导语
1958年，第一辆红旗轿车下线，点燃了中国轿车制造的火种。在此后的60多年间，“红旗”，一直是中国老百姓心中轿车的“国民品牌”。
2021年，数字化席卷全球的今天，一座红旗新能源汽车智能工厂拔地而起，引领了中国汽车制造业新的潮流。
这一次，数字将如何赋能汽车制造？作为“共和国长子”的中国一汽，又将在数字时代，掀起怎样的产业变革？数字化智能工厂，将为我国制造业的数字化转型，带来怎样的借鉴意义？央视网《数字工厂样板间》走进红旗新能源汽车工厂，揭秘数字驱动的力量。
数字孪生工厂的诞生
吉林长春，中国一汽集团的生产基地内，一群汽车行业的工程师们，正在对虚拟世界的一家工厂进行紧张调试。然而，这并不是一款游戏，而是要把这座100个足球场大的智能工厂，从物理世界映射到数字化的虚拟空间中。
虚拟世界中的数字工厂也被称为数字孪生工厂，将会和现实工厂之间，进行完全同步的生产过程，工作人员在屏幕前，就能对一台车的生产，实现全过程的监测。
这个全新概念的数字化智能工厂，在一汽内部被称为红旗繁荣工厂。系统地把数字化智能化技术，覆盖到汽车生产各车间及整个生产过程。这家数字化智能工厂，每年将会生产20万辆的红旗新能源汽车。每隔一分钟，就会有一辆红旗新能源车从这里下线。
作为这个数字化智能工厂的总承包单位，原隶属于中国机械工业部的机械工业第九设计研究院股份有限公司是一家有着六十三年汽车工厂规划、设计建设的国家甲级设计院和工程公司，提供汽车工程整体解决方案，曾服务于国内外数十家汽车公司，但是这次，他们面临的任务，与以往任何一次都不同。
从 1887年德国人卡尔·本茨发明制造出人类第一辆汽车并开启最初的汽车原始定制化生产，到1913年第一条汽车生产线诞生进行批量生产，世界汽车制造中心从欧洲转移到美国，再到上世纪七十年代，这个中心由于丰田公司实现精益生产，使得制造成本下降并实现效率和质量再度提高而转移到日本，继而在本世纪初，基于蓬勃的经济发展与庞大的市场需求，中国成为新的世界汽车制造中心。一百多年来，汽车制造在人类科技和管理的创新中不断前行。
作为2021年年汽车产销均突破2500万辆，机动车保有量达到3.95亿台的世界第一汽车制造大国，从1952年中国第一辆汽车下线，至今中国的汽车制造业已经走过了整整70年的历程，经过几代人的努力，汽车工厂整体已经达到了较高的自动化水平。但是，这距离数字化的智能工厂，还有很远的距离。
繁荣工厂的智能装备
作为世界上规模最大的产业之一，汽车产业具有技术要求高、综合性强、零部件数量众多等特点。红旗繁荣数字化智能工厂的核心目标就是提高效率、提升质量、降低成本，为大规模定制生产奠定基础。
在这样的一座工厂中，大量应用了先进、适用的智能装备，确保了数据的采集和数据作用的发挥，为效率、质量和成本协同最优起到关键作用。
■ 冲压车间
采用全自动连续钢铝混合机械冲压线，生产节拍最高可达15冲程每分钟，线内一键式换模时间在3分钟以内。
应用全自动天车换模，可实现换模过程全套自动化动作，全过程无人员干预，换模效率再提升20%。
采用智能端拾器立体库管理，大大减少车间面积浪费并提高管理效率。
采用智能板料立体库管理，实现冲压线首自动上料大大减少车间面积浪费并提高管理效率。
■ 焊装车间
在汽车行业焊装量产线体 “自适应生产链”理念，运用“AGV+三明治工装+立体库”协作模式，结合柔性切换对接装置，实现线内外夹具便捷导入和切换，以及不限车型不限平台柔性化混流生产。
采用智能柔性夹具立体库先进创新技术，解决多车型共线生产时夹具占地面积大，切换时间长等问题，占地面积相比传统钢性线体减少40% ，是随机混流生产的重要技术支撑。
采用先进的高柔性GATE+3面转台立体库结构，用于车身骨架合拼焊接，满足60JPH生产能力，可实现4车型同时在线生产，且4车型可随机切换。同时通过线内外切换机构，可实现线内外任意车型切换，大大提高生产线柔性度，降低新车型导入的改造难度。
■ 涂装车间
喷漆采用智能旋转7轴机器人，比轨道7轴机器人更省空间，比6轴机器人更大作业空间和灵活性。
采用立体智能柔性输送，根据生产班次、产能、颜色等需求，智能控制车身输送，达到智能柔性生产效果。
采用智能石灰粉干式漆雾捕集系统，自动化率更高，稳定性更好，减少材料及人工消耗。
■ 总装车间
风档自动装配工位，利用视觉识别系统完成前后风档自动涂胶、安装、压紧工序。
车轮拧紧工位，利用视觉识别系统完成四轮自动上螺栓、取轮胎和拧紧工序，利用拧紧联网系统可以直观监控机器人与拧紧设备作业情况及操作结果。
表面间隙检查工位利用视觉识别系统，配合机械臂完成车身表面间隙的产品一致性自动化检查。
■ 电池车间
飞翼式3D视觉引导（三合一）：上下料工位应用了飞翼式相机，实现视觉引导机器人定位，可对来料自动防错识别、自动抓取来料上线。
自动对花键/合箱（三合一/四合一）：采用智能视觉系统和伺服系统，实现花键高精度合装。采用了浮动机构，消除零部件之间的加工误差。机器人抓取减速箱自动上线和转子上线，安装O型圈，自动将电机和减速器对花键。
数字化是智能化的基础，数字化技术在红旗繁荣数字化智能工厂建设中发挥了重要作用。
五大车间实现自动化
汽车制造是一个复杂系统，包括了冲压、焊装、涂装、总装以及新能源汽车的电池电驱车间，共五大车间。从板料变成冲压件，再把冲压件焊成车身，通过一系列的电泳、喷漆等防腐处理工序，最后通过总装装配和一系列的检测，才会下线一台车。
以往冲压件完成后，工程师进行检查，出现问题后再检查材料性能是否合格或工艺参数是否正确，但损失已经发生，这次开发的冲压件质量预测系统，通过大量过程数据分析，提前发现可能产生的质量问题，及时调整工艺参数，避免了质量问题的发生，也提高生产效率，降低了成本。
以往对焊点的检测，只能进行抽样，每生产100辆车，就会从中抽取一辆，以破解或者半破解的方式，对焊点的合格率进行统计，但是，这样的检测方式，效率低、浪费大。数据应用，为这个问题找到了答案。
在整个焊接车间的680多台焊接机器人身上，一共遍布着3000多个数据采集点，机器人的焊接数据，经过采集与智能分析，可以实时判断焊接的温度等条件是否达到最佳状态，这样就能及时判断焊点是否会存在问题。如果焊接条件达不到最佳状态，中控室的大屏幕上就会及时提醒， 采取措施。
在涂装车间，工人们正在对喷漆后的车辆进行检验。传统的生产线，喷漆结束后的车辆漆膜不合格，就要离线补漆，影响产量，增加生产成本。本次通过对喷漆压力等数据的采集分析，在喷漆之前和喷漆过程中，就能实时监测喷漆质量缺陷是否会发生，提前与产线控制系统协同，及时调整工艺参数，避免漆膜质量问题发生，既提高了效率，又节省了成本。
涂装车间是工厂耗能最大车间，其中空调系统节能是重点。在涂装车间开发应用的APC智能空调系统，综合运用仿真建模、先进控制、人工智能等技术手段，利用AI平台的算法模型，对循环风空调和新风空调进行全自动智能控制，在保障车间内对车辆生产要求的温湿度等前提条件下，大幅降低涂装车间的综合能耗
此外，在繁荣工厂，针对冲、焊、涂、总、电五大车间各类设备，开发应用了设备预测性维护系统，通过设备数据的采集及分析，判断设备可能发生故障的趋势及预计时间，合理安排维护保养，避免了设备停台对产线效率的影响，也避免提前维护保养带来的浪费，大大节约了维修维护成本。
数据的采集与分析，延伸到了生产线的每一个环节，遍布冲、焊、涂、总、电五大车间的数据的采集点位，在这个超级工厂内，达到上百万个，成为全面启用自研数据采集与处理平台的汽车工厂。在提升效率、提高质量、降低成本方面发挥了重要作用。
展望
一个数据驱动的工厂，已经正式落地。
一汽红旗繁荣数字化智能工厂，正在为中国汽车制造业探索出一条数字化的转型之路。可以预见，数据将在这座工厂里发挥巨大威力。
正值新一代信息技术与制造技术进一步融合的时代，中国汽车企业通过智能技术的创新与产业链的改革，逐步实现了汽车产业的转型，汽车智能制造的时代，正在全新开启。
出品人：阿里云智能-市场营销部&政企事业线
接口人：市场部——茜莹
编辑：阿里云研究院内容运营主管 赵子千
