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摘要：本文以国内某知名大中型客车整车新建项目为蓝本，从现状评估、需求分析着手，系统地总结了客车企业在智能制造转型升级方向所作出的规划探索，展望了“智能化客车工厂”的美好愿景。重点介绍了智能制造战略路径上关键的智能中控系统项目，详细描述了智能中控系统的规划、功能及实施，为推动实现客车企业智能化工厂成功愿景提供了实践经验。
关键词：客车;智能工厂;中控系统;功能;实施
中图分类号：U468.1 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）12-0178-02
0 引言
智能制造转型升级已经成为汽车行业的普遍共识，本客车新基地建设项目以高标准、智能化、前瞻性和高技术水平为设计原则，选用先进、自动化生产设备，采用自动与智能化物流输送，加强过程控制能力，提升信息化程度，实现生产过程智能跟踪与产品生产过程、质量可追溯，致力于打造成全球客车行业智能、绿色的新标杆工厂。
1 智能客车工厂的规划蓝图
1.1 智能客车工厂规划理念 与乘用车相比较，客车企业“个性化”需求较多，无法组织标准规模化生产;自动化和信息化水平较低，产品的一致性、质量比较难控制，产品的生产过程数据较难追溯。新基地智能化规划从企业生产现状出发，以解决客车制造中生产效率低下、产品质量管控难、管理精细度不够等核心问题，实现自动化、柔性化、节能环保等为目标，构建符合企业生产实际，价值最优化的客车智能工厂。其建设路径基本为：工艺装备智能化—物流输送智能化—信息化管理。
1.2 客车智能工厂整体架构 为应对客车定制化下的快速设计实现，客车制造的价值链流程相比乘用车增加了销售技术和订单设计部分。本客车新基地建设项目智能制造架构搭建核心以OTD价值链流程为主线，以先进的信息系统实现从定单到交付的全流程自动化。运用大数据分析，将采集到的生产数据、质量数据、设备数据等信息进行分析，实现自动排产、自动生产管理、设备管理、能源管理、质量管理、智能经营决策等，通过数字孪生，实现客车全自动化过程可视。图1为某大中型客车智能工厂理想架构图。
1.3 客车智能工厂实施策略 当前，国内汽车产业智能制造还处于逐步探索实践阶段，智能制造发展整体介于2.0与3.0之间。在充分调研了国内外汽车行业智能制造案例，结合客车行业发展现状及企业实际，从经济性及价值最大化的角度考虑，本新基地建设项目智能制造采取“整体规划、分步实施、循序渐进”的实施战略。
1.4 智能中控系统 客车智能工厂优先实现客车生产线设备的数据采集与分析、能源管控、设备管理、状态监控、故障维修预警、ANDON等功能，这部分称之为智能中控系统。图2是智能中控系统功能规划。
2 智能中控系统的实施及效益
2.1 系统方案及软硬件规则
2.1.1 工厂编码等统一 为了使中控系统能顺利地采集到设备的各种有用信息，从项目初始阶段，就要對整个工厂的所有控制系统的代码、程序编制规则、符号代码编写规则等进行统一;并对工厂的IP地址网段统一分配，车身代码规则各车间按标准执行……
2.1.2 硬件配置统一 交换机层级，不同类型信号的通讯方式，设备与中控系统接口形式，工程界面，供电方式等统一规划。中控系统及相关的光纤网络交换机供电采用双电源供电，以免停电造成中控系统数据的丢失。中控系统网络结构可以采用环网结构，也可以采用星型网络结构，星型网络结构较图环网结构更加稳定，但成本更高。
2.2 中控系统功能实现 为了保证中控系统可靠运行，服务器机柜房间要求恒温恒湿、地面防静电处理。服务器房间和监控室分开，设计时需要考虑显示器和电脑的电源插口。
中控系统软件架构采用标准化工具、模块化功能组件、柔性化配置界面，稳定性、安全性、复用性、移植性均有可靠保障。
常规中控系统具备的基本功能，如生产状态、设备状态监控、设备班次管理、设备故障查询、设备趋势管理等常规功能由于篇幅限制不在此赘述。本文重点阐述在常规中控系统的基础上增加的具有大中型客车项目特色的功能。
2.2.1 预防性维修 预防性维修主要是指在机械设备没有发生故障或尚未造成损坏的前提下即展开一系列检查的维修方式，通过对产品的系统性检查、设备测试和更换以防止功能故障发生，使其保持在正常工作状态。毫无疑问，预防性维修能减少设备故障时间和生产停台时间。通过采集所有设备的正常运行状态，形成设备日常正常运行的状态，但被检测设备偏离了正常状态值时，中控系统发出报警提示，形成设备维修报表，从而实现对设备的预防性维修。
2.2.2 质量管理 客车生产质量管控过程主要由检查、维修、分析原因改进改善。如何让质检人员的检查结果直接传递给维修人员、维修人员处理后质检人员如何快速的复检、所有的质量问题如何快速录入并统计分析得出有效结论，提升质量管控效率？
中控系统在关键质量检查工位配置了触摸屏，触摸屏上显示当前车身信息，车身三维立体示意图，检查者发现被检查车身问题后，直接在操作屏上点选对应的缺陷即可完成质量检查信的系统录入。 2.2.3 生产物流跟踪 为了实现焊装后的白车身在后续生产过程中的位置跟踪，以掌握车身的生产状态、生产质量，在焊装车间、电泳车间、涂装车间、总装车间均设置了高频射频识别系统。车辆信息在焊装时被自动写入安装在滑橇上的数据载体内，当车辆经过不同的读写站时，车身信息能通过读写站从载体中读出，自动指导作业人员根据车型选择对应的材料、对应的颜色进行作业，自动将车型信息传送给机器人进行喷涂作业。通过中控系统，能够准确知道某台车身当前位置、质量缺陷、修复程度、经过某个烘干炉时烘烤的工艺参数及烘干时间等等。图3射频识别系统图。
2.2.4 Andon系统 在生产过程中，各个工位的工人可以通过Andon系统的按钮、拉绳开关、触摸屏等向班组长发出产品质量异常、设备故障、物料短缺等帮助请求，Andon系统采集这些呼叫请求，并以报警灯、广播、看板、邮件、微信等多种方式逐级通知，形成自下而上的快速响应机制，使生产过程中的问题得到及时处理，减少生产线停工时间，提高生产效率。根据生产需要，配置有质量、设备、物料Andon系统，可根据问题类型、报警时长设置自动应答处理机制，对计划完成率，停线次数、累计停线时间、直通率等多种方式的统计分析。
2.2.5 能源管控平台
通过对工厂所有三级仪表信息的采集，将不同区域、不同类型的设备的数据进行分析比较。系统在设定好的扫描周期内记录能源消耗数据，可根据使用者需要，生成定制化报表。可根据设定策略，自动起停生产线设备。根據在线产能和节拍，实现自动能耗管理，如电机降频运行、烘干炉降温待机。
2.3 中控系统预期效益
实现设备控制、数据采集、质量控制等的全过程自动化;实现从订单录入到生产入库出货全流程的可视化;提高资源利用率，减少能源消耗，生产效率提升，从而提升企业效益，为精益化管理及科学决策提供数据支撑。
3 结束语
实现客车智能工厂的目标还任重而道远，通过优先实现智能中控系统的搭建，有效地实现生产与管理的统一。系统投入后，在推动各相关部门快速响应、生产相关信息快速传递等方面提供了有效支持，有效的保障了自动化生产、准时化管理。未来，根据生产需要不断的进行信息化功能扩充，实现理想中的客车智能工厂目标必定为时不远。
参考文献：
[1]工业智能化转型方法与实践[M].上海科学技术出版社，2020.
关键词：客车;智能工厂;中控系统;功能;实施
中图分类号：U468.1 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）12-0178-02
0 引言
智能制造转型升级已经成为汽车行业的普遍共识，本客车新基地建设项目以高标准、智能化、前瞻性和高技术水平为设计原则，选用先进、自动化生产设备，采用自动与智能化物流输送，加强过程控制能力，提升信息化程度，实现生产过程智能跟踪与产品生产过程、质量可追溯，致力于打造成全球客车行业智能、绿色的新标杆工厂。
1 智能客车工厂的规划蓝图
1.1 智能客车工厂规划理念 与乘用车相比较，客车企业“个性化”需求较多，无法组织标准规模化生产;自动化和信息化水平较低，产品的一致性、质量比较难控制，产品的生产过程数据较难追溯。新基地智能化规划从企业生产现状出发，以解决客车制造中生产效率低下、产品质量管控难、管理精细度不够等核心问题，实现自动化、柔性化、节能环保等为目标，构建符合企业生产实际，价值最优化的客车智能工厂。其建设路径基本为：工艺装备智能化—物流输送智能化—信息化管理。
1.2 客车智能工厂整体架构 为应对客车定制化下的快速设计实现，客车制造的价值链流程相比乘用车增加了销售技术和订单设计部分。本客车新基地建设项目智能制造架构搭建核心以OTD价值链流程为主线，以先进的信息系统实现从定单到交付的全流程自动化。运用大数据分析，将采集到的生产数据、质量数据、设备数据等信息进行分析，实现自动排产、自动生产管理、设备管理、能源管理、质量管理、智能经营决策等，通过数字孪生，实现客车全自动化过程可视。图1为某大中型客车智能工厂理想架构图。
1.3 客车智能工厂实施策略 当前，国内汽车产业智能制造还处于逐步探索实践阶段，智能制造发展整体介于2.0与3.0之间。在充分调研了国内外汽车行业智能制造案例，结合客车行业发展现状及企业实际，从经济性及价值最大化的角度考虑，本新基地建设项目智能制造采取“整体规划、分步实施、循序渐进”的实施战略。
1.4 智能中控系统 客车智能工厂优先实现客车生产线设备的数据采集与分析、能源管控、设备管理、状态监控、故障维修预警、ANDON等功能，这部分称之为智能中控系统。图2是智能中控系统功能规划。
2 智能中控系统的实施及效益
2.1 系统方案及软硬件规则
2.1.1 工厂编码等统一 为了使中控系统能顺利地采集到设备的各种有用信息，从项目初始阶段，就要對整个工厂的所有控制系统的代码、程序编制规则、符号代码编写规则等进行统一;并对工厂的IP地址网段统一分配，车身代码规则各车间按标准执行……
2.1.2 硬件配置统一 交换机层级，不同类型信号的通讯方式，设备与中控系统接口形式，工程界面，供电方式等统一规划。中控系统及相关的光纤网络交换机供电采用双电源供电，以免停电造成中控系统数据的丢失。中控系统网络结构可以采用环网结构，也可以采用星型网络结构，星型网络结构较图环网结构更加稳定，但成本更高。
2.2 中控系统功能实现 为了保证中控系统可靠运行，服务器机柜房间要求恒温恒湿、地面防静电处理。服务器房间和监控室分开，设计时需要考虑显示器和电脑的电源插口。
中控系统软件架构采用标准化工具、模块化功能组件、柔性化配置界面，稳定性、安全性、复用性、移植性均有可靠保障。
常规中控系统具备的基本功能，如生产状态、设备状态监控、设备班次管理、设备故障查询、设备趋势管理等常规功能由于篇幅限制不在此赘述。本文重点阐述在常规中控系统的基础上增加的具有大中型客车项目特色的功能。
2.2.1 预防性维修 预防性维修主要是指在机械设备没有发生故障或尚未造成损坏的前提下即展开一系列检查的维修方式，通过对产品的系统性检查、设备测试和更换以防止功能故障发生，使其保持在正常工作状态。毫无疑问，预防性维修能减少设备故障时间和生产停台时间。通过采集所有设备的正常运行状态，形成设备日常正常运行的状态，但被检测设备偏离了正常状态值时，中控系统发出报警提示，形成设备维修报表，从而实现对设备的预防性维修。
2.2.2 质量管理 客车生产质量管控过程主要由检查、维修、分析原因改进改善。如何让质检人员的检查结果直接传递给维修人员、维修人员处理后质检人员如何快速的复检、所有的质量问题如何快速录入并统计分析得出有效结论，提升质量管控效率？
中控系统在关键质量检查工位配置了触摸屏，触摸屏上显示当前车身信息，车身三维立体示意图，检查者发现被检查车身问题后，直接在操作屏上点选对应的缺陷即可完成质量检查信的系统录入。 2.2.3 生产物流跟踪 为了实现焊装后的白车身在后续生产过程中的位置跟踪，以掌握车身的生产状态、生产质量，在焊装车间、电泳车间、涂装车间、总装车间均设置了高频射频识别系统。车辆信息在焊装时被自动写入安装在滑橇上的数据载体内，当车辆经过不同的读写站时，车身信息能通过读写站从载体中读出，自动指导作业人员根据车型选择对应的材料、对应的颜色进行作业，自动将车型信息传送给机器人进行喷涂作业。通过中控系统，能够准确知道某台车身当前位置、质量缺陷、修复程度、经过某个烘干炉时烘烤的工艺参数及烘干时间等等。图3射频识别系统图。
2.2.4 Andon系统 在生产过程中，各个工位的工人可以通过Andon系统的按钮、拉绳开关、触摸屏等向班组长发出产品质量异常、设备故障、物料短缺等帮助请求，Andon系统采集这些呼叫请求，并以报警灯、广播、看板、邮件、微信等多种方式逐级通知，形成自下而上的快速响应机制，使生产过程中的问题得到及时处理，减少生产线停工时间，提高生产效率。根据生产需要，配置有质量、设备、物料Andon系统，可根据问题类型、报警时长设置自动应答处理机制，对计划完成率，停线次数、累计停线时间、直通率等多种方式的统计分析。
2.2.5 能源管控平台
通过对工厂所有三级仪表信息的采集，将不同区域、不同类型的设备的数据进行分析比较。系统在设定好的扫描周期内记录能源消耗数据，可根据使用者需要，生成定制化报表。可根据设定策略，自动起停生产线设备。根據在线产能和节拍，实现自动能耗管理，如电机降频运行、烘干炉降温待机。
2.3 中控系统预期效益
实现设备控制、数据采集、质量控制等的全过程自动化;实现从订单录入到生产入库出货全流程的可视化;提高资源利用率，减少能源消耗，生产效率提升，从而提升企业效益，为精益化管理及科学决策提供数据支撑。
3 结束语
实现客车智能工厂的目标还任重而道远，通过优先实现智能中控系统的搭建，有效地实现生产与管理的统一。系统投入后，在推动各相关部门快速响应、生产相关信息快速传递等方面提供了有效支持，有效的保障了自动化生产、准时化管理。未来，根据生产需要不断的进行信息化功能扩充，实现理想中的客车智能工厂目标必定为时不远。
参考文献：
[1]工业智能化转型方法与实践[M].上海科学技术出版社，2020.