汽車轉向系統智能工廠

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汽車轉向系統智能工廠豫北轉向系統（新鄉）有限公司（以下簡稱豫北轉向）始建於1969年，主營各類汽車動力轉向系統，配套客戶包括福特、東風日產、一汽、北汽、吉利、長城等國內外知名汽車廠家，是中國汽車轉向行業龍頭企業。

目錄

一、企業簡介

豫北轉向系統（新鄉）有限公司（以下簡稱豫北轉向）始建於1969年，主營各類汽車動力轉向系統，配套客戶包括福特、東風日產、一汽、北汽、吉利、長城等國內外知名汽車廠家，是中國汽車轉向行業龍頭企業。多年來，豫北轉向堅持精益生產理念，通過機器人上下料、無人搬運車（AGV）、射頻識別（RFID）、在線檢測防錯等技術全面應用，建成處於行業和區域領先地位的智能化生產線，先後獲得國家智能製造試點示範、國家智能製造綜合標準化和新模式應用示範等獎項。

二、項目簡介

豫北轉向以構建具備「狀態感知、實時分析、自主決策、精準執行」四大智能特徵的智能製造體系為目標，提出涵蓋智能設計、智能生產和智能經營的智能工廠總體架構。通過工業網絡構建、生產裝備智能升級、全價值鏈信息系統集成、大數據平台和工業互聯網平台建設，支撐企業運營全過程分析優化，實現縮短產品研發周期、降低產品設計不良率、降低企業運營成本、提高企業核心競爭力等效果。

三、項目技術方案

豫北轉向系統（新鄉）有限公司汽車轉向系統智能工廠總體架構如圖1所示。

（一）智能研發設計

豫北轉向以項目管理主導，有序分步建設集產品、工藝、仿真、質量檢驗於一體的智能研發設計系統。

1、三維數字化設計。為提升研發設計效率，縮短新產品研發生產周期，豫北公司在引入快速設計模塊基礎上，分步搭建集產品數字化三維設計、工藝智能化仿真優化、產品虛擬加工裝配、智能管控及數字化作業指導為一體的數字化產品設計系統。

2、PLM系統。按照總體規劃，分期推進PLM系統建設，已實現PLM與企業資源計劃系統（ERP）數據集成。PLM設計和工藝BOM數據直接發布至ERP系統，設計工藝人員可以從PLM系統直接讀取相關產品物料的ERP庫存、價格等有效信息，實現兩大系統數據互通。

（二）智能裝備與產線

在生產製造環節廣泛應用工業機器人、高檔數控設備、組合專用機床、智能檢測、智能物流等設備，新增數控裝備達到90%以上。

1、高精度組合機床（含自動上下料機器人）。豫北轉向創新採用高精度組合機床加工方式，按年產35萬台殼體計算，選取組合機床構成加工單元，達到行業傳統加工方法中一個分廠的實際效果。

2、工業機器人。在殼體加工線、熱處理生產線共投入6台自動上下料機器人，並在裝配檢測等多個工位安裝機械手，機器人安裝有視覺系統，自動調整零件的抓取位置，自動識別零件缺陷，避免缺陷產品的流出和傳遞，有效提高產線效率。豫北轉向與設備廠家聯合開發自動選鋼球設備，根據掃描獲得的中徑信息自動選擇正確組別鋼球進行自動組裝，並形成閉環反饋調整。

3、AGV自動引導車。選用激光導航方式AGV小車用於半成品的構內物流，相比人工配送方式，減少物流人員4人，年節約人工成本20多萬元。

4、二維碼識別與信息追溯應用。將二維碼識別與信息技術應用於生產管理，使用二維碼刻蝕機對關鍵零部件刻上代表其身份證的二維碼，實現產品質量可追溯。對產品售後服務、失效分析、產品改進提供可靠的追溯信息支持。

5、柔性裝配線。根據總成裝配工藝流程將生產線進行自動化、柔性化設計，生產線採用隨行夾具對工件進行裝夾和自動轉運，並通過RFID卡對加工過程中的每台產品進行標識，使設備能夠自動識別產品的型號和狀態，實現自動化和柔性化生產。

（三）車間設備聯網與數據採集

針對不同生產設備，制定不同數據採集方式：有數據接口的設備，如機器人、機床、PLC控制器、智能化儀器儀表等，將設備數據傳輸到網關；對沒有現成數據的設備，通過安裝傳感器或進行智能化改造，增加通訊能力，基於有線或無線方式，將數據傳輸到網關。

（四）信息系統建設

1、ERP系統建設。豫北轉向ERP系統應用總賬、UFO報表、銷售管理、採購管理、質量管理、庫存管理、生產管理、供應商協同平台管理等模塊，實現根據財務資金現狀，追溯資金流動，加強了財務對業務事前計劃、事中監控與事後追溯能力。

2、MES系統建設。MES系統是豫北轉向智能化生產線建設的重點，是指揮設備、物流、生產作業的核心系統，目前已實現生產管理、工藝控制防錯、質量管理、設備管理、報表管理等基礎功能，正在逐步推進生產排程、監控管理、ERP深度集成等功能。

3、信息安全保障系統建設。基於豫北轉向智能工廠網絡建設及信息安全工作現狀，參照國內外最佳工業控制系統安全實踐，在深入研究公司系統特點與安全需求的基礎上，構建兼顧工業控制系統安全的整體信息安全管理體系。

（五）信息集成與應用

通過實現MES、PLM、ERP、CAX等系統集成，豫北轉向打破系統間數據孤島，並在此基礎上提供更高效的信息傳遞、生產管理和協同。例如，通過ERP與MES集成，打通製造環節與公司上游業務的信息銜接，並實現原材料庫和成品庫的管理由ERP系統進行，MES通過數據接口自動與ERP進行數據交換。逐步推進MES和生產設備系統、物流控制系統集成，通過集成實現實時生產狀態反饋，通過大數據分析檢測，做出生產管理的決策指令。

四、項目成效

1、經濟效益。通過實施智能製造，鄭州日產生產效率提升35%、運營成本降低10%、單位產值能耗降低18%，產品升級周期縮短23%、產品合格率達到100%，實現柔性化、模塊化、智能化、信息化、高效率、高品質、低能耗、安全、節能、環保的現代化整車裝配生產。

2、社會效益。全線採取摩擦輸送和板帶輸送，削減電機，節能環保，降低噪音至75dB以下；根據不同的工藝需求，將廠房設計為不等高度，減少投資和能源消耗；下線區全部設置尾氣收集系統，將尾氣收集、過濾後排放到高空，減少對環境的污染；加注液體廢液「0」排放。