工业4.0推动制造业向智能化与信息化方面转型升级,已成国际趋势。发展智能制造既符合我国制造业发展的内在要求,也是重塑我国制造业新优势,实现转型升级的必然选择。汽车产业作为制造业中技术含量、智能化程度、产业集中度较高、汇聚众多行业的产业,如何把新能源汽车产业提高到智能制造水平,是未来增强中国汽车行业核心竞争力的重要课题。
目前,新能源汽车企业数字化发展正面对着两个重大挑战:一、电动车全生命周期中各个环节相互孤立,数字工具不能有效通讯,导致信息流动不连续,数字化遭遇瓶颈;二、数字化制造的专业技术(如,人工智能,数字孪生等)仍然需要大幅提升,方能支撑起智能工厂需要。
为应对这一系列问题,GTC-Hightech在德国弗劳恩霍夫协会提出的“数字化制造产业创新集群”基础上,集中研究和使用数字化工具,为推进数字化制造在相关领域的发展设计了一套包含技术地图和行业架构的完整解决方案。
数字化制造创新集群
建立电动汽车领域的“数字化制造创新集群”,可以有力推动电动车数字化制造。
电动汽车数字化制造创新集群的核心参与者,主要是来自数字化制造中的创新和数字化制造中的创新领域的用户公司,技术和服务提供商以及学术界的知识提供商。
那么,这个创新集群为何有利于推动数字化制造?
因为,这个集群实际上建立了一个跨机构、跨行业的有机系统,完善了产业链信息连续性。在这个集群中(图1 左),工业用户价值网络是对技术的需求者(如,地方政府和当地的电动汽车制造商)支持学术和技术提供商的研究;学术和技术提供者向工业需求者提供研究成果。技术提供商为新兴公司提供技术支持,学者们提供学术支持,帮助这些公司在电动汽车领域进行创新应用。创新集群中的四个重要角色使电动汽车工业实现标准化,产生的技术成果则通过在数字制造的各个“模块”之间的数据和信息流的改善来推动数字制造的发展。
数字化创新集群模块
数字化制造创新集群,是从行业结构角度出发的、推动电动汽车数字化制造的宏观策略。此外,还需要考虑电动车实际的具体生产过程,将设计—生产—销售等不同生产过程(阶段)、整合为不同模块,并逐一分析,梳理技术地图。
数字化制造由五个自上而下开发的通用模块构成,从而细分为三个面向应用程序的、和两个面向支持的模块。 面向应用程序的模块专注于产品,生产和企业网络,而面向支持的模块分别关于信息技术及工具,和管理策略方法及工具。
(左)数字制造创新集群。(右)创新集群数字制造的五个模块
电动车数字制造全生产链的数字工具和供应商
GTC将集群中的模块进一步拆解,整理其中每个技术涉及的相关企业和数字工具,并通过两者的一一映射,清楚地展示了,哪些公司可以提供相应的软件服务或解决方案。在创新技术集群中使用这些数字工具进行电动汽车的数字化生产可以提高工厂的生产率并降低生产成本。