「汤叔解惑」会“偷懒”的混动系统,吉利混动技术简析
前面几篇专栏为大家分享了关于比亚迪,上汽以及广汽的混合动力系统。可以说这就是国内排名前三的自主品牌混合动力系统,它们也有着各自的独门绝技。这三家车企的混合动力实现方式都截然不同,性能侧重点也各不一样。但是无论是混动策略还是实现方式,都可以说是目前世界领先的,最终的性能表现也可圈可点。本期来为大家介绍明星自主品牌吉利的混动系统。
■ 从吉利的48V 轻混讲起
吉利目前已经量产的混动系统有两套,一套叫MHEV,另一套叫PHEV。MHEV又可以称之为48V轻混。其实48V这个技术在几年前就已经被欧洲车厂广泛使用,目前最新款的奔驰S级就全面采用了48V电气系统。我们知道传统汽车电子电器系统的工作电压是12V,这个电压标准应用了很多年,但由于12V电压能够驱动的电器功率有限,所以无法用来满足轻混合动力的需求,而仅能驱动车内的电子电器设备。当电器系统电压提升到48V之后,驱动P0电机就变成了可能。
▲同时拥有MHEV和PHEV版本的吉利博瑞GE
P0电机的布置位置,我在前面的专栏为大家介绍比亚迪DM混动系统的时候提到过,它是位于发动机前端、皮带轮处的电机。这台电机往往功率并不大,通常只有10-20匹,但是有了它的加入,MHEV可以轻松实现随时停机和随时启动,最重要的是可以通过P0电机在制动的时候回收制动能量。在比亚迪的DM系统里,这台电机被叫做BSG电机,在吉利的系统里同样被叫做iBSG。除了可以无缝启动发动机和回收制动能量以外,iBSG还有一个功能,就是在发动机加速过程中提供一定的辅助加速能力。也就是可以让燃油发动机加速更快,特别是在低速起步时,由于电机效率比内燃机更高,所以可以辅助为发动机在低速时的起步加速提供额外的扭矩。
当然,MHEV除了iBSG电机的辅助外,由于采用了48V电器架构,以往需要皮带或者齿轮驱动的发动机附件比如:水泵、机油泵、空调压缩机等,都可以采用电机来直接驱动,在很大程度上减小了发动机的负担,让发动机输出的机械能能够全部用于车辆的加速,从而达到省油环保的目的。在奔驰宝马的48V电器架构中,甚至可以用电机来驱动涡轮增压器,用于改善发动机低转速时的涡轮迟滞问题。
这套系统结构非常简单,不需要对传统燃油车型做较大的平台改造,也不需要插电充电环境,仅仅只需要增加一套48V电机和一个比较小的电池包,再通过升级电器系统电压就可以轻松实现。所以48V电器架构不单单在吉利的车型上应用,未来绝大多数燃油车都有可能会升级到48V电器架构。目前吉利博瑞MHEV采用的就是这套48V电压的轻混系统。与其说是轻混,倒不如说是弱混系统,因为电机能够提供的性能实在太有限。
■ “偷懒”但务实的吉利PHEV插混系统
除此之外,吉利还开发了一套PHEV插电混动系统。这套系统的结构原理可以说是目前市面上所见的PHEV中最“省事”的做法。大家知道,吉利目前主打的燃油发动机是一台1.5T三缸发动机,配合7DCT双离合变速箱,系统广泛应用于吉利旗下的吉利车型和领克车型。而吉利这套PHEV系统正式从原有的1.5T三缸发动机+7DCT基础上发展而来。
众所周知,DCT变速箱拥有两个离合器和两根输入轴,一个离合器控制1、3、5、7奇数挡位换挡,另一个离合器负责控制2、4、6、R偶数挡位换挡。而吉利的PHEV系统则是将电动机布置在了控制偶数挡位换挡的离合器之后,也就是说,奇数挡位并没有电机参与驱动,电动机只能参与偶数挡位的驱动。由于这种布置方式极不对称,而且电机位置又在变速箱之前、离合器之后,所以业内把这套系统称之为P2.5系统,也就是电机位置位于P2和P3之间的意思。
所以,吉利的PHEV实现起来非常的简单粗暴。1.5T三缸发动机是现成的,7DCT双离合变速箱是现成的,既没有上汽EDU那种专门为PHEV开发的2挡变速箱,也没有广汽G-MC那种高技术含量的动力耦合装置。吉利所做的就是增加了一台电机和一套PCU动力管理系统,仅此而已。但正式这种简单粗暴的设计方式,让吉利PHEV获得了三种驱动模式。
当奇数挡离合器分离,偶数挡离合器也分离时,就能获得纯电驱动模式。由于双离合器都处于分离状态,发动机动力无法传递给变速箱,而电机又布置在偶数挡离合器的后端,所以此时可以实现电动机纯电驱动车辆行驶,并且通过2、4、6偶数挡的换挡可以实现电动机+一台三档变速箱的驱动方式,这进一步优化了电机的性能。
当奇数挡离合器分离,偶数挡离合器结合的情况下,可以实现发动机边驱动车辆边充电的模式,也就是边走边充模式。此时发动机只能通过2、4、6挡三种齿比来驱动车辆,所以这种模式通常只能在有一定车速的前提下实现。
同样,挡当奇数挡离合器分离,偶数挡离合器结合时,发动机和电动机可以同时用来驱动车辆加速,实现并联驱动。此时车辆能够同时获得发动机和电动机的最大扭矩。
当电动机断电的情况下,发动机又可以通过两组离合器的结合和分离,实现传统燃油车的行驶性能。当然,由于电动机不能与偶数挡位完全断开,所以在纯燃油驱动状态下,偶数挡加速时,会由于电动机的存在产生比奇数挡更大的运动惯量和电磁阻力。所以,纯燃油驱动状态下,换挡加速的平顺性会打一些折扣,这需要PCU程序的精准控制才能对这种顿挫有所缓解。
■ 结论
总的来说,吉利的混动系统无论从性能和结构上都要落后于比亚迪的DM、上汽的EDU,甚至广汽的G-MC系统,但却是一种最务实的做法。它最大程度的利用了吉利现有的零部件体系,能够极大的缩短研发周期,技术成熟度也很高,拥有不错的可靠性。
当然,这套系统除了需要增加一台电机和一个PCU以外,变速箱偶数轴上的齿轮和轴承也需要经过强化。因为电机的动力介入之后会使偶数轴的负荷变大,齿轮和轴承需能承受更大的扭矩。但总的来说还是比较容易实现的一套系统,结合吉利1.5T三缸发动机的节油优势,此套系统的实际使用性能也是可圈可点的。
李书福在《对话开年说》详解吉利2024年战略,将大力发展甲醇汽车
在近期播出的中央电视台节目《对话开年说》中,吉利控股集团董事长李书福对公司在2024年的战略方向进行了深入分析。他讨论了包括市场策略、产品线更新以及盈利目标等多个核心领域。李书福还就汽车产业的未来发展趋势进行了洞察,重点讨论了甲醇汽车的发展现状,并表达了吉利对持续优化内燃机技术和探索其他能源选项的坚定承诺。
李书福指出,传统燃油汽车和新能源汽车的发展应当是互补的,而非相互排斥。他认为,虽然有观点认为新能源汽车将逐渐取代内燃机汽车,但他预测到2035年,传统汽车依然会占据市场的大部分份额。因此,吉利将继续在传统汽车领域发展的同时,加大对新能源汽车的研发和生产力度,确保在竞争中保持优势。
“内燃机尚未退场”的观点在市场上有其依据,目前约95%的车辆仍为燃油车。吉利旗下高性能汽车品牌领克的成绩佐证了这一点。领克Cyan Racing车队在WTCR世界房车锦标赛中五年夺得6冠,展示了中国品牌在国际赛车领域的实力。此外,领克最近推出的350匹马力的领克03+TCR,进一步证明了吉利在燃油车技术上的不断进步。
在采访中,李书福特别提到了将甲醇用作汽车燃料的前景。这一创新想法在全球航运行业已经开始应用,吉利旗下的醇氢科技正在尝试将甲醇汽车推向商业化。
对于汽车的智能化发展,李书福表示目前这一领域仍处于初级阶段。为了推动深度智能应用的发展,吉利计划在卫星网络连接、芯片设计和自动驾驶技术等方面加大研发投入。
综合这次深度访谈内容,可以看出李书福对于吉利集团未来的规划颇为周密。他强调的核心是推动燃油车和新能源车的协同发展,并在甲醇重型卡车等创新领域取得突破,展现出多元化新能源解决方案的决心。
吉利汽车智能制造战略的实施
汽车制造工业是衡量一个国家制造能力的重要标志,发展汽车智能制造是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。汽车智能制造的核心,就是“数字化”和“智能化”。数字化制造战略的实施就是要结合众多的核心技术,以其前瞻性、低成本和提升企业整体效率的优点,实现制造的数字化、智能化和定制化。
调研国内主要研究现状,其中比亚迪股份有限公司针对新能源汽车制造设计了生产管控系统,以MES系统为中心,打通了各系统间的孤岛壁垒,实现了整车信息追溯;北京汽车集团有限公司建造了智能电动汽车共享工厂,构建了新能源汽车国家大数据联盟,意在实现资源共享和产业链的进一步开放合作;上汽大通汽车有限公司则对汽车个性化定制进行了研究,提出了C2B大规模个性化智能定制模式;广州汽车集团有限公司建设了全球首个能源综合利用生态工厂,定位于拥有物联网、大数据和个性化定制的世界级数字化智慧工厂;吉利汽车对全柔性化的生产线、智能排产系统进行了研究,并制定了详细的智能制造实施战略,新一代工厂正在规划建设中。从全球汽车关键技术发展来看,新兴技术与制造的融合仍是企业保持竞争力的关键,同时也迫切需要通过降低制造链、产业链成本来提升竞争力。
当下,5G技术、大数据以及人工智能的快速发展,给各行各业都带来了新的机遇,如何以互联网技术为基础,实现对汽车制造产业聚集区域各类资源的协同整合变得尤为重要。
吉利智能制造战略的实施,就是通过将产业数据链和价值链进行打通,形成网络协同制造服务支撑体系,最终实现汽车设计、制造、服务一体化和供应链、营销链、服务链企业群协同,促进汽车产业发展。具体来讲就是——以汽车制造服务为核心理念,融合信息技术、制造技术以及物联网技术,支持制造企业内部及企业相互间在可靠的网络资源支持下实现对产品不同阶段的增值,建立共享制造资源的公共服务平台,将产品研发、制造、运维等全生命周期的相关数据资源整合在一起,提供标准、规范、可共享的制造服务模式,促进创新资源、生产能力、市场需求的集聚与对接,提高产业链资源整合能力和协同效率,实现汽车制造企业内部、企业间、区域性的制造服务协同。
吉利汽车智能制造战略实施方案,主要采用“三线”互通模式,如图1所示,该策略打通了产品研发线、产品交付线(含供应链)及生产制造线数据,并以IOT平台作为数据中台,应用BI、微服务开发、AI算法等技术为数据应用赋能,部署智能管理驾驶舱、IOT微服务群、精益排班数学模型、高级排产及工艺管理平台等应用系统,从业务管理到业务分析、从精益生产到敏捷响应,产生“知识泛在”效应,为打造魅力品质、精益管理、及时交付与敏捷开发的品牌价值提供了技术支撑。
图1?“三线”互通模式
一、构建虚拟生产系统
按类别建立模型库,实现三维虚拟生产车间的快速构建,使车间模拟系统尽可能地与未来实际生产系统的三维空间布局结构、生产运行和物流过程相吻合,为生产方案的可行性、合理性提供身临其境的评判依据,并为将来由于不确定因素带来的生产布局变更提供快速修正和预言评估。模型库采用的都是预投产设备的真实模型,与真实工厂是完全一样的,以保证评估的有效性和可靠性。
1.仿真技术应用
在三维软件环境下,将制造数据与业务进行集成,对产品设计和工艺开发方案进行评估和仿真,找出设计不合理的地方或问题点,针对这些问题点给出优化建议,并验证更改后的方案,如此反复的实验和验证,保证生产过程的最优化。如图2所示,搭建焊装车间,对工艺资源进行定义和布局,评估设计方案的合理性并给出整改方案或措施。
图2?焊装车间的工艺资源
制造过程设计的科学与否、装配水平的高低和质量的优劣,直接关系到组装后的产品是否满足设计要求。只有严格控制装配工艺,才能保证产品的合格率。数字化预装配技术在产品开发中的应用,有利于在设计阶段及时发现产品装配设计和规划中的问题与缺陷并加以解决,从而使企业能够以更短的时间、更高的质量、更低的成本和更好的服务来赢得市场竞争。
借助于物流仿真软件对工装(吊具、滑板、滑橇等)数量、缓冲区合理性、瓶颈工位及线体产能进行分析,提前发现问题并进行高效、准确地解决,优化设备投入,节省项目资金。这样,能更加充分地验证方案,减少甚至避免设计缺陷,尽量避免项目实施过程中给生产车间和公司带来经济和时间损失。相对于停留在CAD平面设计及经验积累的物流规划和设计,缩短从概念到安装的工厂设计时间,使得内部和外部供应链、生产资源和业务流程合理化,按材料要求、集装箱大小、集装箱堆放条件以及进出指导原则,充分利用工厂和运输车辆的空间,减少浪费。在原有自带库中增加新的标准化模块,建立属于吉利汽车专用数据库,快速搭建物流仿真模型,缩短方案验证周期,使验证更具时效性。
2.虚拟调试技术
汽车生产线集成是一场与时间的赛跑,如何实现在最短时间内以最高的效率将生产线投入生产,是各主机厂面临的挑战。传统的模拟仿真所实现的,是生产线联动,只是视觉上的设备同时动作,无法准确评估工位运行状况,很难达到精益制造的目标。利用虚拟调试技术建立逻辑块,在软件环境中完成各种“假设分析”的方案执行、系统诊断,实现虚拟与现实工厂的互通,如图3所示,使虚拟资源成为智能元件,具备与真实资源相同的功能和信号识别能力,为机械操作顺序及联动控制逻辑的正确性提供保证,提高在线调试通过率,缩短现场调试时间。
图3?虚拟工厂与真实工厂无缝对接
为保证虚拟调试的有效性,需要在设备进场之前完成生产车间坐标系的创建和控制网的布测。控制坐标系一般会选取车间已有坐标系,也可根据需要自定义坐标系。控制点的布设应覆盖生产线体的周边,尽量高低错落,严禁布置在同一条直线上。控制点测量使用精度不低于“2mm”的全站仪,采用闭合导线或附合导线进行导线和水准平差,得到各控制点的精确三维坐标,形成局部坐标系下的控制网。测量完成后,将测得的坐标导入数据平台中,通过自主开发插件,使生产车间网格化。
虚拟调试技术的引入,使得机器人编程和示教环节、PLC的编程和调试环节都可以在办公室进行。对于虚拟调试技术,控制机器人、伺服电动机、电控阀等设备可以无需依赖对应人员,生产线的所有设备在计算机中呈现,设备的安装程度亦无要求,只需要在软件内实现快速控制。虚拟调试中可以做各种“假设分析”,充分识别系统风险,保证系统的可靠性和稳定性。虚拟调试技术打通现场电气控制系统的调试与机械工艺设计系统的信息隔离,尽最大可能性减少现场无效劳动。
3.数字化工厂发布
如图4所示,利用数据库平台发布数字化工厂,并实现对整个工厂做测量和现场验证分析。通过虚拟生产系统的建立,实现新工厂建设规划、已有生产线改造以及智能制造虚拟现实交互,实现生产制造过程数据在计算机虚拟环境中进行仿真、评估、优化。基于数字化模拟和三维设计对工厂设备、工艺流程等进行规划,利用三维设计软件进行厂区布置、厂房设计、物流规划,依靠高柔性运输和自动化装备,实现了多品种的混线生产的工厂建设。利用该工厂模型可以方便的对生产线或者设备位置进行调整,与传统平面图纸相比,三维模型仿真可以更直观地对生产环节进行模拟,更快地发现问题并进行优化,还可以为快速、灵活地调整生产提供精准、全面的实时数据。
图4?数字化工厂发布与局部测量图
二、构建虚拟现实系统
国内汽车企业仍以“物理试验为主,仿真为辅”的开发模式,导致了产品研发周期长、开发费用巨大、生产与研发脱节等问题。物理样机的局限性使汽车开发中的很多方案无法充分验证,使用虚拟仿真替代物理样车是制造发展的必然趋势。面对虚拟现实VR掀起的信息技术创新革命,VR技术已在国防军事、航空航天、轨道交通等领域广泛运用,在汽车行业的应用相对较少。虚拟现实仿真技术即将成为未来工业生产最大的驱动力。现以吉利NPDS研发流程为契机,依托以获得审批的浙江省重点研发计划项目《新能源汽车虚拟现实仿真系统研发与推广应用》,如图5所示,构建虚拟现实系统技术路线图。使用虚拟仿真替代物理样车是制造发展的必然趋势。
图5?虚拟现实系统技术路线图
一方面,制造物理样车需要相当长的时间,对于严格按照研发进度日历进行的技术团队而言,只能为这种后知后觉的发现提供补救措施;另一方面,制造物理样车需要相当大的资金投入,而为了降低研发成本,尽可能减少甚至取消物理样车是企业管理者的迫切要求。运用虚拟仿真技术则极大地弥补了这方面的不足。虚拟现实系统能够使用现有设计CAD模型进行刚体部件的可装配性分析、动态碰撞检查、运动机构的定义和动态仿真、基于真实材料物理属性的柔性体定义及行为仿真。
1.虚拟评审
通过使用三维交互式系统进行设计评审,为企业决策者提供不同于以往的决策环境,对准确了解设计意图、状态、问题,加速决策流程提供更快捷的方式,虚拟评审内容包括:虚拟造型评审、虚拟人机工效评审以及虚拟性能评审。
图6 造型评审
(1)虚拟造型评审 如图6所示,通过实验室的沉浸式可视化设备,系统对造型CAS数据快速着色和渲染,形成立体三维虚拟造型进行评审,代替传统油泥模型制造与评审,提高造型评审效率。
(2)虚拟人机工效评审 汽车设计SAE标准以驾驶员作为设计的出发点,对整车进行符合人机工程学要求的设计。开发平台软件作为可视化环境,通过第一人称视角为设计者、决策者提供产品体验的环境,以评审产品设计是否满足驾/乘人员的体验要求。其中,驾/乘人机工程,是车辆在前期设计和市场定位时,应考虑到产品的客户群体特征,以及使用过程中的人机工程要求。诸如行李舱的开启与关闭等过程对人机工程的要求。过高的行李舱张开角度能够解决大行李的装卸问题,但对于身材较小的女性用户而言,可能会带来使用过程中的不良用户体验。使用软件的人机工程仿真,通过虚拟人体模型的操作体验,可为决策者和设计者提供产品修改的依据。另外,制造、维修人机工程是对于车辆的制造与维修,需要考虑生产工人和后期车辆维修人员的人机工程要求。工艺规划时,使用虚拟现实系统对制造过程的人机工程学检查,确保复杂、精密部件的装配过程符合基本人机工程学要求,避免由此导致的错装、漏装等质量问题;产品设计时,使用虚拟现实系统对维修过程的人机工程学检查,确保车辆可维修性和便捷性,提高产品质量和效率。
(3)虚拟性能评审 虚拟现实系统在重视视觉的效果真实的基础上,也专注于工程需求,通过多来源数据的集成,不仅可以查看产品结构数据,还可以随时查看有关性能的仿真数据。将研发阶段中采用传统的、分散的图表、曲线等各虚拟性能表达方式集成为逼真的真实感受进行感知评审,提高性能评审效果与质量(例如NVH噪声分析,将原来的曲线表达方式转换为空间立体声音呈现出来,更直观和有效)。与此同时,通过软件功能开发,对CAE不同学科计算结果数据的再处理,还能够提供一般后处理工具无法实现的实时机构运动仿真、管线路仿真和人体模型仿真,进行性能的深层次研究与提升。
图7 整车碰撞仿真与电池拆卸功能仿真
如图7所示,在进行整车碰撞仿真后,后处理工具可对碰撞变形进行显示,还能够将假人模型放置在变形后的车身内,以评估碰撞变形后乘员的逃生空间;还能够将电池作为仿真对象,研究碰撞变形后,汽车电池能否拆除等装配问题。
通过动作捕捉系统,操作者可以身临其境地在虚拟产品中漫游,并切换为第一人称视角,对产品进行真实视觉尺寸的交互式体验,指导产品设计通过手柄可以便捷的对产品零部件进行实时地拖拽、移动以及隐藏等动作,增加了评审的效率与手段的多样性。同时,支持跨地域的协调评审功能。可将不同地域的用户同时纳入一个评审系统中进行设计的评审,例如在一个评审中心打开需要评审的模型,进行移动、装配、交互等动作时,在其他地域参与评审的用户也可以实时地得到反馈,他们可以获得跟上述操作者一样的视觉效果,同步的移动、装配、交互等动作的可行性及评审。
2.虚拟装配
(1)结合虚拟生产系统 在统一的使用环境下实现虚拟装配,我们在读取CAE、CAD设计数据进入系统时用户仅需进行简单定义,无需预先进行运动路径等复杂的设置就能实现对数据中零件的实时交互操作,包括实时仿真、动态干涉检查、摩擦与滑动分析、实时拖拽、移动、隐藏、标注标记及测量等动作。
如图8所示,这就方便评审过程中对问题零件的工艺性、可装配性、干涉及装配顺序等关键问题、关键零件的排查与实时仿真测试,实现产品的操控性、可视性、可达性、舒适性及安全性。
图8 虚拟装配评审
3.虚拟展示
依托虚拟现实系统提供对外宣传平台,向来访贵宾展示吉利具备国际水平的沉浸式、可视化的虚拟产品开发能力与技术,亲身体验吉利在研发设计阶段先进的虚拟性能开发、生产制造阶段先进的数字化工厂,从虚拟概念设计到产品生产全生命周期的开发过程,为吉利自主品牌勇于创新、精品开发与制造的形象提供了很好的宣传平台。如图9所示,通过虚拟现实系统和虚拟生产系统相结合,可以让参观者带上设备在虚拟环境中参观工厂,缩短汽车制造商与客户之间的距离,增强与客户的互动,更好地了解客户的需求,并将需求转化到产品设计中。
图9 数字化工厂漫游
数字化虚拟设计和验证,可以打破时间和空间的距离,数字化信息的传输速度非常可观,不受访问人员数量和地域的限制,使异地协同设计成为可能。与传统制造相比,节约人力成本的同时也降低了设计过程中对人工操作能力的依赖性,极大地减少材料浪费,真正实现柔性化、个性化设计。
三、智慧生产、监控和管理
传统的汽车制造已经基本实现了自动化的流水线生产,智能化需求主要体现在利用智能制造相关的技术和手段应对日趋复杂的车间生产过程管理,实现系统集成和大数据管理。通过构建IT 网络集群、工业控制、物联网集群,可以实现底层工艺设备到企业上层管理的集成贯通;将生产、质量、工艺、设备及能源等管理逻辑融入系统、自动运行,实现业务上的集成,实现从“人管理”到“系统管理”的转变,全面采集底层数据,并融合集成,最终实现大数据驱动生产管理,为满足个性化定制需求提供条件。
(1)建立数据采集、存储、融合为一体的数据管理平台 企业大数据的真正核心应用价值体现在如何从种类繁多的数据信息中分析、挖掘、提取有用价值信息,实现智能化决策分析、优化现有业务,为制定战略提供参考。保证数据采集信息的准确性,必须要从数据采集的源头抓起,保证数据采集工作管理的每一个步骤都能按照预定的程序来开展,时时监控、时时规范,保证数据采集工作标准化、规范化、常态化,需建立数据采集过程管控体系。
通过“数据仓库技术”实现对各类数据源的甄别存储及数据处理流程的改造,在保证高质量的前提下对数据统一整合,以满足不同管理层和业务部门的需求。在数据融合方面主要采用基于深度学习和注意力机制改进的模式匹配方法来实现网络异构数据的智能解析与融合,提升产线异构多模态数据转换的准确率、产业链网络数据的交换能力、企业间资源配置效率与精准服务能力。并且,基于深度学习相关模型,结合威胁情报、远程诊断及可信计算等技术,构建网络攻击入侵检测与防御系统,提升智能工厂中生产大数据的安全性。
图10 指标体系构想图
(2)搭建多层级管控系统 如图10所示,以指标体系为出发点,以吉利制造体系、质量管理体系和经营管理体系为依托,基于分层级预警响应拉动,采集生产执行系统(MES)、质量管理系统(QMS)、物料管理系统(MMS)以及企业资源管理系统(ERP)等基础系统数据进行信息采集。同时,利用IOT平台向传统系统未覆盖的物联层数据扩展,根据底层数据的采集、分析、运算得到各层级指标。通过指标体系的建立,可以准确识别指标未达成的根本原因,从根源上解决问题,避免问题的反复。利用驾驶舱、显示屏及手机端等进行推送及反应确认,实现指标的预警、报警及响应闭环的全过程控制。
图11 IOT架构示例
多层级管控主要体现在设备级、产线级、车间级及工厂级等多个层级,架构图如图11所示。
图12?根据工作内容及时调整设备运行状态
如图12所示,在设备级,通过对设备运行状态监控,实现设备运行状态按工作内容进行调整并可控,提高设备运行效能,降低能耗;根据设备运行过程参数监控,提升设备预知性维修水平;基于设备维修和监控数据,形成“专家库”,提升设备管理、维修、操作队伍素质,逐步实现设备状态可控的目标。业务层通过智能业务IOT,新一代智能制造技术赋能,让机器用数据说话,打通OT/IT壁垒,实现业务分析的敏捷化。如图13所示,对于在驾驶舱发现的异常问题,综合OT设备及IT系统的数据,通过可视化图表及算法,来帮助分析诊断。质量问题和设备故障等可以实现从事后补救到事前预警的转变。
图13 IOT路线示例
(3)智慧决策 整合了各个服务站的资源信息、终端销售信息、客户满意度及宏观经济等信息,挖掘出多服务站、多备件中心等售后服务链、备件调度运输链等多链数据之间的关联关系,识别和筛选出与售后业务指标相关的特征(如售后产值)以及多个特征之间的特征组合和特征交叉,然后通过各种学习算法对多服务站、多区域的售后指标进行精准地预测。基于售后业务指标与配件库存之间的业务逻辑关系,对各站区、区域的配件中心的配件库存进行智能管控。比如对售后产值进行跨站区、跨区域的统一协同预测,依照售后业务逻辑,可以对各站区、各区域和各服务站的月、季、半年和整年期的配件销售目标和绩效合理制定,从而全面、精确地掌控各区域配件中心的出入库情况,对各配件中心制定合理、明确的个性化补货和出库策略,实现对多基地多跨配件中心的配件库存的数字化、智能化和精细化管控。
四、协同制造
1.产业、供应链协同
吉利产业链协同工业互联网总体架构,如图14所示,主要采用大中台、小前台的架构方式,立体平台构建,形成稳定、高效、前瞻的技术基础,主要服务于七大细分产业(汽车、发动机、汽车电子、新能源、注塑加工、金属加工及出行服务),领域涉及多个行业的多个环节。
图14?吉利汽车产业链协同工业互联网总体架构图
按照物流信息化整体功能需求,针对物料拉动管理、仓储管理、质量协同等功能模块和业务搭建信息化平台,实现物流作业过程端到端的全程管理(见图15),全面提升物流供应链的协作水平,提升供应配送效率,降低物流总体成本,为改善供应与仓储配送物流中的运作模式、流程和系统提供技术支撑。
图15?物流管理信息化平台
2.个性化定制与服务个性化定制是指,卖家提供选装包,客户可以根据自己的喜爱和需求自助选择配置,并将需求提交至销售管理系统实现订单的提交和审核,订单信息将直接传送到制造管理系统并加入到生产计划中,在生产的全周期中将实时跟踪和反馈,以完成汽车的生产和装配。完善汽车制造商、零售商和客户之间的关系网络,利用数字化、智能化的手段增强与客户的互动,进而为产品更新换代及产品后续故障维修、质量追踪提供充分的准备工作。这些数字化信息通过互联网传输拉近了汽车制造商、汽车零售商和客户之间的距离,使其能更好地响应客户需求。如图16所示,吉利构建了完整的OTD流程体系,从产品、制造、销售多角度支撑个性化订单的快速交付。
图16 OTD流程体系
更好的用户体验,也是服务数字化关注的焦点。沃尔沃汽车公司在数字化服务领域里开展了大量工作,沃尔沃的车主可以通过在手机上安装Volvo on call APP,只要一部智能手机,便可以用手机开车门、暖车、空气净化,甚至完成支付功能。同时沃尔沃云的应用,让车主可以得到实时的路况信息。服务数字化带动了数字化的营销,提高了企业自身的竞争力。
五、结语
智能制造战略的实施就是将信息流、能量流和物流进行全面集成,实现从工位到产线到车间的全域能效管理,从而达到以最小排放、最小浪费和最大限度回收为目标的“绿色制造”。 基于产品数据链、制造数据链、服务数据链与资源数据链进行技术集成,采用端、边、管、云、用等多层次信息的集成与互联互通方法,为企业处理日益增长的海量非结构化数据提供了高效、可扩展的低成本解决方案,有效改善现有制造管理模式,支撑智能生产和供应链协同,实现供应链、生产链、营销链及服务链的协同,为管理模式的升级提供有效支撑。
原文刊载于《汽车工艺师》2021年第7期 作者:吉利汽车集团有限公司 李瑞方,周军,张洋,王坤
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