奇瑞捷豹路虎通過智能制造項目試點，實現眾多智能應用平臺和落地相關工作，不但為企業自身降本增效提質帶來巨大推動作用，而且作為豪華車標桿企業，公司正在從數字化工廠向智能化工廠邁進，對行業有重要帶動作用。
本文為“2019年度中國智能制造****實踐獎”參評案例。
01 企業簡介
奇瑞捷豹路虎汽車有限公司成立于2012年11月，位于蘇州市常熟經濟技術開發區，由奇瑞汽車股份有限公司和捷豹路虎汽車共同出資組建而成，合資雙方股比為50:50，是國內首家中英合資的高端汽車企業。
公司常熟工廠是捷豹路虎首個英國本土以外的整車制造工廠,世界******、最高效的汽車生產基地之一。工廠總裝車間、全鋁車身車間和發動機車間先后獲得江蘇省示范智能車間稱號。工廠獲得《科爾尼·汽車商業評論》2016/2017中國****工廠/中國運營卓越獎。2019年蘇州市智能工廠等榮譽。截至目前，公司已成功投產路虎攬勝極光、路虎發現神行、全新捷豹XFL、全新捷豹XEL和全新捷豹E-Pace五款乘用車。2018年總銷量達6,7788輛。
2019年12月3日，奇瑞捷豹路虎由江蘇省及蘇州市相關領導授予《蘇州市智能工廠》榮譽銘牌。由蘇州市工業和信息化局及蘇州市財政局經過層層嚴格審核評選出，充分展現出公司在智能制造及供應鏈、數字化、工業互聯網平臺等方面的突出建設。
圖1 奇瑞捷豹路虎汽車有限公司
02 企業在智能制造方面的現狀
工廠總體設計本著“整體規劃，分期實施，精益投資”等原則進行規劃。實現合理的總體布局，先進的工藝流程，安全高效的物流運輸，以達到精益生產與綠色環保的和諧統一。公司擁有伺服壓機、全鋁鉚接、自動噴涂、總裝底盤合裝、發動機珩磨、藍光測量、激光雷達在線測量等先進的生產制造及檢測試驗設備。
奇瑞捷豹路虎在三年內完成三大核心系統建設，建立起SAP企業管理軟件與解決方案、MES全功能生產過程執行管理系統、LES物流執行系統和管理模式這一整套全球一流的IT解決方案。
同時，公司將信息技術融入制造體系，實現智能制造，采用完善的精益制造體系，全球統一的質量標準，卓越交付世界一流品質的整車及發動機產品。公司建立并維護IATF16949質量管理體系、OHSAS18001職業健康安全管理體系，明確對質量安全、環保、節能、資源綜合利用等方面責任，旨在提升產品質量與產能、創造社會經濟效益、安全節能環保。
公司響應國家推行中國制造2025戰略，將工業互聯網、智能制造作為公司核心戰略。作為國內首家中英合資高端汽車企業與數字化轉型的領先應用者，公司正在和全球知名公司合作規劃和建設IIOT平臺，作為企業工業互聯網和智能制造核心基礎平臺，承載智能制造各種應用場景落地，主要包含安全監控、工業數據管理、大數據分析、云技術應用和移動性等。
隨著5G+MEC工業物聯網技術逐步應用，助力于通過機器互聯、軟件及數據研發，提升生產效率，期待與工業互聯網生態圈中的客戶和合作伙伴共同轉型升級，公司將領先汽車行業實現打造OT、IT、CT三T融合的工業互聯私有云平臺，為智能工廠的領先標桿典范打好堅定技術基礎。建成基于數據化管理為基礎的智能工廠。截止2018年底，公司的整體生產效率已達到95.5%，產品不良率下降3.5%，能源利用率達到98%。
03 參評智能制造項目 詳細情況介紹
① 項目背景介紹
奇瑞捷豹路虎常熟工廠基于各個系統信息相對獨立，數據管理未實現平臺化，OT和IT融合度不足的情況，通過橫向、縱向維度逐步實現以下模式提升，包括：
● 互聯工廠-打通企業運營的“信息孤島”；
● 全生產過程能源優化管理-提高能源資源利用率；
● 產品全生命周期可溯-提升產品質量管控能力；
● 柔性制造-快速響應多樣化市場需求；
● 大規模個性化定制，滿足用戶個性化需求；
● 遠程運維服務-提高裝備/產品運維服務水平；
● 網絡協同制造-供應鏈上下游協同優化；
● 產品生命周期數字一體化，實現縮短產品研制周期。
奇瑞捷豹路虎通過PPPT方法論為智能制造提供理論方法原則支撐。
圖2 PPPT方法論框架
奇瑞捷豹路虎逐步實現智能車間到智慧工廠，到智慧制造升級的目標，分別有以下示范效應：
● 生產現場無人化，真正做到“無人”工廠；
● 生產數據可視化，利用大數據分析進行生產決策；
● 生產設備網絡化，實現車間“物聯網”；
● 實現高效能源節能管理、綠色制造；
● 生產過程透明化，智能工廠的“神經”系統。
奇瑞捷豹路虎是江蘇省汽車行業第一家嘗試5G+工業互聯網企業，5G+MEC是新一代信息通訊技術與現代工業深度融合的產物，是制造數字化、網絡化、智能化的重要載體，奇瑞捷豹路虎5G+MEC將打造汽車行業工業互聯網平臺標桿。
② 項目實施與應用情況詳細介紹
瑞捷豹路虎5G+MEC落地，為智能制造升級賦能。
2019年4月10日，奇瑞捷豹路虎與中國聯通江蘇省分公司簽署5G戰略合作協議，雙方在網絡技術研究、應用研究和通信服務與企業信息化等方面展開合作。通過5G網絡與工業互聯網、智能駕駛等深度結合，為智能制造升級賦能。奇瑞捷豹路虎工廠設備聯網和集中管理互聯互通基本已經完成，并于2019年12月完成驗證。5G網絡在智能制造方面的三個場景的應用，利用低延遲、高速率、大連接三大特性，分別完成物流機器人項目、MR眼鏡虛擬裝配項目、能源管理項目驗證，并獲得不錯的驗證成績。后續公司將逐步實現人、機器、車間、企業等主體以及設計、研發、生產、管理、服務等產業鏈環節全要素的互聯。在工廠內，要實現生產裝備、信息采集設備、生產管理系統及勞動力之間互聯。在工廠外，要實現生產企業、協作企業智能產品、用戶、金融機構、供應鏈、物流企業互聯。
圖3 5G+MEC技術將助力工業互聯網落地
圖4 5G+MEC技術框架
基于MEC技術，中國聯通聯合華為和奇瑞捷豹路虎形成聯合項目小組，討論確定5G智能制造方案，并在奇瑞捷豹路虎廠區建設5G網絡覆蓋和MEC服務器建設工作，實現5G無線連接，MEC和獨立APN建設CU網關方案，開通單獨的APN，建設獨立的CU分離網關，用于企業APN，復用MME。實現工業數據接入局域網閉環管理，本地企業業務通過企業APN接入本地分流網關，流量不經過Internet。實現5G為基礎的無線局域網環境，既實現網絡安全，又實現5G網絡逐步代替有線連接和工業WiFi技術。
本次項目驗證5G擁有三大應用場景，其大帶寬（eMBB）、低時延（uRLLC）、多連接（mMTC）的網絡能力，再加上網絡切片等新技術，項目組針對虛擬裝配項目、物流機器人項目、能源管理項目進行網絡測試驗證和應用測試驗證。
圖5 5G應用于Carrypick項目
應用測試分析測試場景
Carry Pick貨到人技術，主要運用于SPS和SEQ揀選，是國內主機廠第一個大型的智能揀選項目，很好地將機器人設備在拆零分揀領域的應用優勢與汽車行業（精益生產）生產模式進行整合，進一步提升物流的自動化率，同時提升零部件存儲與揀選效率。
圖6 物流機器人正在作業
綜合網絡測試結果：5G網絡平均延遲要低于WIFI網絡信號，5G整體延遲較低，表現優于WIFI信號；斷線次數和丟包率相差不大，WIFI信號偶有斷線情況；5G網絡信號強度要強于WIFI網絡信號，峰值強度較高，平均強度略高于WIFI。測試證明5G在應用物流機器人運動過程中時延低的特性發揮的淋漓盡致。
圖7 5G應用于虛擬裝配應用測試分析
虛擬裝配應用多項仿真技術，在生產線建立之前，便可對生產節拍進行計算并驗證產能，在設計階段對產品可行性進行驗證。在設備安裝前，對機械及電氣系統進行仿真評估，在焊裝工藝、涂裝工藝實施前，進行模擬仿真。通過仿真技術提前預知，進而提高效率。
圖8 虛擬裝配
通過MR眼鏡網絡和應用測試，測試效果較好，無體感延遲，畫面連續性較好。待終端HoloLens支持5G通訊后，將進一步保障的視頻流，降低視頻數據傳輸的時延、抖動和丟包率，保障了視頻傳輸的帶寬和質量，從而提高了視頻分析結果的準確度和實時性。
圖9 NB-IOT應用于EMS項目應用分析
目前發動機車間已經實施智能EMS能源管理系統，在發動生產的同時，合理計劃和利用能源，降低單位產品能源消耗，提高經濟效益，降低二氧化碳排放量為目的信息化管控系統。
圖10 能源管理平臺
通過能源計劃、能源監控、能源統計、能源消費分析、重點能耗設備管理、能源計量設備管理等多種手段，使企業管理者對企業的能源成本比重，發展趨勢有準確的掌握，并將企業的能源消費計劃任務分解到各個生產部門車間，使節能工作責任明確，促進企業健康穩定發展。
該驗證進行工廠計量器具數據采集，驗證NB-IOT和4G網絡參數對比，因為業務需要進行瞬時電壓，瞬時電流實時監控，數據更新頻率不能高于10s，在這個前提下，建議選擇4G DTU設備。
綜上驗證，將5G的三大特性應用到工業互聯網平臺，奇瑞捷豹路虎將陸續在其他智能制造場景進行驗證及推廣。
圖11 5G其他擴展場景應用挖掘
③ 效益分析
奇瑞捷豹路虎通過智能制造項目試點，實現眾多智能應用平臺和落地相關工作，不但為企業自身降本增效提質帶來巨大推動作用，而且作為豪華車標桿企業，公司正在從數字化工廠向智能化工廠邁進，對行業有重要帶動作用。實現效果分析如下。
