在虛擬的數字世界中完成產品開發和工藝開發工作，通過虛擬的數字化工廠實時監控現實生產情況，“虛實映射”“以虛控實”，聽起來就像科幻小說，但聯合電子上海智能工廠已經將它變成了現實。

這家于1997年正式投產的工廠，通過多年的數字化建設，生產線自動化率達到了95%、數控化率達到了98%、MES（制造執行系統）覆蓋率達到了100%。“在這基礎上，我們正進一步融合數字化、工業大數據、工業智能、數字孿生等技術開展創新實踐。”聯合電子相關負責人表示。

(資料圖)

數字化如何賦能企業？從聯合電子上海智能工廠發布的一組數據中可見一斑：直接人員勞動生產率提高21%，生產運營間接人員效率提高28%，設備綜合效率提高15%，設備停機時間下降了18%，設計與工程成本下降21%，報廢率減少4%，庫存占用成本下降19%，能耗減少5%，質量成本優化9%。

深挖數據

用AI突破制造瓶頸

每一個“點”的突破，都是構成“面”的飛躍的必要條件。“工廠智能化不僅僅是上‘系統’，更重要的是深挖數據，讓數據變得有價值。我們尋找不同的場景，讓工廠中的一個個制造瓶頸得到了突破。”聯合電子相關負責人表示。

比如，針對200多種電子元器件及多種失效模式，面向汽車核心部件電子元器件及其選擇焊點的視覺缺陷檢測，傳統的光學檢測設備能力已達到瓶頸，在保證檢出率的前提下，仍有較高的誤報率，導致后續大量的人工復檢工作量。

于是，聯合電子上海工廠聯合公司人工智能實驗室自主開發了基于人工智能技術的缺陷檢測方案，用AI替代人工復檢，并可以不斷地自學習和自優化，持續提高缺陷檢測準確度。通過多項人工智能的應用，工廠實現了缺陷檢測算法替代人工目檢，有效提升了目檢人員的勞動生產率約90%。

AI 智能在線檢測

得到突破的不僅是設備，還有瓶頸工位。在制造過程中，對生產總量和效率影響最大的工位，被稱為瓶頸工位，它是提高產品質量和效率的關鍵。“比如，氦氣泄漏檢測是我們新產品爬坡階段的瓶頸工位，我們自主開發了數字氦檢應用，通過對氦氣泄漏檢測設備的泄漏量等參數進行實時采集、監控、告警與動態分析，支持工程師進行快速工藝參數開發和優化、質量分析。”聯合電子工程師介紹說。

再如，為了突破壓裝工藝在產品產能爬坡階段高報廢率的問題，聯合電子自主開發了數字壓裝工藝應用，使得壓接質量過程數字化、可視化。該應用可以自動監控壓接特征指標，并且使壓接問題快速定位。“有了它，報廢率從2.9%降低到0.1%。”

顛覆流水線

多產品無縫切換

近年來，汽車產品迭代正在逐步加快，產品生命周期不斷縮短，產品的需求已從原先的單一產品大批量生產模式逐步轉向多品種、小批量、交付時間短的定制化生產方式。這種變化將對整個制造業提出了新的挑戰。

在聯合電子上海智能工廠內，每天都有不同型號的發動機控制器、變速箱控制器及電子模塊、電力電子控制器等產品下線，那么多產品是如何實現混線生產、無縫換型？又是如何合理排產的呢？“動態智能制造系統iDMS”是聯合電子的秘訣所在。

“這是業內首條實現產品批產，并具備自主知識產權的智能動態制造系統。”相關負責人介紹說，“它顛覆了傳統流水線式生產模式，由工藝順序流向工藝島過渡，提高核心設備利用率26%，尤其適合于多品種、小批量產品的混線生產。”

據介紹，傳統生產線各加工設備通常按照產品加工工序以傳送帶剛性連接，而由聯合電子研發的iDMS將生產線按設備功能劃分成了人工裝配區、自動加工區及工裝夾具更換區三大功能區。這三大功能區根據產品加工要求按需分布和配置，各功能區之間通過自動導引運輸車AGV柔性連接。

這套系統背后有著一個強大的“大腦”——智能協同控制系統ICS。它可以統籌管理和調度整個生產系統，完成產品最優排程計劃，并在生產過程中根據所有生產元素最新狀態和產品加工流程，實時優化并調整AGV運行路線，最終完成產品的整個加工流程。

“有了這套系統，不僅可以滿足多品種產品混流生產，還能快速地引入新產品、新工藝，并且可以不停線進行產能擴充。”相關負責人介紹說。據悉，iDMS已產生了多項技術專利，并且具備向公司其他工廠乃至其他公司推廣應用的可能性，具備行業標桿和示范效應。

虛實交互

管理者有了“上帝視角”

工業界有一個著名的海因里希法則：在一起重大安全事故背后，必有29起輕度事故，還有300個潛在的隱患。如果在事故發生之前，抓住時機，及時消除不安全因素，就能夠避免許多重大事故。那么，誰能在事故發生前解決隱患呢？答案是數字孿生。

“我們利用數字孿生技術，對公司的上海園區、車間、產線、設備四層數字化建模，通過IoT（物聯網）接口將模型與設備數據互聯，實現了產線狀態及生產指標的實時監控。”聯合電子上海智能工廠相關負責人介紹說。

在工廠內的數字化運營中心，記者看到，屏幕上的3D動畫所勾勒出的工廠實時映照著現實工廠的運行情況，管理者就像擁有了“上帝視角”，不用親自來到產線旁，設備運營、能效管理、生產管理、倉儲管理等信息一目了然。“通過虛擬世界中的數字工廠，我們可以快速發現物理世界實際發生的問題，系統會主動預警并進行問題分析和敏捷反應。不僅如此，它還能幫助相關人員制訂決策、采取優化措施，并進行問題解決的跟蹤，最后錄入經驗系統，形成閉環。”

虛實交互不僅僅體現在制造環節，更是融入了產品的全生命周期。“我們打通了產品開發與工藝開發信息孤島，實現了全數字化設計、工藝與制造信息的鏈路貫通、資源共享。”相關負責人表示。

據介紹，早在產品開發階段，聯合電子就利用數字化仿真工具，對產品制造過程進行模擬和驗證，優化產品設計。在生產規劃階段，聯合電子通過工藝仿真和人機工程仿真，在“虛擬世界”中優化設備結構和工藝加工路徑。同時，通過工廠仿真，聯合電子還可合理配置加工資源，優化物流路線，最大限度地提高勞動生產率，減少設備數量和降低生產線成本。

換句話來說，不管是新品開發、質量控制，還是生產管理、設備維護，都可以在項目執行前，先在數字世界中模擬一次，尋找問題，提高效率，降低成本。

產品服務也在邁向數字化。聯合電子推出了“U行·天下”汽車服務品牌。該品牌支持實現涵蓋車輛生命周期的數據應用和持續數據價值挖掘，支持從產品設計開發、整車試驗、批量生產到售后等環節的數據服務產品，例如動力數據評估、遠程標定、效能優化、駕乘體驗和健康管理。目前，“U行·天下”相關服務已部署在10多位客戶的40多款車型中，使用該服務的車輛數量超過70萬輛，并獲得14項發明專利或計算機軟件著作權。

“通過上海智能工廠的實踐，我們總結出快速迭代可復制的模板，為下一代智能工廠以及在公司其他工廠的推廣奠定了堅實的基礎。”聯合電子表示。

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