浅谈汽车产业智能制造中的信息化系统集成

何志通 李子旭 王天立

摘 要 随着科学技术的不断发展，越来越多的自动化技术和设备被运用到了汽车制造产业中，目前我国的大部分汽车制造企业已经完成了数字化工厂前端的建设工作，拥有比较高的自动化生产水平，信息化系统集成就是其中重要的组成部分。

关键词 汽车产业；智能制造；信息化系统集成

随着社会经济水平的不断提高，人们的生产生活水平也在不断提高，汽车已经成为人们生产生活必不可少的一种交通工具。随之而来的是对汽车的大量需求，为了满足这种日益增长的需求，我国的大部分汽车制造企业都进行了自动化的优化和改造，并且大部分企业都已经实现了三维设计与PLM集成、PLM与ERP集成，实现了信息化系统集成。就目前的实际情况来看，我国汽车产业的信息化系统继承方式从低到高可以分为基础集成、中级集成和高级集成三种。

1 基础集成

基础集成有两层含义，第一层是底端设备控制层PCS、中间执行层MES与上端企业管理层ERP三层架构集成，第二层是实现企业内厂际互联。第一层含义大多数汽车制造企业都已经达到了，大多数工厂的整个生产线都已经通过MES系统连通起来了，而业务部门则是通过ERP系统进行联通的，但是就目前的实际情况来看，很多汽车制造企业的ERP系统和MES系统并没有连接起来，企业计划层和过程控制层之间还存在有断层，也就是第二层厂际互联并没有得到很好的实现，生产部门和业务部门依旧是两个独立的信息孤岛，工业3.0阶段并没有真正到来。

在基础集成框架中，MES系统是一非常重要的，它主要负责车间生产管理和调度执行，能够在统一平台上集成生产调度、产品跟踪、质量控制、设备故障分析、网络报表等管理功能，同时还可以通过平台对整厂的数据进行统一的收集、整理和管理，通过互联网技术实现生产、质检、工艺、物流、销售等各部门之间的信息共享和交流。基础集成通过系统来实现对生产过程的整体优化，帮助企业建立一体化和实时化的信息系统。

要想实现基础集成，需要满足两个条件，三个层面。首先是企业需要拥有自动化水平较高的生产线，给MES系统提供发挥的空间和环境，其次是要实现企业内智能车间的互联和厂际互联，失去了互联，MES系统的很多功能都无法实现，也无法起到桥梁作用连接EPR系统和智能设备。三个层面指的智能装备、智能生产线和智能车间，这是MES系统运行的主要场所，也是实现基础集成的必备条件[1]。

2 中级集成

中级集成是根据汽车制造企业智能制造的发展情况来定义的，其中第一层指的是PLM平台与上述基础集成的融合，第二层指的是企业与供应商实现互联。

PLM平台与基础集成的融合主要可以分为两步，首先是将PDM系统与ERP系统连接形成企业管理层，其次将管理层与执行制造的MES系统连接形成车间控制层集成。以国内某大型汽车零部件企业的智能制造车间为例，该车间采用的是北京自动化研究所所涉及的系统，该系统中的PDM系统使用的协同研发和产品数据管理平台是WINDCHILL，并在此基础上进行功能的优化和应用的扩展。该系统以PDM系统为核心，建立了包括工艺数据管理、产品研发项目管理、产品试验数据管理的协同研发平台，实现企业产品从产品概念设计、详細设计、产品试验、工艺规划、工装管理到生产制造的全过程数据管理。

在这其中所提到的PDM系统是一款可以在一个中央系统中管理产品数据和过程信息的应用软件，这个软件不仅能够满足生产管理对于文件、要求、注释、制造指示等方面的信息要求们还能够支持多个应用软件以及团队的访问，运用好这一软件，不仅有利于生产效率的提高，更有利于PLM（产品生命周期管理）平台的建立，为数据管理、过程使能以及配置管理提供了安全的解决方案。

PLM系统则是一款对企业中的数据、流程、也许系统、人员信息进行综合管理的信息管理系统，其中包括了产品数据管理（PDM）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、3D计算机辅助工程（CAE）和仿真、机电一体化系统仿真、有限元分析（FEA）、模态测试和分析、数字化制造、制造运营管理（MOM）等，能够有效地对整个汽车制造企业的运行进行合理的调度和控制。

PLM和MES是企业数字化的两大主要助理，通过这两大系统可以以产品全生命周期的数据为基础，进行优化虚拟和评估，从而找寻到更加符合企业实际需求的新的生产组织方式，这样不仅能够实现企业自动化、信息化与智能化的融合，提高企业资源的合理配置率，更能够提高生产效率，降低生产成本，为企业实现效益最大化打下坚实的基础。

3 高级集成

高级集成即“工业4.0”阶段，指的是根据企业的实际需求而将对企业的智能化实行个性化定制，即在电商、经销商和企业内部实现价值链数据到车间设备层传感器级别数据的纵向集成，实现从产品研发到售后服务的横向集成，建立产业链协同平台，实现从原材料供应到客户的端到端集成。

在汽车行业里，订货提前期有一个专门的名词与之对应——即“订单一交付”OTD（Order To Delivery）。对客户的需求进行准确的预估并且提前进行相关的业务以及生产安排能够帮助企业减小损失，抢占更大的市场份额，提高企业的核心竞争力，进一步实现企业的经济效益。而在高级集成中，就有这样一个QTD平台，通过平台将生产、销售、采购等各个系统和环节中的信息都连接起来，就能够对客户需求以及市场动向进行价位准确的预估个判官，透明生产过程，实现拉动式生产方式。

4 结束语

从上文不难看出，汽车产业智能制造中的信息化系统集成指的不仅仅是生产相关的信息化系统的集成，更重要的还是在决策、销售等层面，只有将决策、生产与销售都联系为一个整体，才能真正为汽车企业的发展提供动力。随着科学技术的不断进步，新的信息化系统集成技术也在不断地被开发出来，与外部市场互联、与买卖双方互联的集成技术正在不断被运用到汽车产自智能制造中。

参考文献

[1] 胡志强，吴劲浩.汽车产业智能制造中的信息化系统集成[J].数字化工程，2016，（7）：69-74.