服務環節進行流程再造, 實現車載智慧導航線上資訊更新、產品安全閘道控制、線上軟體升級、使用者功能個性化定制、面向智慧駕駛的大資料收集與分析、產品故障線上診斷與維護等遠端服務功能,

並從“產品+服務”快速切換的智慧製造新模式。

(2)打造工業互聯的智慧工廠

運用敏捷設計模式, 通過能夠和客戶異地同步設計的方法, 縮短開發週期, 同時輔以虛擬技術和現實技術相結合, 提高產品設計品質;同時打造卓越經營體系, 建立新能源汽車電子產業全功能工藝佈局, 主要包括高精度組裝、可配置自動高效測試系統、智慧型機器人與資訊化融合的工藝生產設備等, 輔以大資料收集和分析, 不斷提升, 適應未來產品多樣化、集成度高的特點;最後通過精益供應鏈體系, 將傳統公司製造的單一模式推進到服務+製造的模式, 提高效率,

增強客戶滿意度。

(3)運用國產智慧裝備達到80%以上搭建智慧工廠

主要包括智慧檢測與裝配裝備、專用生產/裝備設備、智慧傳感與控制裝備、智慧倉儲系統、智慧車隊與機器人等5大類30多種智慧裝備。

在建專案完成情況

已經完成自動駕駛安全輔助系統、智慧互聯系統的全工藝自動化升級, 產品數位實驗室與物理實驗室模擬升級,產品生命週期管理系統、需求管理、製造執行系統、品質管制系統、實驗室管理系統、智慧倉儲系統、企業管理系統、供應商管理等系統。

有關互聯網、物聯網建設情況

通過構建IoT物聯網平臺,提供平臺和工具,簡化應用程式開發,實現構建物、人員和系統資料的互聯及智慧決策;依託設備雲和資料管理系統管理設備並安全處理和採集機器及感測器資料;通過連接軟體實現物聯網通信、軟體連接設備並與之交互,將機器和感測器資料傳輸到雲中;最終實現視覺化的智慧互聯的製造分析決策。

預期效益

(1)經濟效益

綜合運營成本降低2 0%,產品研製週期縮短30%;生產效率提高60%,產品不良品率降低80%,能源利用率提高10%。

(2)社會效益

支撐新能源汽車產業發展,目前在中國新能源汽車、互聯網造車浪潮中被作為首選的合作夥伴,已為車和家、國能汽車、鎣石汽車、蔚來汽車、樂視汽車、上汽配套開發多個車型產品。

打造汽車電子產業的智慧製造示範工廠,通過行業共性技術(如大資料智慧製造協同系統技術、智慧物流、檢驗方法等)、關鍵技術(如模擬技術、控制技術、智慧裝備、自動化線體等)的研究和輸出,有效帶動汽車電子行業全產業鏈的快速發展。

自主設備達到80%,促進國內製造裝備的發展。

精彩對話

德賽西威汽車電子股份有限公司供應鏈管理中心總經理 嚴曉洋

自動化博覽:德賽西威在汽車行業的主要特點和優勢是什麼?

嚴曉洋:

(1)融合中西管理文化,國際化貫穿始終

德賽西威成立於1986年,在2010年之前,曾經作為飛利浦、曼內斯曼、西門子三家公司汽車領域重要的中國製造基地;2010年,佔有30%股份的德賽工業收購外資70%股份,德賽西威成為惠州國資委控股企業。雖然隨著股權的變更幾度易名,但一直堅持在汽車電子領域耕耘,從未剝離開核心業務。德賽西威多年積累專業性成為無可替代的核心競爭力,有著強大的產品、研發、品質等完整後備支援,這讓車企客戶有了很大的選擇度和自由度。

(2)堅持高效創新,夯實“本土化功底”

根據全球領先的市場調查機構IHS最新發佈的《2016年全球汽車電子供應商市場分析報告》顯示,在TOP30全球汽車電子企業裡,德賽西威2015~2016兩年裡以超過35%的銷售額增長率排在第一位,銷售額在全球汽車電子企業中排名第26名,國內汽車電子行業排名第一。

(3)高度重視自動化、資訊化

我們在1987年引進自動外掛程式機,是惠州市第一家引進自動化設備、最早獲得ISO9000認證、首家產值破億的企業。2015年,德賽西威啟動“工業4.0”戰略,在2017年5月,已實現一期“工業4.0”項目,MES、PLM、QMS和智慧倉儲系統上線,預計在2020年初步實現數位化工廠建設,將德賽西威打造成為中國汽車電子行業中智慧製造的標杆企業,完成敏捷設計、精益供應鏈和卓越經營三大戰略目標。

自動化博覽:您認為自動化技術在中國的汽車行業中應用現狀如何?還存在哪些問題?

嚴曉洋:自動化是汽車製造業實現產業升級的重中之重,是發展智慧製造的關鍵環節。

汽車行業是自動化技術應用最早、應用數量最多、應用能力最強的行業,全世界有超過50%的工業機器人應用在汽車行業。自動化技術大幅提高了汽車整車和零部件的品質,同時提升整車裝配技術水準,替代人工完成很多高強度高污染及惡劣環境下的工作,節省人工和管理成本,實現生產和供應鏈資訊化、智慧化。

相比其他行業,汽車業對產品尺寸、品質、精度和組裝的要求比較高,需要進行高品質、大規模的生產,因此機器人等高端自動化產品的應用率先得到推廣,並不斷對技術創新提出需求。

存在的問題:

(1)投入資金大,德賽西威一個自動化升級項目可能就投入上百萬,甚至上千萬的資金。另外,現在製造業企業本身發展就比較困難,有不少企業很難拿出這麼大筆資金進行自動化改造。

(2)專業人才缺失。除了資金,技術研發和應用能力是很多有意向進行“機器換人”企業的最大障礙。全流程自動化改造不是簡單地從國外買回幾台機器人就可以實現的,還要求企業有應用研發的人才和能力。

(3)整個上下游價值鏈的自動化。

自動化博覽:近幾年,柔性生產在汽車行業表現較為突出,您如何看待客戶的柔性生產需求?德賽西威在此方面有何舉措?

嚴曉洋:與現行的大規模、批量化生產相對應,柔性生產將確保多批次、小產量狀態下產業的獲利能力,確保工藝流程的靈活性和資源利用率。這種生產模式成功後,能夠提供品種更豐富的個性化、功能更齊全的多樣性、性能更穩定的高品質、使用更人性化的產品。因此柔性生產給汽車行業帶來的變化將是:汽車的換代速度會越來越快,越來越個性化。消費者更容易買到自己喜歡的配置和車型;廠家可以更好地控制生產,減少浪費,提高效率。

另外,車廠或零部件廠家將通過互聯網,實現內、外服務的網路化,採集和分析生產車間的各種資訊,實現車廠與消費者之間的即時互動;大資料驅動汽車個性化生產,隨著大規模定制和網路協同的發展,製造業企業還需要即時從網上接受眾多消費者的個性化定制資料,並通過網路協同配置各方資源,實現汽車個性化生產;大資料驅動定制汽車批量生產,以定制化為重點的多種類、小批量製造業漸漸成為主流。

德賽西威的措施:

2016年3月31日,德賽西威正式宣佈西門子成為其產品生命週期管理(PLM)軟體領域的合作夥伴。2017年5月,德賽西威PLM系統上線。實現從專案管理、產品構思到3D建模、產品設計,再到生產製造、品質管制。最後到銷售服務和產品生命週期結束,優化與固化標準,彈性和規範融合,快速交付高品質產品。

PLM軟體涉及產品開發和生產的各個環節——從產品設計到生產規劃和工程直至實際生產和服務等不一而足。PLM軟體結合製造自動化,可顯著提高生產率,並帶來諸多競爭優勢。對德賽西威而言,這種組合可將新產品上市時間縮短50%。該系統可將分佈在不同位置的開發團隊和公司及其供應商連接起來,從而形成一個統一的產品、過程和生產資料管道。另外,通過主要的CAD/CAM/CAE軟體套件(電腦輔助設計/電腦輔助製造/電腦輔助工程),可針對產品開發提供詳細的三維模型。它支援工程師虛擬創建、類比和測試產品,以及生產所需的機器設備。PLM系統中的Tecnomatix軟體是為整個生產的虛擬設計和模擬而開發的。借助這種被稱為數位化製造的程式,公司可規劃生產,同時進行產品開發。

摘自《自動化博覽》2017年6月刊

產品數位實驗室與物理實驗室模擬升級,產品生命週期管理系統、需求管理、製造執行系統、品質管制系統、實驗室管理系統、智慧倉儲系統、企業管理系統、供應商管理等系統。

有關互聯網、物聯網建設情況

通過構建IoT物聯網平臺,提供平臺和工具,簡化應用程式開發,實現構建物、人員和系統資料的互聯及智慧決策;依託設備雲和資料管理系統管理設備並安全處理和採集機器及感測器資料;通過連接軟體實現物聯網通信、軟體連接設備並與之交互,將機器和感測器資料傳輸到雲中;最終實現視覺化的智慧互聯的製造分析決策。

預期效益

(1)經濟效益

綜合運營成本降低2 0%,產品研製週期縮短30%;生產效率提高60%,產品不良品率降低80%,能源利用率提高10%。

(2)社會效益

支撐新能源汽車產業發展,目前在中國新能源汽車、互聯網造車浪潮中被作為首選的合作夥伴,已為車和家、國能汽車、鎣石汽車、蔚來汽車、樂視汽車、上汽配套開發多個車型產品。

打造汽車電子產業的智慧製造示範工廠,通過行業共性技術(如大資料智慧製造協同系統技術、智慧物流、檢驗方法等)、關鍵技術(如模擬技術、控制技術、智慧裝備、自動化線體等)的研究和輸出,有效帶動汽車電子行業全產業鏈的快速發展。

自主設備達到80%,促進國內製造裝備的發展。

精彩對話

德賽西威汽車電子股份有限公司供應鏈管理中心總經理 嚴曉洋

自動化博覽:德賽西威在汽車行業的主要特點和優勢是什麼?

嚴曉洋:

(1)融合中西管理文化,國際化貫穿始終

德賽西威成立於1986年,在2010年之前,曾經作為飛利浦、曼內斯曼、西門子三家公司汽車領域重要的中國製造基地;2010年,佔有30%股份的德賽工業收購外資70%股份,德賽西威成為惠州國資委控股企業。雖然隨著股權的變更幾度易名,但一直堅持在汽車電子領域耕耘,從未剝離開核心業務。德賽西威多年積累專業性成為無可替代的核心競爭力,有著強大的產品、研發、品質等完整後備支援,這讓車企客戶有了很大的選擇度和自由度。

(2)堅持高效創新,夯實“本土化功底”

根據全球領先的市場調查機構IHS最新發佈的《2016年全球汽車電子供應商市場分析報告》顯示,在TOP30全球汽車電子企業裡,德賽西威2015~2016兩年裡以超過35%的銷售額增長率排在第一位,銷售額在全球汽車電子企業中排名第26名,國內汽車電子行業排名第一。

(3)高度重視自動化、資訊化

我們在1987年引進自動外掛程式機,是惠州市第一家引進自動化設備、最早獲得ISO9000認證、首家產值破億的企業。2015年,德賽西威啟動“工業4.0”戰略,在2017年5月,已實現一期“工業4.0”項目,MES、PLM、QMS和智慧倉儲系統上線,預計在2020年初步實現數位化工廠建設,將德賽西威打造成為中國汽車電子行業中智慧製造的標杆企業,完成敏捷設計、精益供應鏈和卓越經營三大戰略目標。

自動化博覽:您認為自動化技術在中國的汽車行業中應用現狀如何?還存在哪些問題?

嚴曉洋:自動化是汽車製造業實現產業升級的重中之重,是發展智慧製造的關鍵環節。

汽車行業是自動化技術應用最早、應用數量最多、應用能力最強的行業,全世界有超過50%的工業機器人應用在汽車行業。自動化技術大幅提高了汽車整車和零部件的品質,同時提升整車裝配技術水準,替代人工完成很多高強度高污染及惡劣環境下的工作,節省人工和管理成本,實現生產和供應鏈資訊化、智慧化。

相比其他行業,汽車業對產品尺寸、品質、精度和組裝的要求比較高,需要進行高品質、大規模的生產,因此機器人等高端自動化產品的應用率先得到推廣,並不斷對技術創新提出需求。

存在的問題:

(1)投入資金大,德賽西威一個自動化升級項目可能就投入上百萬,甚至上千萬的資金。另外,現在製造業企業本身發展就比較困難,有不少企業很難拿出這麼大筆資金進行自動化改造。

(2)專業人才缺失。除了資金,技術研發和應用能力是很多有意向進行“機器換人”企業的最大障礙。全流程自動化改造不是簡單地從國外買回幾台機器人就可以實現的,還要求企業有應用研發的人才和能力。

(3)整個上下游價值鏈的自動化。

自動化博覽:近幾年,柔性生產在汽車行業表現較為突出,您如何看待客戶的柔性生產需求?德賽西威在此方面有何舉措?

嚴曉洋:與現行的大規模、批量化生產相對應,柔性生產將確保多批次、小產量狀態下產業的獲利能力,確保工藝流程的靈活性和資源利用率。這種生產模式成功後,能夠提供品種更豐富的個性化、功能更齊全的多樣性、性能更穩定的高品質、使用更人性化的產品。因此柔性生產給汽車行業帶來的變化將是:汽車的換代速度會越來越快,越來越個性化。消費者更容易買到自己喜歡的配置和車型;廠家可以更好地控制生產,減少浪費,提高效率。

另外,車廠或零部件廠家將通過互聯網,實現內、外服務的網路化,採集和分析生產車間的各種資訊,實現車廠與消費者之間的即時互動;大資料驅動汽車個性化生產,隨著大規模定制和網路協同的發展,製造業企業還需要即時從網上接受眾多消費者的個性化定制資料,並通過網路協同配置各方資源,實現汽車個性化生產;大資料驅動定制汽車批量生產,以定制化為重點的多種類、小批量製造業漸漸成為主流。

德賽西威的措施:

2016年3月31日,德賽西威正式宣佈西門子成為其產品生命週期管理(PLM)軟體領域的合作夥伴。2017年5月,德賽西威PLM系統上線。實現從專案管理、產品構思到3D建模、產品設計,再到生產製造、品質管制。最後到銷售服務和產品生命週期結束,優化與固化標準,彈性和規範融合,快速交付高品質產品。

PLM軟體涉及產品開發和生產的各個環節——從產品設計到生產規劃和工程直至實際生產和服務等不一而足。PLM軟體結合製造自動化,可顯著提高生產率,並帶來諸多競爭優勢。對德賽西威而言,這種組合可將新產品上市時間縮短50%。該系統可將分佈在不同位置的開發團隊和公司及其供應商連接起來,從而形成一個統一的產品、過程和生產資料管道。另外,通過主要的CAD/CAM/CAE軟體套件(電腦輔助設計/電腦輔助製造/電腦輔助工程),可針對產品開發提供詳細的三維模型。它支援工程師虛擬創建、類比和測試產品,以及生產所需的機器設備。PLM系統中的Tecnomatix軟體是為整個生產的虛擬設計和模擬而開發的。借助這種被稱為數位化製造的程式,公司可規劃生產,同時進行產品開發。

摘自《自動化博覽》2017年6月刊

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