商用车“智造”谁执牛耳——J7整车智能工厂“数智化”建设初探

一汽解放J7整车智能工厂位于吉林省长春市，占地5.55万m2，总投资11.25亿元，设计年产能5万辆，于2020年6月开工建设，2021年12月14日正式建成投产。该智能工厂拥有底盘装配、底盘喷涂、驾驶室装配、整车装配等核心工艺，采用国际一流智能装备和最新数字化技术，全速接轨高端化、智能化、国际化领先汽车制造。

在中国，位于“解放”品牌发源地的一座世界级整车智能工厂，对一汽解放集团股份有限公司在商用车国际化竞争加剧大背景下，整体提升技术水平和产品质量，持续增强核心竞争力和品牌影响力，向“‘中国第一、世界一流’的智慧交通运输解决方案提供者”目标冲刺的赋能作用不言而喻。

2 数智化建设目标与规划架构

J7整车智能工厂以“高质量、高效率地制造出用户满意的产品，提升员工便利和用户体验”为目标，定位于“中国第一、世界一流”的高端智能化生产线，智能化水平行业领先，打造智能制造标杆工厂。全面对标行业最佳实践和跨行业的成功经验，引入优质供应商的最佳解决方案，保障技术领先。结合未来数字化发展趋势，开展新技术的应用与探索，同时为未来先进技术扩展做好发展预留。

通过构建“一张网、三个流、四平台、四融合”为核心的数智化制造体系，打造个性化定制、网络化协同、服务化制造的智能制造新模式。“一张网”指工业物联网；“三个流”包括产品数据流、订单数据流、制造数据流；“四平台”是智能装备平台、数字化工艺平台、制造运营平台和制造大数据智能决策平台；“四融合”指研发与工艺融合、工艺与制造融合、订单与制造融合、IT与OT融合。

广泛应用工业互联网技术，通过数字化系统建设，打通产品、订单、生产制造3大数据流，订单直达工厂，驱动工厂智能排产，全流程核心指标100%透明可视；工艺参数直通设备，结合生产实际智能执行，数字化指示指导定制化产品高质量生产。

J7整车智能工厂内部布置有大量传感器，系统对变电所、组合空调、智能照明、空压机、油液品等进行实时监测，并根据实时数据自动调节控制策略，精准实现能源数字化、自动化管理，实现能耗降低20%，碳减排 660 t/年。

3 创新点

不同于传统生产模式，J7整车智能工厂按照智能制造的发展理念，依托数字化、网络化、智能化技术，构建了行业领先的数智化运营体系，实现了质量过程100%数智化可控，物流配送100%无人化上线，核心指标100%可视化运营。智能工厂集自动化、柔性化、数智化于一体，实现了一汽解放卡车从“制造”到“智造”的跨越式发展。

3.1 智能执行

J7整车智能工厂依托工业互联网、大数据等最新数字技术，在全球商用车行业首创机器人与AGV协同随行、全程无人化、智能化的“轮胎全自动智能随行装配技术”；在国内商用车行业首创整车ECAS智能在线标定、车架智能立体编组排序、功能孔位智能激光打刻、工具及备件无人化智慧管理等4项技术。通过智能化物流配送、全自动智能涂胶装配、油液智能随行加注、整车智能检测、基于订单管理模式的电控数据刷写及检测等7项技术，工厂构筑了技术领先优势，打造了个性化定制、网络化协同的智能制造新模式，作业生产效率较传统卡车生产线提升10%以上。

J7整车智能工厂广泛应用智能AGV。底盘装配、整车装配、等线体全部采用工位可变、布局可调的线体AGV，显著提升了生产线的柔性化水平，灵活性更高，降低异常停线时间，预计生产效率提升5%~10%。

物料配送上线采用智能AGV和机械化自动输送线，共计配备200余台物流AGV。信息系统根据配送任务智能调度AGV执行配送任务，配送过程全部无人化、智能化，实现“0 走动”，物流作业效率提升55%。

拧紧、加注、检测等关键质量控制点，采用智能工艺装备和数字化管控技术，实现“一车一单”的制造模式。通过“任务下发-作业执行-结果反馈-存档追溯”实现全过程数智化管理，大幅提升过程质量保障能力，质量100%智能可控、可追溯。

⑴国际商用车行业首创：“轮胎全自动智能随行装配”，机器人与AGV随行作业，多视觉技术融合。

与业内惯用的定点装配(把车停在固定位置，由6台机器人安装轮胎)不同，商用车行业首创的4台轮胎装配机器人跟随生产线上的J7车体，边走边安装轮胎，夹起轮胎、翻转、放下、就位、紧固……，装配机器人与不同AGV协同随行、密切配合，整个过程如行云流水。据介绍，从固定位置装轮胎到随行装配的改变，包含了非常多的技术难点。要确保机器人与AGV同频随行，快速准确地给车体装好所有轮胎；而自动拧紧不同规格的螺母，就需要机器人拥有超高精度的定位能力，在随行过程多个环节需要应用视觉识别技术。

⑵国内商用车行业首创：“整车ECAS智能在线标定”，在线精确标定多车型ECAS车辆悬架系统。

高端商用车底盘悬架结构采用气囊减振，中后桥要装配8个气囊，如果气囊充气后高度不在一个水平线上，就会影响减振效果，所以在装配时需标定车架与地面的距离。以前，这项工作是由工人现场使用卡尺测量并标注，存在误差的概率高。而J7智能工厂首次实现“整车ECAS在线智能标定”，采用激光自动测量，线上“秒速”标定，几乎零误差。

⑶国内商用车行业绝对领先：智能随行加注系统。

智能随行加注系统实现多合一随行加注，加注防错率达100%，信息传递率100%；防漏加、油品切换提示报警；加注参数自动下发，加注数据自动上传分析，加注设备定期提示校准。

3.2数智建设

数智化则撑起了智能执行的背后逻辑。J7整车智能工厂采用全三维数字化设计与虚拟仿真技术，打通数字化工艺平台(DPS)、制造运营管理平台(MOM)和物流执行系统(LES)等数字化系统，核心业务“端到端”数据集成，落地智能排产、质量闭环预警、能源智慧管控等智能化应用，深化数字孪生场景，全面提升制造快速响应能力。

4 数智运营应用场景

J7整车智能工厂依托一汽解放“一张网、三个流、四平台、四融合”智能制造总体架构，基于数据驱动的业务模式，应用工业互联网和大数据等最新数字技术，形成“高通量工业现场数据的数字孪生模型”等12项大数据应用场景，构筑了技术领先优势，在大数据融合应用方面再次引领行业。

4.1 三维数字化工艺——全车型虚拟仿真验证

解放J7整车智能工厂通过数字化工艺平台对生产车型进行结构化工艺搭建及三维数模仿真验证，并将工艺文件、装配动画等信息自动发送至车间现场及工位指示屏，将工艺参数等信息自动发送至拧紧、加注设备。由于打通了工艺与制造的“端到端”业务，实现工艺变更快速响应，工艺指导无纸化、可视化。

4.2 数字孪生车间——全维度整合工厂数据

解放J7整车智能工厂以1:1建模后的现实工厂为场景，进行真实数据驱动仿真，全维度整合工厂运行数据，通过三维信息可视化，实现“工厂级-产线级-设备级”模型的穿透式访问，使数据显示效果更直观。针对不同产线、不同异常进行列表查询，以高亮或闪动形式在虚拟工厂中提示报警，使现场人员快速响应，快速抵达异常工位；同时，基于历史数据重现历史生产过程，极大地改善了工艺和生产节拍。 

4.3五级运营可视——全体系运营辅助决策

解放J7整车智能工厂通过企业文化区、工厂中控、产线屏、班组屏、产线工位屏等，为参观用户、生产管理人员、班组管理人员、现场操作者等5个层级人员打造实时、透明的工厂运营可视化体系，提升管理时效性和决策准确性。

解放J7整车智能工厂企业文化可视平台：为参观者展示了车间运行现状、车联网数据变化等信息，极大地丰富了参观者的体验感。

工厂中控CCR产线屏：通过对产线运行状态、生产信息监控、厂内存车、指标监控等信息进行展示，让生产决策层和管理者及时准确掌握工厂运营全貌，提高决策效率。

生产线监控大屏：大屏展示各生产线生产进度、车辆在线状态、AGV等运行状态、现场停线等信息，让现场管理人员及时了解生产线运行状态，提升现场问题解决效率。

班组屏：班组屏主要展示班组安全、质量、生产、成本、人事、综合等信息，让班组人员全面掌握各项指标达成情况和变化点信息，提高精益化管理水平。

工位指示平台：工位指示平台为现场操作者展示生产计划、车辆信息、拧紧作业、装配物料清单、三维指导动画、爆炸图等，实现全作业过程精准指导，装配信息100%无纸化，让现场操作者实施掌握车型变化点和作业指导，提升装配质量。

视觉识别检测，全流程规范工人作业：解放J7整车智能工厂依托工业摄像头，运用人工智能+机器视觉算法，对工人的操作步骤进行正确引导和异常操作提示，同时对操作数据进行记录存储，解决工人“作业过程黑箱”问题，全流程规范工人作业，实现生产工步引导、工步防错防漏、工步时长分析、辅助新员工培训。

4.4 智慧质量管理——全过程质量信息追溯

解放J7整车智能工厂装配车间通过制造运营系统将过程质量纳入线上管理，通过建立质量标准、过程质量录入、质量问题线上传递、质量问题自动分析等手段，提升质量管理的精细化水平，实现信息采集、追溯、分析、改进质量闭环管理；运用PAD支持多种故障录入方式(文字点选、模糊查询、蝴蝶图点选等)，实现质量问题快速录入及标准化；通过T-BOX定位查询及推送，实现问题车辆精准查找，提高整备效率；整合生产设备、检测线等信息，搭建整车质量档案，实现过程质量可追溯率达到100%。       

4.5 智慧物流配送——全模式物流自动拉动

解放J7整车智能工厂J7智能装配车间通过物流执行系统与物流AGV、RFID、配送车辆等进行集成，实现物料自动化收货、货到人分拣指示防错、动态库存管理等业务提升；通过叉车自动扫描器具RFID，并与收货信息进行校验并绑定，实现物料自动收货；通过物流执行系统与AGV集成，将物流收货、配送信息发送至AGV中控，实现物料自动配送上线。

5 应用效果

J7智能整车工厂对支撑经营的作用显著：质量提升方面，整车关键质量在线受控率100%，质量数据100%可追溯；生产成本方面，劳动成本降低20%，能源费用降低30%；效率方面，设备可动率98%，人均劳动效率提升20%。

据悉，一汽解放的新制造基地将陆续投产，数智化工作方法也将陆续落地。其中，广汉新工厂2022年12月投产，长春车桥新基地2023年6月投产，佛山新工厂2022年6月投产，无锡16 L发动机工厂2022年12月投产。

J7整车智能工厂的落成投产，为一汽解放跻身世界顶级商用车品牌提供加速度，也为我国商用车高端制造与产业升级按下了加速键；同时为中国汽车工业制造能力全面向智能化、信息化目标提升，提供了可借鉴的宝贵实践经验。

（本文刊发在《商用汽车》杂志2022年第9期）

作者：于晶

来源：商用汽车杂志