摘要
随着信息技术的快速崛起，全球正掀起以智能制造、工业互联网为核心的新一轮工业革命，深刻影响国际竞争格局和国家竞争力，智能化发展已上升为国家战略，是新时期推动供给侧结构性改革、提高供给体系质量和效益的必要抓手。近年来我国专用车在生产工艺环节和智能钥匙、语音控制、自动泊车、智能自适应巡航等新进技术应用方面取得了一定的进步，但是仍存在如生产制造水平不高、智能化发展推进缓慢等问题，影响到我国专用汽车行业的健康快速发展。本文建议以智能制造为核心，逐步提升专用车生产制造各层级智能水平，提升专用车的质量和品牌效益，形成行业整体制造优势。
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专用车生产智能化简述
根据GB/T 17350-1998《专用汽车和专用半挂车的术语和代号》定义：专用车是装备有专用设备，具备有专用功能，用于承担专门运输任务或专项作业的汽车和汽车列车。我国目前从事专用车生产制造的企业有1000家左右，80%以上专用车生产是以普通载货车底盘为基础改装而成，产品用途多样且需求领域较为特殊，具有多品种、小批量的特点，生产制造大多以离散型为主。
对专用车离散智能生产，重点以车间/工厂总体设计、工艺流程及布局为基础，以数字化管理手段，分层、分段对各业务流程实施精细化管理、柔性化管理，对产品进行全生命周期管理，达到设计、生产高度协调，实现专用车快速、稳定生产和高效、及时追溯。
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专用车智能生产路径分析
专用车智能生产路径包含三个方面，一是涉及设计和生产设备的物理实现路径，二是涉及信息流通保障的集成连接路径，三是涉及数据利用的数据驱动路径。
图2-1 智能制造标准要求
（一）基础设备智能化
专用车生产制造主要是在整车底盘基础上进行改制，集成个性功能，涉及基础零部件加工、组装及喷涂流程机器设备和工艺技术。
1.基础零部件加工全数字化控制
基础零部件加工机器设备以数控机床为基础，加工制作各种类型金属零部件，包括下料、成型过程。机床嵌入自动控制系统及条码系统，具备生产计划指令、加工工件自动分析识别、制作刀具等基础工具自动切换、生产指标信息及设备信息自动采集存储、生产过程突发问题自动应急、反馈等功能。下料及成型各环节以移动式工业机器人自动完成上件、取件工作，连接裁断、弯、折、冲、钻等过程。
2.基础零部件组装、检测自动流水控制
以车身零部件组装、检测流程为主，一是组装焊接过程以自动焊接机器人取代人工操作，提高部件组装工艺水平及组装效率，二是采用车身扫描技术加强对焊接强度及整车外壳结构的自动检测能力，实时比对设计参数，及时反馈检测结果信息，确保基础车身高度符合设计要求，三是强化流程集成，以流水作业方式加强组装、检测过程的集成统一。
3.涂装及其检测过程一体化控制
以涂装为重点，加强喷漆、烤漆和检测的一体化控制。采用新技术手段提高喷漆、烤漆过程工艺自动实现水平，加强工艺参数监测和控制能力。使用立体扫描检测技术综合判断并反馈车漆喷涂均匀度及色差等质量指标。以车辆自动传送系统连接各工段，达到流程一体化，实现无人操作。
（二）网络设施智能化
1.网络连接全覆盖
以有线网络为骨干结合局部无线网络控制，重点加强对基础设备设施的网络连接能力，构建从管理层到生产制造层的综合网络体系，实现生产计划和控制信息及生产反馈信息实时双向流通，达到全面及时智能化管理的数据集成基础要求。
2.生产数据可视化
采用RFID等新信息技术，加强对核心集成功能装置如各类仪器仪表、驱动装置、通信装备等的跟踪监视，提升物料流动数据采集能力。扩大智能终端使用范围，增强生产现场数据可视化程度。
3.网络安全充分保障
采用可靠网络安全技术措施，避免因设备故障或系统功能失效导致的人身财产安全和环境破坏损失，保障网络数据安全。
（三）数据开发利用智能化
一是产品设计平台化、模块化，采用仿真技术手段提高设计可靠性。二是数据对生产过程自优化、自决策水平，以系统互联互通为基础，实现智能排产、柔性管理及质量提升。三是供应协同管理，重点监视供应商产能、质量把控。四是智能物流管理能力，以智能仓储物流管理软件加强专用车出入库智能分配管理。
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专用车生产智能化标杆企业分析
三一重工作为重工领域的标杆，其18号厂房成为应用基础的示范，所有结构件和产品都在很精益的空间范围内制造，车间内只有机器人和少量作业员工在忙碌，装配线实现准时生产，物流成本大幅降低，制造现场基本没有存货。
图3-1 三一重工智能工厂简图
18号厂房是行业内亚洲最大最先进的智能化制造车间，包括装配区、高精机加区、结构件区、立体库区、展示区和景观区六大功能区。厂区内所有生产相关信息通过完善的工业互联网体系及企业控制中心实现实时分配传送，促进了人、机、系统的有效交互。通过智能化生产改造，工厂人工使用缩减近70%，整体效率大幅提升。仅2014年，18号厂房同比节约制造成本1亿元，年增加产量超过2000台以上，同比产值新增60亿元以上。此外，高精加工区集智能化、柔性化、少人化于一体，可以满足多品种、小批量生产要求。
（一）智能加工中心与生产线
智能化加工设备。一是大规模使用自动焊接机器人，提升产品稳定性，减少人为操作漏洞。二是采用分布式数控系统，整合加工数控机床资源，合理分配加工任务。三是加工工具智能化管理，综合提取刀具等加工工具使用信息数据，合理分析刀具材料、结构、装夹方式等，实现加工工具选择自优化。
（二）智能立体仓库和物流运输系统
智能立体仓库由华中科大与三一联合研制，核心是AGV智能小车的开发与使用，打造了批量下架、波次分拣，单台单工位配送模式，实现了从顶层计划至底层配送执行的全业务贯通。公共资源定位系统是智能物流运输系统的重要支撑，能实现包括对设备定位和状态检测、人员定位以及故障实时处理与报警等功能，通过公共资源定位监控中心，三一重工的生产管理人员能及时的了解生产车间的人员位置、设备位置和状态、加工生产情况，并及时的指导生产和进行故障处理等操作。
（三）智能化生产执行过程控制
1.高级计划排程
结合生产限制条件与相关信息 (如订单、途程、存货、BOM与产能限制等)，可做出平衡企业利益与顾客权益的最佳规划与决策，满足顾客需求及面对竞争激烈的市场。强化了ERP系统中以传统MRP规划逻辑为主的生产规划与排程的功能，APS 系统的同步规划能力，使得规划结果更具备合理性与可执行性。
2.执行过程调度
自主研发的SanyMES制造执行系统可从生产计划下达、物料配送、生产节拍、完工确认、标准作业指导、质量管理、工件条码采集等多个维度进行管控，并通过网络实时将现场信息及时准确地传达到生产管理者与决策者，同时可通过智能终端设备及时显示生产信息。
3.数字化质量检测
在质检信息化方面，通过GSP、MES、CSM及QIS的整合应用，实现涵盖供应商送货、零件制造、整机装配、售后服务等全生命周期的质检数字化，并实现了SPC分析、质量追溯等功能。
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专用车行业智能化发展问题
我国专用车行业生产企业数量高于美国及欧洲等发达国家，但在整体生产智能化水平上差距较大。在智能生产管理上同样落后于发达国家，目前在国家推行的针对企业信息化管理的两化融合管理体系建设方面，专用车行业通过体系贯标认证企业数占比不足5%。
（一）企业对智能制造理解和认识不到位
虽然国家大力支持智能制造，并对智能制造理念、策略等相关内容进行宣讲和培训，但很多企业仍对“智能制造”概念的理解并不透彻，对如何结合自身生产特点、产品特点和管理模式制定推进智能制造具体实施方案并不清晰。
（二）企业推进智能制造的内在动力不足
目前很多专用车企业推进智能生产的内在动力不足，主要有三方面原因。一是专用车行业的竞争十分激烈，企业的利润率不高，投资能力有限。二是智能化对于企业而言是一个使能要素，智能化应用对企业竞争能力的价值多数时候是间接的，不能起到立竿见影的效果。三是很多企业已经应用了不少信息技术，但由于种种原因，并没有收到很大效果，因而制约了企业的积极性。
（三）企业智能化推进方式不科学
很多企业对自身需求和现状没有进行合理分析，对智能化系统和设备引进没有做科学评估，导致盲目推广信息技术造成诸多信息孤岛，如很多企业引进了ERP系统，实际上只用了财务加进销售，生产计划到执行这条主线没用起来，智能系统应用效果大打折扣。
（四）企业智能化发展缺乏有效规划
专用车生产价值链较为复杂，从产品的研发、工艺设计到生产制造，从原材料的采购到组织生产、质量控制再到产品交付与售后服务，从设备管理、生产自动化控制到能源、安全管理，企业智能化应用十分复杂，又具有很强的个性，需要企业有一个宏观认识和整体规划。但实际往往出现“头痛医头、脚痛医脚”的现象，智能化发展缺少针对性指导。
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专用车智能生产发展建议
专用车生产智能化发展是一项长期的系统工程，需要企业对智能技术有深刻的理解，从实现发展战略、支撑企业运营的全局出发提出全面需求，并制定合理的规划。具体可从以下方面进行。
（一）提升核心生产设备智能化水平
专用车生产核心设备智能化水平较低，主要表现在专用车基础部件加工制造环节，加工机床等核心机器设备普遍处于半自动化状态，人工参与协助程度较深。通过改进升级机床设备，嵌入自动控制系统，加强机床自动控制能力，同时针对性配置自动机械手臂，达到前后工序连接顺畅。
（二）消除机器设备信息孤岛
工厂生产数据包括实时工艺数据、计划完成数据等大部分集中在生产设备中，目前多数企业对设备数据信息的提取工作尚未完全展开，信息孤岛现象依然存在。建议扩大数据采集范围，延伸现有信息网络，拓展至工厂生产一线，同时打通网络端连通接口，配置数据管理系统，以便及时提取设备生产数据，分析掌握生产运行情况，消除设备信息孤岛，为合理制定生产计划、科学进行维护保养提供可靠依据。
（三）加强生产过程执行控制能力
专用车生产信息流通效率整体不高，虽多数企业引进了ERP系统，但在生产一线，生产信息传递依然依靠传统纸质方式，对流程控制的整体性不强，相互协作配合程度较浅。未来可引进生产制造执行系统（MES），加强对生产计划、生产质量、设备信息、生产信息等的综合管理能力，提高信息在生产现场的流通效率，为生产执行控制、问题反馈解决提供快速便捷通道，同时增加厂区内智能化可视化终端数量，及时通过智能可视化看板反馈生产数据，提高厂区内信息透明度，另外建立MES系统与ERP系统的数据连接，促进信息互联互通。
（四）提升检验检测环节智能化水平
专用车生产检验检测方面以外观检测为主，检测过程基本依靠人工完成，在检验效果上受人员个体因素影响较大，可能造成质量判断偏差影响后工序处理或造成产品整体质量不均衡等。建议引进先进质量检测技术如立体扫描技术，建立自动扫描检测线，通过自动扫描比对质量标准判定产品合格情况，避免人为干扰，同时连接检测与上下流程，形成完整生产线，提高整体运行效率，实现检测智能提升。
（五）增强仓储智能管理能力
在仓储智能化方面，专用车行业涉足程度低，对物料部件的管理缺乏针对性和有效性。未来可结合实际引入智能立体仓储，结合RFID、AGV等技术，建立产品信息标识，配合智能仓库相关管理活动，实现标识、出入库管理、货位管理、盘点清查、配送等环节自动有序完成，进而提升整体管理水平。
撰稿人：戴晶超13996075652
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