老牌中国汽车制造商靠数位分身迈向数位转型心法大公开

传统汽车制造该如何达成数位转型？或许中国的老牌汽车制造商中国第一汽车集团(简称一汽)的经验可供借镜。

中国第一汽车集团的前身为中国第一汽车制造厂，于1953年建厂，为中国第一家汽车制造厂，造车的历史相当悠久，目前旗下有一汽、红旗、解放等品牌汽车，也和国外车厂合作制造销售汽车，包括奥迪、马自达、丰田等。然而，尽管起步较早，让一汽在现今竞争激烈的中国汽车市场拥有一席之地，但和其他制造业相同，一汽也面临了制造业数位转型的挑战，近日一汽在达梭上海举行的全球大会中分享他们数位转型的经验。

一汽集团组装业务室主任杨东旭表示，传统的汽车制造工厂面临许多的问题，例如仰赖纸本纪录的技术文件、工厂的规划也以纸本篮图为主，技术验证也大量的依靠实车完成测试。另外，制造管理系统不够细致，生产过程数据搜集不够充足，物料的管理上因仰赖人工而可能产生疏漏，生产过程的品质难以控管，生产设备也因数据搜集不足，无法随时监控等等。

不仅如此，设备工具也仰赖人工管理，以人工进行报表的统计分析，大量的资料分析工作量，可能失真的资料，让知识不易累积，“工厂的管理上存在很大的漏洞”，因此一汽在工厂管理上导入数位分身(Digital Twin)，将物理上的工厂透过技术以虚拟的方式重现，包括工厂内生产设备、产品的规格、结构、高度拟真的材料属性，并整合了相关的资讯管理系统。

建构3D虚拟工厂，打通各系统资料流

他们先以数位分身技术建构虚拟工厂，为了让制造的过程透明化及连续化的资料搜集，避免数据孤岛，他们打通了ERP、PDM、FBOM、MES等系统的资料流，接下来是为整个制造价值链，包括规划、生产、品质、物料、设备、人工，以指导、管控及资料分析提升管理的水准。最后是导入先进的管理理念以优化、稳固业务流程。

杨东旭表示，透过激光扫描的点云资料建立3D虚拟工厂，透过虚拟工厂去模拟产线的装配作业，在物理的真实工厂管理上，把生产过程管理的规划、车型的生产需要、生产异常及人员纪录管理放到应用上管理，并进行较完整的生产过程资料搜集工作，搜集所有生产线、设备及工具的资料，以便即时监控产线的生产现况及设备运作情形，还包括搜集能源设施的资料。其他还有品质管理、设备机床的维护管理，以KPI建立即时的报表或仪表板。将3D虚拟工厂和实体工厂的制造资讯管理系统整合在一起。

汽车制造工厂涂胶的机器人和虚拟工厂内涂胶机器人的画面对比，画面的左边为真实工厂内的机器人，右边则是虚拟工厂的机器人，两者的运作是同步进行的：

“模拟真实工厂产线运作过程的虚拟工厂建立后，后续若有新的调整或是变化，可以先在虚拟的环境中进行模拟，大幅缩短未来在实体工厂布署的前期准备工作”，杨东旭表示。

这个虚拟工厂模拟实体工厂的设备生产过程，还有虚拟的产线操作人员，在虚拟工厂产线上可以观看虚拟作业人员的操作方式、组装车辆的动线，或进一步模拟某个零件组装、焊接的操作过程，是否会有工安的疑虑，或是出现干扰、碰撞的情形。

为了避免生产过程中不必要的浪费，并实现精益生产的目标，他们在管理上建立由下而上的问题反应机制、由上而下的问题聚焦，并以资料分析为基础打造任务驱动的业务管理、分层级的业务管理标准化。

杨东旭总结现况指出，一汽现在透过激光扫描建立点云模型，高度的仿真，和过去依靠图纸规划缺乏仿真效果，更能协助实体工厂的规划、竣工，平台架构也从过去自行研发改为BPM流程化开发，速度上提升、更少的Bug。而过去在品质管理依靠列表纪录，现在则改为图形化，以手持行动设备快速纪录，资料搜集也扩大到整个生产过程，并开始以自动学习让作业人员学习不同产线位置的新技能。

制造的数位转型没有终点，他认为数位双身未来可能随着搜集到更多的生产线资料，扩大更多的应用，例如用于工厂的布局规划，或是结合穿戴装置，提高对作业人员动作的模拟，对机器人动作的模拟等等。