“智能化改造数字化转型”优秀场景案例丨博世汽车部件（苏州）有限公司
博世汽车部件（苏州）有限公司成立于1999年，是博世集团在中国的全资子公司之一，总占地面积28万平方米，总投资3亿美元。目前公司拥有独立的技术研发中心和完善的生产物流基地。公司主要由五个事业部组成，负责生产和销售汽车电子、底盘控制、底盘制动、多媒体系统零部件及用于零部件组装的机器设备。 工艺数字化设计与仿真场景主要做法 数字孪生是智能制造水平达到一定成熟度后，提升生产绩效的有效技术手段。博世汽车电子工厂在数字化互联化基础上，在向着全面智能化迈进过程中，逐步开展了以仿真为基础的数字孪生场景应用。 数字孪生分为数化、互动、先知、先觉、共智五个阶段。在模拟仿真到现实数据采集、模型优化，再到现实实体自适应配置的闭环中，运用该技术能够辅助实现人机料法环各领域的全周期管理，从而实现指导性、自主性、自适应性，建设以人为本的数据驱动型工厂。 目前在博世汽车电子工厂，工艺数字化设计与仿真具体落地场景有：运用仿真软件对车间布局、生产物流设计、产能等生产要素进行定量的模拟和验证，并根据仿真模拟结果找出生产优化方向。同时，产线能实时在线监测设备状态，可实现快速报错定位和历史解决方案推送，有效提高设备维护效率。 图1 仿真模拟软件 仿真覆盖设备设计到设备调试验证的全过程，可缩短设备从设计到交付的时间。在设计阶段利用MCD 3D模型验证设备工艺步骤和机械结构是否存在干涉，提前预知以往在设备装配阶段才能够被发现的机械干涉风险，减少返工成本。通过设置节拍时间和计算逻辑来模拟得到各个站点的节拍时间预测值，验证机械设计是否满足生产节拍时间要求，同时针对瓶颈工位进行节拍时间仿真优化分析。公司成功尝试利用仿真技术在虚拟模型上实现脱离硬件的PLC软件调试，缩短30%项目上线的时间。 图2 生产现场 在新产线上运用了仿真技术，利用其动态仿真、3D模型过程可视化和数据可实时分析的优势，验证产线人员搭配、站位设计是否能达到初期设定的节拍时间和日产出值，并找到风险点或者优化方向以完善产线设计。通过生产线仿真设计，线上在制品库存减少20%，产线设计效率提升32%，周期缩短25%以上。 通过使用仿真工具为产线建模，仿真产线可以等比例模拟真实产线的物料流动，动态地显示出不同产线设计方案下的产出情况，当改变产线中两个工站的载具数量时，可以得到一组产能的变化曲线。在权衡成本、冗余以及产能要求后，一个用于实际产线的最优配置方案就得以形成。 在配置产线后，需要持续监测产线获取实际生产数据，以帮助评估当前的设计方案是否需要进一步修改。如果模型与实际情况有偏差，真实生产的数据将通过数据管道导入仿真环境，帮助设计人员优化产线设计，迭代更新设计方案，直至仿真结果与实际表现充分接近。在项目第一阶段已实现节拍时间缩短5%，换型损失减少2%，工装载具最优配置带来每小时产出提升4%。 通过3D仿真技术，博世汽车电子工厂实现了电动助力转向电子控制单元价值流生产线整体的数字孪生。在生产线设备日常运转过程中，设备管理平台会实时动态地反映设备内各个运动部件的工作状态。一旦设备某一部件发生故障，设备屏幕显示的报警信息也会同步上传到平台，工程师可现场或远程查看报警信息及被高亮的问题部件，同时报警信息会被统计，将频发问题第一时间暴露，提高问题解决效率，减少设备工程师18%的日常工作量。
