老牌中國汽車製造商靠數位分身邁向數位轉型心法大公開

傳統汽車製造該如何達成數位轉型？或許中國的老牌汽車製造商中國第一汽車集團(簡稱一汽)的經驗可供借鏡。

中國第一汽車集團的前身為中國第一汽車製造廠，於1953年建廠，為中國第一家汽車製造廠，造車的歷史相當悠久，目前旗下有一汽、紅旗、解放等品牌汽車，也和國外車廠合作製造銷售汽車，包括奧迪、馬自達、豐田等。然而，儘管起步較早，讓一汽在現今競爭激烈的中國汽車市場擁有一席之地，但和其他製造業相同，一汽也面臨了製造業數位轉型的挑戰，近日一汽在達梭上海舉行的全球大會中分享他們數位轉型的經驗。

一汽集團組裝業務室主任楊東旭表示，傳統的汽車製造工廠面臨許多的問題，例如仰賴紙本紀錄的技術文件、工廠的規劃也以紙本籃圖為主，技術驗證也大量的依靠實車完成測試。另外，製造管理系統不夠細緻，生產過程數據蒐集不夠充足，物料的管理上因仰賴人工而可能產生疏漏，生產過程的品質難以控管，生產設備也因數據蒐集不足，無法隨時監控等等。

不僅如此，設備工具也仰賴人工管理，以人工進行報表的統計分析，大量的資料分析工作量，可能失真的資料，讓知識不易累積，「工廠的管理上存在很大的漏洞」，因此一汽在工廠管理上導入數位分身(Digital Twin)，將物理上的工廠透過技術以虛擬的方式重現，包括工廠內生產設備、產品的規格、結構、高度擬真的材料屬性，並整合了相關的資訊管理系統。

建構3D虛擬工廠，打通各系統資料流

他們先以數位分身技術建構虛擬工廠，為了讓製造的過程透明化及連續化的資料蒐集，避免數據孤島，他們打通了ERP、PDM、FBOM、MES等系統的資料流，接下來是為整個製造價值鏈，包括規劃、生產、品質、物料、設備、人工，以指導、管控及資料分析提升管理的水準。最後是導入先進的管理理念以優化、穩固業務流程。

楊東旭表示，透過雷射掃描的點雲資料建立3D虛擬工廠，透過虛擬工廠去模擬產線的裝配作業，在物理的真實工廠管理上，把生產過程管理的規劃、車型的生產需要、生產異常及人員紀錄管理放到應用上管理，並進行較完整的生產過程資料蒐集工作，蒐集所有生產線、設備及工具的資料，以便即時監控產線的生產現況及設備運作情形，還包括蒐集能源設施的資料。其他還有品質管理、設備工具機的維護管理，以KPI建立即時的報表或儀表板。將3D虛擬工廠和實體工廠的製造資訊管理系統整合在一起。

汽車製造工廠塗膠的機器人和虛擬工廠內塗膠機器人的畫面對比，畫面的左邊為真實工廠內的機器人，右邊則是虛擬工廠的機器人，兩者的運作是同步進行的：

「模擬真實工廠產線運作過程的虛擬工廠建立後，後續若有新的調整或是變化，可以先在虛擬的環境中進行模擬，大幅縮短未來在實體工廠佈署的前期準備工作」，楊東旭表示。

這個虛擬工廠模擬實體工廠的設備生產過程，還有虛擬的產線操作人員，在虛擬工廠產線上可以觀看虛擬作業人員的操作方式、組裝車輛的動線，或進一步模擬某個零件組裝、焊接的操作過程，是否會有工安的疑慮，或是出現干擾、碰撞的情形。

為了避免生產過程中不必要的浪費，並實現精益生產的目標，他們在管理上建立由下而上的問題反應機制、由上而下的問題聚焦，並以資料分析為基礎打造任務驅動的業務管理、分層級的業務管理標準化。

楊東旭總結現況指出，一汽現在透過雷射掃描建立點雲模型，高度的仿真，和過去依靠圖紙規劃缺乏仿真效果，更能協助實體工廠的規劃、竣工，平台架構也從過去自行研發改為BPM流程化開發，速度上提升、更少的Bug。而過去在品質管理依靠列表紀錄，現在則改為圖形化，以手持行動設備快速紀錄，資料蒐集也擴大到整個生產過程，並開始以自動學習讓作業人員學習不同產線位置的新技能。

製造的數位轉型沒有終點，他認為數位雙身未來可能隨著蒐集到更多的生產線資料，擴大更多的應用，例如用於工廠的布局規劃，或是結合穿戴裝置，提高對作業人員動作的模擬，對機器人動作的模擬等等。