今日紅旗轎車 生于深厚積淀 領先源自突破
——走進中國一汽紅旗工廠紀實
這里是1956年由前蘇聯援建的汽車制造工廠,當時叫“第一汽車制造廠”,是周恩來總理于1952年訪問前蘇聯時提出的156個大型企業援建項目之一,毛澤東主席欣然提筆書寫的廠名就立在廠區入口。2020年7月10日,在經歷了二次核酸檢測之后,筆者再次來到位于長春的中國一汽集團紅旗轎車工廠,這是紅旗轎車全新智能工廠自今年年初建成投產以來第一次向媒體開放。
紅旗博物館
拋棄筆和紙 留下看板管理精髓 覆蓋全產業鏈的5G工廠
紅旗總裝車間鳥瞰
還是矩陣式布局的廠房,還是濃蔭遮去烈日,淡綠色的空氣散發著泥土的芬芳,紅磚廠房就像綠皮火車一樣抹不去的年代感。這里是第一條工業化生產紅旗轎車的生產線,“而這里,如今已經是5G+工業互聯網的數字工廠,也是中國第一個全產業鏈5G工廠。”一汽集團數字化部總監陳韻告訴走進紅旗工廠參觀的筆者。
一汽數字化部長陳韻為筆者解讀紅旗數字工廠
陳韻指著紅旗轎車廠房告訴筆者:“你看到的廠房,其實是被數字網絡所覆蓋。數字化,在紅旗轎車生產中已經從后臺支持走到了前臺。”陳韻的話很有畫面感,仿佛將筆者帶入了“未來世界”的場景。
未來學家阿爾文·托夫勒在上世紀80年代初便將“信息革命”稱為繼人類社會發展農業、工業階段之后的第三次浪潮。在他的視野里,福特的大批量生產方式、豐田的精益生產方式對人類文明發展的貢獻,如同長江的支流金沙江一樣。三十年過去,雖然我們的生活已經被信息時代所包裹,但是陳韻的話還是讓筆者有一種猝不及防的感覺。
“為了做到紅旗全產業鏈數字化,”陳韻給我們講解道:“我們首先把工廠內車間與車間之間,工段與工段之間的閉環打通,然后再把供應鏈打通,讓數字從研發到制造,再到銷售、服務進行產業全鏈地品質跟蹤。所有數據都在‘數模’上跑,從而保證我們的產品零缺陷地走向市場,實現從設計到材料再到工藝、物流倉儲全過程的質量問題可追溯。”
紅旗工廠的數字化轉型,使紅旗轎車生產具備三大功能:首先是自動接收總裝訂單、自動排定生產計劃、下發至設備的管理系統,設備執行生產。總裝的訂單源自客戶,紅旗在第一時間從第一道工序開始,將客戶的需求轉化為生產指令。
其次,所有紅旗轎車都實現了零件數字化身份識別。數字化管理將板料信息、生產批次、使用的參數綁定在系統中,通過二維碼激光打印,將系統信息刻錄在沖壓件上,實現零件質量信息精準追溯。使得從紅旗沖壓車間發出的每一件產品,都有一個自己的身份證。
最后,紅旗MES智能生產管理系統與生產設備系統即時通信,隨時可統計生產數量、庫存、停機時間、質量缺陷問題等信息,自動導出管理表單,保障紅旗轎車生產高效、智能的運營。
數字跟蹤生產信息全過程
在總裝車間,我們沒有去看底盤與車身結合的“結婚”工位,而是被工作人員帶領著來到了一塊大屏幕前。工作人員指著大屏幕告訴我們:這里是生產控制中心,它是整個工廠信息處理、監視和控制的中心機構。
大屏幕被很切割成很多畫面,通過這些畫面,你可以看到整個車間各個工位的運行狀況。工作人員解釋道:“這套生產控制中心運用了一套架構先進、多方展示的可視化生產管理信息系統MOM (Manufacturing Operations Management)。該系統從功能上實現生產、計劃、物流、質量、能源、設備等業務的可視化管理需求。通過大屏幕,可實時看到在生產過程中,車序、車型、工藝參數、產品質量、設備運行情況、能源消耗情況等信息。這些信息不僅可視,而且每時每刻都在上傳至中央數據庫進行存儲、監控和分析,并針對不同層級的管理人員制定不同形式的報表推送至他們。管理人員可以通過手機APP、電腦或是大屏隨時了解這一時段的生產狀態,一但在進展中出現了問題,比如實際產量在某一時段內未達到計劃量的標準,數據會有異差顯示,通過數據排查問題區域,并從控制中心調出當時的生產狀態,追溯問題,找出解決答案,并形成歷史案例錄入記算機,實現過程全信息化閉環式管理。”
筆者在總裝車間生產現場的實時監控顯示屏幕上看到的不僅僅是總裝車間,竟然還出現了焊裝、涂裝、物流中心。陳韻告訴筆者:“這正是他們做的第一步將四大工藝所有生產環節打通,實現數字化管理。”
隨著整個數字化管理體系規模的擴大,監視控制的功能越來越復雜,每天都會產生大量的視頻、生產信息量,傳輸速度和計算處理面臨新的挑戰。“這便是5G獨特的優勢所在。”陳韻說:“生產中心正是利用5G其自身無可比擬的獨特優勢,它的高速率、高可靠性、低延時等特點,助力紅旗工廠柔性化生產的大規模普及。”
現在,紅旗轎車生產的數字化管理已經完成了第二個階段:無形的5G網絡管理系統向有形的供應商體系、銷售終端體系延伸。紅旗L平臺已經實現與銷售前端連接,客戶可以通過電腦甚至手機APP直接連接到生產網絡,查看到自己訂購車的生產狀態。
拋棄筆和紙留下看板管理精髓
作為精益生產方式的精髓,早在二十年前一汽集團便實現了“看板管理”。今天在紅旗工廠生產現場,筆者已經找不到矗立在生產線旁的看板,而是由液晶顯示屏代替。工作人員指著顯示屏告訴筆者:“現在,我們作業班組拋棄了用紙和筆的看板管理,而是采用數字化管理目視板。由于數字化管理的引入,使看板管理功能得以豐富,5G網絡技術的應用讓數據的錄入、處理、傳輸更加高效、便捷。而我們的數字化管理目視板內容包括排產情況、生產進度、質檢標準、班組人員情況、人員培訓等5個業務功能模塊和3個系統功能模塊一些基礎的生產信息。”
紅旗工廠生產數字化管理是從班組入手的,陳韻告訴筆者:“班組長是車間信息的中樞,所以紅旗生產數字化管理是從建立班組長數字化的思維開始。”
這塊屏幕便是紅旗生產車間里數字化管理目視板
在紅旗總裝生產線旁,工作人員告訴筆者:“我們的數字化管理目視板以‘工班長的一天’為業務主線,支持班長的數據化管理。它代替了傳統車間的目視管理板,由原來目視管理板每個月進行58項表單、200頁紙張的生產信息資料公示,到現在實現了721個數據電子化,使車間信息流轉更加的及時、準確、透明。數字化管理目視板的應用,不僅節省了大量的紙張,減少了現場管理人員紙介單據審批、記錄和公示的時間;并擁有更強大的功能。”
“工藝與數字化共同驅動”秉承這樣的工業數字化管理理念,紅旗工廠成為筆者所見當今中國最早實現5G互聯覆蓋的、全數字管理的汽車制造企業。
智能生產不是對資源的高效攫取而是充分發揮
關于智能化,《三體》的作者劉慈欣說過一句著名的話:“前面有多少智能,后面就有多少人工”,在“無智能不汽車”的時代,筆者亦采訪了不少中國“智能制造”工廠。毋庸置疑,智能制造大大地提升了制造的效率和產品的品質。然而,制造的高效是否意味著對資源更多的攫取?對于筆者的問題,紅旗工廠總設計師張曉勝回答說:“紅旗工廠從設計開始便遵循了‘綠、柔、智、驗’四字方針打造。”
知道小房子里是干什么的嗎?它是沖壓室。密閉的沖壓室既屏蔽了沖壓噪音,又方便工藝產生能量的回收。
對于紅旗工廠來說讓“智能更環保”是新工廠設計起步的首要環節。張曉勝進一步解釋說:“你們知道,汽車制造過程中會產生大量的熱能,紅旗工廠設計了熱能回收、供給系統。比如:我們將沖壓壓力機、壓縮空氣泵產生的熱量供給焊涂車間。同時,我們還將焊、沖、涂、三大工藝產生的熱能進行回收,向辦公區提供熱水,辦公區用不完就擴大供熱范圍,直到向集團熱力站提供熱能。”
走在明亮的紅旗生產車間,帶領我們參觀的工作人員自豪地說:“我們車間的照明系統采用的是智能照明系統,整個廠區照明劃分8個區域,每個區域擁有單獨開啟、關閉系統,通過光照感應實現照明系統進行自動控制。”
張曉勝總結說:“紅旗工廠設計是將精益生產和環保節能相結合,以實現能源三級計量為目的,對主要設備的電、循環水、壓縮空氣進行測量,并通過智能儀表將數據接入MES系統。”
在工廠框架建設上紅旗工廠把能源的綜合利用放在首位,而在生產線的設計方面張曉勝他們提出了“自適應生產鏈”的概念,即生產線的柔性可以做到根據需要可長可短、可接可斷,從而實現了生產計劃與市場銷量進行強關聯。而對工裝設備的在線檢測、監控,可以根據設備產生的波動做到動態地掌握設備的狀態,預判設備需要調整維修的時間,這樣既實現了安全生產,又避免了因統一設備檢修而導致停產。
雖然,紅旗工廠的工裝設備、工藝經歷了數次改造,但是,廠房仍然是以上世紀50年代的建筑為主體,這意味著工廠改造首先面臨的問題是空間騰挪、改造的受限。如何突破空間桎梏是紅旗工廠改造胎里帶的挑戰。在紅旗工廠,筆者看到了一汽人用智慧直面挑戰、實現突破。
請注意:這里的天車軌道采用的是“雙飛翼式”布局
經過風力除塵室,筆者來到紅旗沖壓車間,筆者發現這里的天車布局是雙線的。工作人員自豪地解釋道:“您看那個天車,它是無人駕駛、國內首創的全自動智能天車。它可以在倉儲區完成自動尋找模具、自動抓取、自動吊運、自動安裝……全套動作,全程無需人員干預。而這個國際首創的‘雙飛翼式’工藝布局方案在6臺沖床更換模具時,1,3,5用左側天車,2,4,6用右側天車,實現雙飛翼雙側同時換模,將線外換模時間由傳統的110分鐘優化為40分鐘,相比傳統天車,整體換模效率提升20%-30%。”
“雙飛翼”布局顯現的是有效地滿足紅旗轎車沖壓件多品種、小批量的柔性化生產需求,而背后實現的效能是空間、建設成本、生產耗能以及生產效率等多資源的綜合開發和利用。
得益于自動天車,紅旗沖壓車間采用端拾器立體庫,工件八層存放使占地面積縮減了8倍。普通天車調運,限制于人工裝吊運鋼絲繩的高度,一套模具1.2米,只能兩層存放。而紅旗沖壓車間實現了模具三層存放,利用率提升了1.5倍。同樣,板料立體庫,三層存放……在自動化、綠色環保的理念的推動下,紅旗沖壓車間的空間得以最大限度的釋放,實現了在2.2萬平方米的工廠保障六個車型的生產能力。
最貴的是人的創造精神
在紅旗工廠眾多機器人中,焊裝車間的一個機器人最為搶眼:首先是因為大,它的臂展達到4.2 米,最大負載1.7噸,據說它是當前國內汽車企業目前最大型的工業機器人。其次,它擁有著耀眼的桔黃色,所以它被車間的工人們親切地稱為“大黃鴨”。
別小看“大黃鴨”一副憨憨的外表,在它的手臂上安裝著視覺導引系統,可以根據視覺定位分辨出吊具上的車型,從而引導機器人精確抓取車身,不會對車身表面造成任何的損害。另外,大黃鴨的6個關節點還安裝了智能傳感器,實時采集每一個動作的振動和溫度數據,并通過5G網絡技術上傳到整個工廠互聯網平臺,應用大數據分析算法對設備運行狀態做預測性維護。據工作人員介紹:目前機器人運轉的速度只是極限速度的4分之一。
紅旗工廠實現100%機器人焊裝
全生產線實現AGV自動化、無人化物流配送;
全焊裝機器由機器人完成;
全自動化設備輪胎裝配,采用供貨廠家收取生產計劃、同步配送的順引方式,使輪胎從進廠到輸送、抓取、定位、擰緊實現全自動化,并將擰緊結果上傳至擰緊系統;
全自動化益精物流管理;
全零部件裝配質量數據存儲,即便是每一個螺栓擰緊的數據,紅旗工廠都可以做到最長可以存儲15年,保證了后續質量問題可追溯……
所有的上述“全”僅僅是筆者采訪紅旗工廠記錄下來的“不全”,它們彰顯著紅旗工廠已經是中國汽車制造企業中智能化的帶頭人。
但是,隨著中國制造大國的崛起,代表著制造業頂尖水平的汽車產業,智能化的工裝、設備已經開始讓筆者產生審美疲勞。走在紅旗工廠生產線旁,一排不起眼的配重滾軸貨架引起了筆者的注意:它們樸素的支架,掃一眼便知它們不是商品化的工裝設備。看到筆者關注的目光,陪同參觀的姑娘馬上解釋說:“那是工人自己發明的自動傳輸工件的立體貨架。”
看中間那個鋁合金的小貨架,是工人發明的
貨架簡單、精巧,幾個滾軸可以根據工件的不同的重量有序地分流到不同的位置,從而方便工人操作時準確地拿取。如果說家庭是社會細胞的話,班組便是企業運營中的微單元。“班組建設、管理”一直是中國傳統的工業企業管理的重中之重,甚至是核心。在班組建設方面,一汽從來都是中國工業企業的一面旗幟,也是一汽企業文化的基石。本次走進紅旗工廠,筆者能夠感受在一汽深厚的企業文化中融入了時代的元素。
國家技能大師齊嵩宇在他的工作室門口接待筆者
一頂工帽,一身穿工裝,齊嵩宇站在車間里的一間小屋門口接待筆者。這位看上去平平常、三十多歲的工人可是個大人物——他的工作室被授予“國家技能大師工作室”,授牌于5年前設立。
讓我們簡單地了解一下這位國家級的大師:齊嵩宇,現任紅旗工廠制造技術處維修工人。1994年技工學校畢后來到一汽工作,他立足崗位,堅持技術創新。跨專業,系統地學習了壓力焊接、金屬材料與熱處理、計算機、單片機、機械構造等多個學科,駕馭了全部手工焊接線、自動焊接線387套焊接機器人、1178套工裝夾具匹配間隙和1264種沖壓焊接零件分總成和總成結合匹配關系,
他帶領團隊先后發明“電阻點焊工藝質量自動監控技術”“電力拖動機構遠程監控技術”“弧焊在線質量檢測及分析技術”等24項專利技術,獲得省市、國家及世界級類獎項22項。
2011年,他帶領團隊發明的“電阻點焊 過程質量 監控系統 網絡通訊方法”,解決了白車身焊接過程中質量監控和檢測的世界性難題,填補了世界汽車領域在線治理白車身點焊、漏焊、開焊處理難的空白,這一成果的成功應用,累計為企業創造了7千萬余元的價值。
他個人也獲得了“全國技術能手、全國五一勞動獎章、吉林省勞動模范”等稱號13項殊榮,并享受中共中央國務院政府特殊津貼。也是全國第十三屆人民代表大會代表。
走進這間不足10平方米的工作室,墻上鮮紅的字讓筆者感受到這里強烈的榮譽感。齊嵩宇告訴筆者:“成立工作室的目的是為了給員工提供一個可以進行學習交流、技術創新的環境。”
齊嵩宇向筆者介紹他的發明
“發揮工人的聰明才智”是一汽企業文化的特征。記得二十年多前筆者來到一汽老廠區采訪,那個時候一汽上下正在全力推廣精益生產方式,今天我們看到的“定置生產、柔性生產”似乎是工業生產原本就該是這個邏輯。然而,對于那時的一汽人來說卻是一場深刻的變革。為了這場變革的實現,工人們中午捧著飯盒一邊吃飯、一邊在車間里的小黑板前寫寫畫畫,搞技術革新。
今天,一汽工人技術創新精神沒有變,變的是他們討論的內容已經是不可同日而語了。工作人員告訴筆者:而像齊嵩宇這樣的技術型人才在紅旗工廠還有很多,這里設有4個集團級職工創新工作室和4個工廠級職工創新工作室。
紅旗工廠廠長張巍對筆者表達他的心愿:“我們希望培養更多符合紅旗氣質的大國工匠和行業領軍人才,為紅旗的極致品質保駕護航。”
2018年1月8日一汽集團發布紅旗戰略,“極致紅旗 極致制造”的宣言曾經讓筆者心存疑惑。今天,筆者有幸走進紅旗工廠,看到一汽人用領先的理念、創新的精神,在僅僅兩年的時間里便高質量、高效率地建設起了全新的紅旗智能工廠,為紅旗車輛的“極致制造”打下了堅實的基礎,由此筆者有理由相信:紅旗轎車的未來不一定是坦途,但一汽人一定會讓紅旗的理想飛揚起來。(曹璞)