中国汽车制造行业与数字化制造.docx

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1、中国汽车制造行业与数字化制造1引引言中国的的汽车制制造业正正处在一一个机遇遇与危机机并存的的关键发发展阶段段。一方方面，资资金的大大量投入入和消费费市场的的持续繁繁荣带动动了汽车车制造业业的迅猛猛发展，20006 年年中国汽汽车总产产量达7700 万辆，居世界界第三，汽车销销量居世世界第二二，仅次次于美国国；另一一方面，汽车制制造能力力“大而而不强”的现象象非常突突出，表表现为：(1) 整车车制造资资源分散散。20005 年底中中国有上上百家整整车厂，但普遍遍规模很很小；(2) 自主创创新能力力欠缺。国内制制造的一一些较高高档次的的汽车从从车型设设计到生生产线布布置(含含设备和和布局规规划)基

2、基本上都都自国外外引进；(3) 汽车车产品的的国际竞竞争力弱弱，难以以走出国国门。随随着国内内市场日日趋饱和和，汽车车利润率率也将逐逐步降到到全球行行业的平平均水平平，汽车车厂家的的生存受受到严重重威胁。在这种种严峻形形势下，国内汽汽车制造造企业在在管理和和技术上上寻求革革新势在在必行。放眼全全球，汽汽车工业业也一直直在困难难和挑战战中前进进。供应应链全球球化、客客户定制制化以及及日益苛苛刻的环环境与安安全法规规使汽车车制造厂厂家处在在一个前前所未有有的不利利环境之之中。为为了提高高核心竞竞争力，许多企企业都致致力于学学习和推推广先进进的管理理理念，并与先先进的制制造技术术及信息息技术相相结合

3、来来创造新新价值。在这些些先进的的理念和和方法中中，精益益生产或或JITT(Juust In Timme)是是影响深深远的常常青树，基于产产品生命命周期管管理(PPLM: Prroduuct Liffecyyclee Maanaggemeent)策略的的数字化化制造(DM:Diggitaal MManuufaccturringg)技术术则是后后起之秀秀。今天天的国外外领先汽汽车制造造公司都都在矢志志不渝地地推动数数字化制制造技术术的应用用，由此此获得的的投资回回报令人人鼓舞，表1 展示了了几个案案例(包包括整车车厂和零零部件供供应商)。CIIMdaata 咨询公公司的调调查(220033)显示

4、示，采用用了数字字化制造造技术的的汽车制制造企业业，其产产品推向向市场的的速度增增加了330%，重复设设计减少少了655%，生生产规划划流程精精简了440%，平均产产量增长长了155%。数数字化制制造技术术在国外外的成功功应用给给国内的的汽车制制造厂家家树立了了很好的的榜样。表1 应应用数字字化制造造带来了了有目共共睹的效效益产生于于二十世世纪末的的“产品品生命周周期管理理”概念念是产品品数据管管理向规规划和制制造环节节的延伸伸。以前前的PDDM(PProdductt Daata Mannageemennt)基基本上只只关注产产品设计计数据，而PLLM 则则要对产产品整个个寿命阶阶段的数数据、

5、技技术、工工艺、制制造、流流程、物物料、维维修以及及报废进进行全面面的管理理。在PLLM 集集成平台台上，不不但设计计、工艺艺和制造造之间易易于实现现协同，而且虚虚拟环境境下的制制造过程程仿真分分析和优优化也变变得更加加方便。将数字字化建模模和仿真真技术应应用到规规划和制制造过程程中，就就形成了了“数字字化制造造”。作作为PLLM 策策略的核核心组成成部分，数字化化制造之之所以近近来逐渐渐引起关关注，这这和产品品制造过过程的重重要性密密不可分分，任何何创新的的产品如如果不能能被高效效率的制制造出来来都毫无无意义，并且制制造过程程的成本本通常占占总成本本的700%以上上，因此此通过应应用数字字化

6、制造造技术来来优化制制造工艺艺及提高高制造效效率的意意义十分分重大，且前景景广阔。据CIIMdaata 预计，20007年-20009 年年，中国国的PLLM 市市场每年年将以229%的的增长率率增加，制造企企业每年年在数字字化制造造能力方方面的投投资增长长将超过过25%。基于PPLM 的数字字化制造造技术在在国外汽汽车制造造公司的的成功应应用离不不开一些些优秀软软件产品品的支持持，比如如UGSS 公司司的Teecnoomattix 解决方方案就已已经有了了许多成成功的案案例。在在国内，由于观观念和技技术上的的落后，各大软软件公司司还没能能推出成成熟的国国产数字字化制造造软件产产品。随着国国际

7、汽车车巨头逐逐步将国国外实施施成功的的数字化化制造解解决方案案移植到到国内的的合资工工厂，以以及国内内的工业业界、软软件公司司和学术术界对数数字化制制造的认认识和重重视，在在未来的的若干年年内，国国内的数数字化制制造市场场将蓬勃勃发展，越来越越多的汽汽车制造造企业也也将从实实施数字字化制造造中受益益。本报告告是UGGS 与与华中科科技大学学合作，在深入入多家国国内汽车车制造企企业(包包括整车车厂和供供应商)内部进进行详实实调研的的基础上上而形成成的，其其目的是是为国内内汽车制制造企业业实施数数字化制制造提供供指导和和建议。本报告告的结构构如下：首先对对国内外外汽车制制造企业业面临的的压力和和采

8、取的的应对措措施进行行了详细细的分析析，阐述述了针对对汽车行行业的数数字化制制造解决决方案的的内涵和和特点，然后总总结了实实施数字字化制造造的需求求、挑战战性和实实施现状状，最后后对未来来的实施施方向和和实施步步骤提出出了若干干建议。2汽车车制造企企业面临临的挑战战汽车制制造企业业的生存存环境如如图1 所示，内外压压力促使使企业不不断进行行管理和和技术创创新，汽汽车制造造业的整整体发展展趋势则则给国内内企业指指引了前前进的方方向。1）汽汽车制造造企业面面临的内内外压力力加入WWTO 后，国国际汽车车巨头纷纷纷进入入中国合合资办厂厂，竞争争的加剧剧使得汽汽车制造造商面临临的压力力与日俱俱增，这这

9、些来自自企业内内外部的的压力无无疑也是是企业进进行变更更和持续续改进的的源动力力，它们们可以大大致细分分为以下下几种类类型：图1 汽汽车制造造企业的的生存环环境赢利的的压力国内内市场走走向饱和和的直接接后果就就是汽车车产品不不断降价价，这使使得制造造商的赢赢利空间间日趋缩缩小。国国际上公公认的维维持一个个汽车制制造公司司生存的的生产规规模至少少为1000 万万辆，220066 年国国内还没没有一家家厂家达达到了这这样的水水平。既既然通过过高价来来赢利已已成为明明日黄花花，汽车车厂家就就只有三三条出路路：其一一是在扩扩大生产产规模的的前提下下，加快快新车型型上市速速度，从从而提高高市场占占有量；

10、其二是是想方设设法地降降低成本本，特别别是制造造成本，减少库库存积压压，加快快资金流流转；其其三是制制造出更更高品质质的汽车车，早日日走出国国门。产品创创新的压压力要实现现汽车从从“中国国制造”到“中中国创造造”的转转变，关关键在于于创新，创新是是企业长长久生存存的基础础。创新新体现在在多方面面，比如如产品设设计创新新、工艺艺创新、管理创创新等，目前国国内厂家家很多还还处在完完全引进进或模仿仿学习的的阶段，自主完完成产品品创新的的能力非非常有限限。在目目前的市市场情况况下，一一种新车车型的生生产寿命命最多也也就两三三年，因因此要求求企业拥拥有持续续的创新新产品开开发能力力。顾客需需求的压压力中

11、国的的汽车市市场已从从卖方市市场变为为买方市市场。顾顾客的眼眼光越来来越挑剔剔，个性性化要求求越来越越多，对对汽车性性能(安安全性、油耗、驾驶舒舒适性等等)的要要求越来来越高。因此汽汽车厂家家必须推推出结构构越来越越复杂的的产品，增加配配置选项项，严格格确保产产品的质质量，提提高售后后服务水水平。产能过过剩的压压力即使220044 年出出台的汽车产产业发展展政策为汽车车业设立立了极高高的准入入门槛，但20005 年底发发改委的的一份统统计报告告仍显示示中国汽汽车产能能过剩2200 万辆，并预测测按照目目前情况况发展下下去，“十一五五”结束束时产能能过剩将将达到110000 万辆辆。产能能过剩的

12、的状况迫迫使汽车车制造商商在现有有的生产产线上同同时生产产更多类类型的汽汽车，这这对生产产线的柔柔性提出出了高要要求。质量保保证和汽汽车召回回制度的的压力20004 年100 月，缺陷陷汽车产产品召回回管理规规定正正式生效效，截至至20006 年年2 月月的统计计数据，已先后后有300 家国国内外汽汽车制造造商实施施了411 次主主动召回回，涉及及车型448 种种，共召召回近440 万万辆车。20006 年年，全国国22 家汽车车制造厂厂主动召召回了228万辆辆，数量量呈大幅幅上升。汽车召召回数量量逐年递递增反映映了消费费者对汽汽车质量量更高的的要求，也反映映了汽车车工业在在数量高高速增长长的

13、同时时，在质质量方面面给生产产厂家提提出了更更高的要要求。国家政政策法规规的压力力中中国汽车车产业的的政策和和相关法法规日趋趋严格，对汽车车污染排排放物的的规定、对汽车车安全性性能的规规定、对对产能利利用率的的规定(低于880的的产能情情况下，不允许许新建生生产线)、对国国产比例例不低于于80的要求求等等，都给汽汽车厂家家以很大大的制约约。分工细细化和全全球化制制造的压压力汽车制制造企业业已告别别“大而而全”的的年代，整车厂厂家纷纷纷将零部部件的工工艺和制制造包给给独立的的供应商商，自己己则集中中力量进进行新车车型的开开发、四四大工艺艺(冲压压、车身身焊装、涂装和和总装)的改进进以及若若干关键

14、键零部件件的制造造，比如如发动机机和变速速箱等。目前，基本上上80以上的的零部件件制造都都是供应应商完成成的，因因此，整整车厂家家必须紧紧密地维维系和更更多供应应商之间间的合作作关系，确保配配件质量量符合要要求并准准时供货货。另外外，在全全球化制制造越来来越明显显的今天天，国内内的一些些大型汽汽车制造造企业比比如上汽汽集团、奇瑞、南汽等等都在全全球拥有有一些研研发机构构或者制制造工厂厂，如何何确保这这种“多多地设计计，多地地制造”环境下下的协同同无差错错工作，是汽车车厂家亟亟待解决决的难题题。以上这这些内外外压力必必然会促促使汽车车制造企企业不断断改进产产品的制制造过程程，提升升技术含含量，这

15、这带动了了汽车制制造技术术向集成成化、数数字化、敏捷化化的方向向发展。2）汽汽车制造造技术的的总体发发展趋势势汽车制制造技术术的创新新是先进进制造技技术发展展的缩影影，它整整体上呈呈现出下下面的发发展趋势势：面向产产品生命命周期的的精益生生产精益生生产最初初的目标标是杜绝绝生产过过程浪费费，并进进行持续续的制造造过程改改进，如如今精益益生产的的思想已已推广到到整个产产品生命命周期，具体体体现为：通过并并行工程程缩短产产品开发发时间，利用DDFX 技术(面向制制造/装装配/的设计计)提高高产品的的可制造造性和可可装配性性，减少少变更；缩短生生产线布布局设计计和调试试时间；优化制制造工艺艺，提高高

16、制造效效率；缩缩短产品品试制时时间和达达到量产产规模的的时间；提高产产品质量量，实现现无缺陷陷生产等等等。制造工工艺日趋趋复杂，技术含含量越来来越高汽车车产品的的设计复复杂度在在不断提提高，轻轻量化要要求也使使得汽车车需要使使用更多多种类的的材料，这相应应增加了了车身焊焊接和总总装工艺艺的复杂杂性。一一些先进进的制造造工艺技技术比如如激光焊焊接逐渐渐应用到到汽车的的车身拼拼焊和零零件焊接接中来，它具有有减少零零件和模模具数量量、减少少点焊数数目、优优化材料料用量、降低重重量、降降低成本本和提高高尺寸精精度等好好处。此此外，喷喷漆、弧弧焊、点点焊、装装配、搬搬运等机机器人的的广泛采采用也增增强了

17、技技术含量量。生产线线的柔性性和标准准化程度度在提高高混混流生产产成为生生产过程程的基本本特征，这对生生产线的的布局设设计和产产品设计计都提出出了很多多约束。目前，总装和和涂装工工艺比较较容易实实现混流流生产，而白车车身工艺艺则困难难许多，需要建建立模块块化和标标准化的的焊接工工位，加加强机器器人之间间的分工工协作，并采用用新的工工具和手手段来增增加制造造柔性。个性化化定单生生产的普普及消费者者选择所所喜爱的的车型配配置并填填写定单单，厂家家接到定定单和预预付款后后再进行行生产。这种方方式增加加了消费费者选择择的余地地，能更更好地满满足他们们的需求求，并利利于厂家家减低现现金流压压力。在在欧美

18、，实现1100%的定单单生产正正成为一一种趋势势。面向向定单生生产给汽汽车制造造企业提提出了很很多挑战战，一方方面，企企业要提提供更多多的配置置选项，这增加加了产品品的复杂杂性；另另一方面面，出于于准时交交货的要要求，整整车厂家家和供应应商之间间的物流流联系要要求更严严格。车间的的自动化化程度在在提高，设备价价值昂贵贵以以白车身身生产线线为例，目前主主要采用用自动化化手段来来传输、抓取、夹持金金属薄板板并将其其焊接成成复杂的的白车身身结构，在夹具具以及传传输和夹夹持零件件所需的的自动化化设备、进行焊焊接作业业的机械械手、验验证质量量所需的的测量/测试设设备等方方面投资资巨大，因此必必须对设设备

19、的布布局和配配置进行行分析优优化，提提高设备备的柔性性、运行行可靠性性和利用用率，实实现现有有资本设设备的价价值最大大化。虚拟仿仿真技术术的广泛泛采用为了了保证更更好的产产品设计计和工艺艺规划质质量，要要求超过过95的实际际制造过过程能够够被模拟拟和仿真真，以实实现制造造工艺的的分析和和优化、精确的的设备设设计和模模拟、精精确的生生产节拍拍，从而而缩短调调试与试试运行时时间，减减少变更更的影响响。制造过过程的网网络化整车车厂与零零件制造造厂分离离，组建建跨地区区的企业业动态联联盟已成成为汽车车制造业业产业结结构调整整的必然然趋势。整车厂厂之间、整车厂厂和供应应商之间间的协作作交流都都是通过过网

20、络来来完成的的，大量量的产品品信息和和制造信信息在网网络上传传递，为为了保证证准时生生产，厂厂家之间间的流程程共享和和互操作作也变得得越来越越迫切。由此可可见，国国内汽车车制造企企业要想想发展壮壮大，就就必须顺顺应汽车车制造业业的这些些发展趋趋势，不不断学习习国外的的成功经经验，通通过采用用更多先先进的数数字化制制造技术术来提升升企业竞竞争力。3）基基于产品品生命周周期的数数字化制制造是汽汽车制造造企业应应对挑战战的必然然选择推广数数字化应应用是汽汽车制造造企业提提升核心心竞争力力的重要要手段，数字化化的范畴畴远不限限于数字字化设备备，事实实证明，先进管管理方法法和先进进制造技技术无一一例外都

21、都需要通通过数字字化的途途径才能能发挥其其最大价价值。以以并行工工程理念念为例，如果不不能建立立产品的的三维数数字化模模型，要要想在设设计阶段段验证产产品的可可制造性性和可装装配性就就非常困困难，这这样就不不得不试试制更多多成本昂昂贵的物物理样车车。此外外，协同同设计、虚拟产产品开发发和网络络制造等等也都以以数字化化技术为为基础。和产品品相关的的数据经经过数字字化描述述后，其其优点是是多方面面的：其其一，便便于信息息的管理理、一致致性维护护、查询询统计和和重复利利用；其其二，便便于产品品和制造造过程的的虚拟分分析和验验证，有有助于优优化设计计方案和和工艺方方案；其其三，便便于信息息的网络络共享

22、和和协同工工作。调查显显示，目目前国内内汽车制制造企业业离数字字化的全全面应用用还有很很长的距距离，人人们所认认识到的的数字化化主要体体现在产产品的设设计阶段段，比如如产品三三维数字字建模(CADD)、预预装配、干涉检检查与动动力学分分析(CCAE)、产品品数据和和流程管管理(PPDM)等等。数字化化发展的的基本方方向是产产品全生生命周期期的数字字化实现现，对于于汽车产产品而言言，一个个完整的的生命周周期应该该包括设设计、工工艺规划划、制造造、维护护等诸多多阶段，这其中中，制造造环节往往往比设设计环节节更为重重要，一一个好的的产品设设计只有有能够被被高效率率的制造造出来，才能为为企业创创造价值

23、值。然而，实施制制造过程程的数字字化应用用即数字字化制造造具有相相当的难难度，这这主要是是因为：(1) 信息息量巨大大造成的的数据管管理困难难。据通通用汽车车公司统统计，和和产品生生产过程程相关的的数据量量是设计计数据流流的1000110000 倍以以上；(2) 需要以以全面的的数字化化设计为为基础；(3) 牵涉涉面大(涉及设设计、规规划、生生产、物物流等许许多部门门)，对对企业的的综合素素质要求求高，需需要进行行流程重重组。因因此，企企业慎重重地选择择一个优优秀的数数字化制制造解决决方案，并采取取合理的的实施策策略是非非常关键键的。3数字字化制造造的内涵涵及其在在汽车行行业中的的发展现现状1

24、）数数字化制制造的内内涵CIMMdatta 将将“数字字化制造造”定义义为：一一套支持持设计和和制造工工程团队队之间进进行协同同工艺规规划的解解决方案案，它采采用最切切实可行行的流程程，允许许访问包包括工具具和制造造流程设设计在内内的完整整的数字字化产品品定义，它由一一系列支支持工具具设计、制造流流程设计计、可视视化、仿仿真和其其它优化化制造过过程所必必须的分分析活动动的工具具集组成成。更广广义的“数字化化制造”概念是是指将数数字技术术应用于于产品的的工艺规规划和实实际的制制造过程程中，通通过信息息建模、仿真分分析和信信息处理理来改进进制造工工艺，提提高制造造效率和和产品质质量，降降低制造造成

25、本所所涉及的的一系列列活动的的总称。数字化化制造的的内涵可可理解为为DP44R，即即数字化化产品定定义(PProdductt)、数数字化工工艺流程程规划(Proocesss)、数字化化工厂布布局规划划(Pllantt)、车车间生产产数字化化管理(Prooducctioon)和和数字化化制造资资源(RResoourcce)，这里的的资源既既包括数数字化设设备(比比如数控控加工中中心、机机器人等等)，也也包括工工具、工工装和操操作工人人。图2 汽汽车产品品生命周周期中的的数字化化制造如图22 所示示，数字字化制造造跨越了了产品生生命周期期的产品品设计、工艺规规划、工工艺分析析验证、产品制制造、质质

26、量保证证等多个个阶段。目前，国际上上只有少少数顶尖尖的软件件公司有有能力提提供完整整的数字字化制造造解决方方案。2）国国外领先先汽车制制造企业业数字化化制造应应用成果果展示到目前前为止，数字化化制造已已经在国国外领先先汽车制制造企业业中得到到了普遍遍应用，调查显显示，全全球前115 大大汽车制制造企业业都在不不同范围围内采用用了数字字化制造造解决方方案，并并获得了了降低规规划成本本、提高高规划质质量、加加快规划划时间等等多方面面的投资资回报。数字化化制造给给国外汽汽车制造造企业带带来的效效益如表表2 所所示。表 22 数数字化制制造在国国外汽车车行业内内的价值值体现价值点价值体现现案例及时发现

27、现并纠正正错误产品设计计缺陷或或者工艺艺失误，如果在在实际生生产过程程中才被被发现，代价通通常非常常昂贵，利用数数字化制制造技术术，可以以在虚拟拟环境里里对产品品的可制制造性和和可装配配性、制制造流程程的合理理性、生生产线的的效率等等进行仿仿真分析析和验证证，从而而及时发发现并纠纠正错误误DaimmlerrChrrysller公公司在汽汽车装配配之前的的仿真，节省了了操作时时间，优优化了工工艺，并并使得工工艺几乎乎达到1100准确提高最佳佳知识的的可重用用性在数字化化环境下下，已存存在的最最佳知识识很容易易被共享享和重复复利用，比如产产品设计计、工艺艺规划和和生产线线设计等等等通用汽车车重用了

28、了80的发动动机生产产设备模模型，节节省了大大量的时时间和投投资鼓励设计计/工艺艺方案的的创新由于调整整数字模模型的代代价小，因此工工程师可可以通过过不断尝尝试去寻寻求和验验证更佳佳的工艺艺方案，而在传传统的物物理环境境中，由由于变化化的风险险很大，因此工工程师经经常拘泥泥于所认认同的经经验，而而不敢做做创新性性的修改改通过数字字化工具具，在不不增加成成本的前前提下，大众公公司利用用更多的的优化方方法，使使数据模模型更加加精确和和优化减少变更更过多的变变更不但但加长了了产品开开发时间间和试制制时间，而且增增加了成成本。采采用数字字化制造造后，提提高了设设计和工工艺的“一次成成功率”，变更更大大

29、减减少通用公司司预计通通过数字字化制造造能减少少约600的工工程变更更减少物理理样机的的数量试制物理理样机的的目的在在于检查查可制造造性和可可装配性性，并借借助试验验来验证证汽车的的性能，利用数数字化制制造技术术后，很很多分析析和验证证工作都都可以通通过数字字样机来来完成DaimmlerrChrrysller的的数字化化样机比比物理样样机更为为有效，不但大大大降低低了成本本，而且且有助于于加快产产品上市市速度有利于并并行工作作的开展展在数字化化环境下下，从设设计开始始到汽车车上线之之间的许许多工作作都更容容易并行行开展，这自然然大大加加快了新新产品上上市速度度丰田公司司通过并并行工程程，减少少

30、从设计计定型到到开始生生产时间间的2/3，现现只需113个月月生产线设设计更加加优化生产线布布局之前前，在虚虚拟环境境中不断断分析、验证和和改进设设计方案案，这样样生产线线规划的的质量就就大大优优化并减减少了许许多实施施后调整整工作所所带来的的损失大众公司司的每个个白车身身项目节节约了$2.55M资金金，3年年的预算算削减了了$300M制造过程程的优化化工艺规划划人员为为产品设设计人员员提供制制造过程程的计算算机仿真真手段，通过仿仿真识别别制造瓶瓶颈以及及设备利利用率低低下等问问题，能能够更好好地利用用制造设设备，减减少机器器加工和和待工时时间；在在做出采采购决定定之前对对新工具具和制造造过程

31、进进行仿真真GETRRAGFFORDD使用了了仿真软软件后，只用一一个夹具具就可制制造离合合器，而而以前要要三个夹夹具。仅仅此一项项，零件件的制造造成本降降低了110，生产规规划效率率也提高高了188装配序列列和装配配工步的的优化通过数字字化制造造环境下下的虚拟拟装配分分析，不不但装配配序列的的可行性性得到了了验证，而且生生产线的的平衡也也更容易易实现福特公司司将新车车投产的的计划周周期减少少了500%的时时间，并并减少了了5%的的投资成成本有助于通通过生产产重组来来提高生生产效率率在软件平平台中设设计和分分析生产产过程，以虚拟拟方式评评估备选选布局及及物流方方案，在在变动生生产布局局前对变变

32、动结果果进行预预测。这这样在搬搬迁或整整合工厂厂时，生生产重组组过程就就变得简简单而可可靠MACKK卡车公公司只花花了144个月时时间就完完成工厂厂整合，避免了了无效的的生产布布局调整整，节约约了数百百万美元元方便通讯讯和信息息交流工厂、规规划、生生产、物物流等制制造信息息实现了了电子化化管理，大大方方便了数数据的共共享和流流程互操操作，不不但工厂厂之间，而且整整车厂和和供应商商(零部部件供应应商、生生产线制制造商等等)之间间的信息息交流都都变得更更加方便便马自达公公司采用用数字化化制造后后，在发发动机生生产线设设计过程程中，与与生产线线制造商商的之间间商讨时时间减少少了488%提高生产产的柔

33、性性通过生产产线的柔柔性设计计，在一一条生产产线可以以生产更更多类型型的汽车车，从而而大大提提高了生生产线的的利用率率，并大大幅节约约成本、缩短时时间，在在开发新新车的过过程中获获得更多多回报在福特的的Deaarboorn卡卡车工厂厂，所有有型号使使用800%相同同的工艺艺，生产产线成本本降低110%，生产线线改造节节省555%供应商提提高应对对挑战的的能力标准化的的过程使使规划效效率提高高；跨部部门间实实现更好好的协作作；数据据流贯穿穿开发和和规划阶阶段，生生产响应应速度更更快，能能更好地地满足客客户需求求HELLLA用同同等数量量的规划划人员换换来了更更高的规规划质量量以及更更高的生生产质

34、量量由此可可见，数数字化制制造在国国外的实实施成效效是非常常显著的的，这给给国内汽汽车制造造企业实实施数字字化制造造提供了了很大的的吸引力力和许多多可以借借鉴的经经验。3）国国内汽车车制造企企业中数数字化制制造的认认知及应应用现状状除部分分合资公公司以外外，国内内大多数数汽车制制造企业业接触到到“数字字化制造造”这个个概念的的时间还还不长，因此对对“数字字化制造造”的认认识还停停留在初初级阶段段，表 3 列列举了我我们的一一些调查查结果。表 33 国国内汽车车制造企企业对数数字化制制造的认认识及问问题分析析问题点企业的认认识或现现状我们的分分析“数字化化制造”的起始始点和主主要内容容数字化制制

35、造的起起点是开开始工艺艺规划的的时刻，终点是是产品正正式批量量生产，主要指指在计算算机中进进行的虚虚拟制造造工作，包括可可制造性性的仿真真分析、生产线线虚拟规规划等等等数字化制制造作为为产品生生命周期期过程的的一部分分，其范范围不仅仅限于工工艺规划划，也包包括设计计过程中中的工艺艺性评价价、生产产管理和和质量的的分析验验证等阶阶段“数字化化制造”和“CCAD/CAMM的关系系认为数字字化制造造中的工工艺仿真真分析就就是或类类似于在在CADD/CAAM中进进行的拆拆装分析析和装配配干涉检检查以及及NC代代码生产产等等数字化制制造中的的工艺仿仿真是在在一个由由工厂产产品、工工艺和资资源构成成的平台

36、台上进行行的，相相比CAAD/CCAM而而言这显显然更接接近于真真实的制制造环境境“数字化化制造”和“CCAPPP”的关关系一般都应应用了国国产CAAPP软软件，CCAPPP在工艺艺信息管管理和工工艺报表表输出方方面发挥挥了积极极作用，因此觉觉得数字字化制造造的意义义不大CAPPP不支持持三维平平台，且且不具备备工艺分分析和验验证功能能(运动动干涉检检查、可可接近性性和可装装配性检检验、机机器人运运动路径径优化和和离线编编程等)，因此此CAPPP无助助于工艺艺优化和和改进对于在三三维环境境下进行行工厂设设计和生生产线布布局优化化的重要要性认识识不足开发了一一种新车车型后，一般需需要对现现有的生

37、生产线进进行工位位调整或或者引进进新的生生产线，目前这这些工作作基本上上都是在在二维环环境下进进行的，也能较较好的完完成工作作为确保设设计的合合理性，需要在在有丰富富经验工工程师的的参与下下进行多多轮次的的评审和和修改，周期一一般在半半年以上上。如果果在三维维平台上上开展这这些工作作，不但但通过可可视化而而加快了了设计速速度，而而且可以以通过仿仿真的手手段及时时发现错错误对制造执执行系统统(MEES)的的认识停停留在初初级阶段段认为MEES是一一种位于于ERPP与底层层设备自自动控制制系统(DCSS)之间间的、面面向车间间层的管管理系统统，仅关关注如何何从设备备自动化化的角度度去提高高生产效效

38、率并解解决生产产线上的的瓶颈问问题除了连接接ERPP和DCCS的功功能之外外，MEES更是是企业整整个PLLM战略略的重要要一环，它管理理着所有有的车间间级生产产活动的的实时记记录和数数据，在在PLMM中扮演演承前(设计、工艺)启后(服务、维护)的角色色，是实实施企业业协同必必不可少少的环节节对数字化化制造的的价值认认识停留留在感性性阶段数字化制制造技术术虽已在在国外汽汽车公司司广泛应应用，但但在国内内还是一一个新生生事物，鲜有成成功案例例，汽车车公司对对数字化化制造的的价值认认识停留留在感性性阶段，缺乏真真实体验验汽车制造造企业一一方面对对它心驰驰神往，另一方方面又对对自己的的信息化化基础和

39、和人员素素质缺乏乏自信，不清楚楚应如何何实施数数字化制制造，不不清楚实实施数字字化何时时才能见见效，也也不清楚楚数字化化制造到到底能给给企业带带来多大大的实际际利益为了加加快新产产品上市市速度、提高产产品质量量并降低低生产成成本，国国内的汽汽车制造造企业正正在积极极学习国国外同行行先进的的管理理理念和技技术手段段，比如如并行工工程、产产品生命命周期管管理、精精益制造造、全面面质量管管理、六六西格玛玛等等。下面列列举了国国内三类类典型的的汽车制制造企业业，可以以看出，它们的的在制造造技术(含数字字化制造造)应用用方面的的发展现现状存在在一定的的差异。合资整整车企业业典典型代表表是一汽汽大众、上汽

40、大大众、上上海通用用等，它它们是国国内汽车车制造的的龙头企企业，其其特点和和现状如如下：(1) 人员素素质高，工厂设设备先进进，生产产线自动动化程度度高；(2) 较好地地掌握了了国外先先进的管管理经验验，精益益制造、准时生生产、全全面质量量管理等等管理策策略实施施得比较较成功；(3) 所生生产的大大部分车车型是从从国外引引进的(可能已已经销售售过)，设计和和工艺比比较成熟熟，因此此在投产产前需要要自主改改进的地地方不多多，变更更较少。近几年年，它们们获得了了对部分分老车型型的自主主改型设设计权利利，并积积极参与与到一些些新车型型的全球球化设计计开发中中来，因因此公司司在设计计和工艺艺方面的的能

41、力正正在逐步步提高；(4) 普遍遍缺乏自自主的工工厂规划划设计能能力，生生产线一一般从国国外引进进，在国国内进行行安装和和调试，此时需需要进行行一些工工艺规划划的调整整和优化化工作；(5) 生产产过程中中质量检检测手段段比较先先进，质质量控制制严格；(6) 一般般都从国国外母公公司引入入了信息息系统，比如文文档管理理系统、工程变变更管理理系统、产品配配置系统统、生产产管理系系统等等等。自主品品牌整车车企业国内内有相当当数量的的自主品品牌整车车企业，它们分分布在轿轿车、卡卡车、微微型车、商务车车、客车车等多个个领域，典型企企业如奇奇瑞、江江淮和吉吉利等。这些企企业的境境况如下下：(1) 除了了少

42、量领领先企业业外，大大部分企企业的生生存状况况恶劣，正在寻寻求国外外合资或或者濒临临倒闭；(2) 基本本上都走走低价车车的策略略，产品品的技术术含量较较低，部部分实力力较强的的公司拥拥有一定定规模的的产品研研发团队队，能够够独立自自主的完完成车型型设计和和工艺规规划，广广泛使用用了CAATIAA、UGG 等三三维CAAD软件件，并应应用若干干CAEE 软件件来进行行设计结结果的分分析，生生产线规规划、布布局和实实施都是是和供应应商合作作完成的的；(33) 开开始重视视信息化化建设，实施了了ERPP、PDDM(PPDM 的使用用还处在在磨合阶阶段，尚尚未完全全发挥作作用)和和工程更更改系统统，部

43、分分公司已已开始应应用MEES 系系统；(4) 生产线线的自动动化程度度一般，机器人人仅在少少量工位位使用，其余工工位全部部为手工工操作，工人劳劳动强度度高，很很多工厂厂的工作作环境比比较差，车身工工艺的混混流程度度低；(5) 产品的的设计和和制造水水平不高高，不过过由于产产品类型型的特色色，质量量问题也也不是很很严重(比如微微型车，用户对对产品的的美观性性、舒适适性、安安全性和和环保性性要求不不高)；(6) 作为为中国汽汽车出口口市场的的主力军军(卡车车、微型型车等)，必须须遵守进进口国的的法规要要求。零部件件供应商商国国内汽车车零部件件供应商商的数量量众多，它们总总体境况况如下：(1) 除

44、少少数合资资企业外外，零部部件工业业产品水水平和技技术开发发能力比比整车更更为落后后，这直直接导致致了整车车产品质质量提高高缓慢，“召回回制度”的实施施将导致致部分供供应商付付出巨大大的代价价，甚至至面临破破产的危危机；(2) 整车厂厂商把整整车降价价的压力力转移给给零部件件供应商商，零部部件供应应商面临临整车厂厂商压价价和原材材料涨价价的双重重挑战；(3) 整车车厂实施施精益制制造以及及为客户户提供日日益丰富富选择权权的策略略给下游游的供应应商带来来了巨大大压力：提前期期缩短，工艺愈愈加复杂杂，质量量却要不不断改进进。模块块化供货货也加剧剧了汽车车零部件件供应商商的强弱弱分化，那些只只提供单

45、单独零部部件的供供应商就就面临着着失去客客户的危危险；(4) 由于零零部件还还没有实实现国际际上通行行的通用用化和标标准化，加之零零部件配配套上的的地方保保护主义义，因此此零部件件生产远远未达到到所要求求的经济济规模，成本难难以降低低。4汽汽车行业业数字化化制造的的需求分分析汽车的的制造工工艺按照照类型划划分为冲冲压、白白车身焊焊接、喷喷涂、总总装、动动力总成成(发动动机)以以及其它它零配件件的制造造/装配配。其中中，白车车身焊接接、总装装和动力力总成工工艺是最最复杂的的三种类类型，下下面对这这三种工工艺的特特点及数数字化制制造需求求进行分分析。1）白白车身工工艺的特特点及数数字化制制造需求求

46、白车身身制造的的基本过过程就是是采用机机器人(或者手手动加机机械手辅辅助)的的手段，传输、抓取、夹持离离散的钣钣金和冲冲压件并并将其焊焊接成复复杂的白白车身结结构。白白车身焊焊装过程程的操作作工序繁繁多，工工艺内容容复杂，它是汽汽车制造造企业最最为关心心的工艺艺领域之之一，据据统计，一个轿轿车的白白车身在在焊装过过程中要要经历33000050000 个点焊焊步骤，用到1100 多个大大型夹具具，50008800 个定位位器，许许多工艺艺信息都都和零部部件的三三维几何何特性密密切相关关，这给给车身焊焊装工艺艺参数选选择、工工艺流程程规划、车身焊焊装的质质量控制制甚至车车身设计计都带来来很多挑挑战。如如何管理理好数以以千计的的焊点，保证无无漏焊、重焊，是白车车身工艺艺规划的的难点。总体来来说，白白车身工工艺的特特点和发发展趋势势如下：(1) 工艺艺越来越越复杂和和先进。为了实实现汽车车轻量化化，更多多类型的的材料被被应用到到白车身身制造中中来，这这无疑增增加了焊焊接工艺艺的难度度；减少少焊点数数量并广广泛使用用先进的的激光焊焊接技术术正成为为车身焊焊接技术术的发展展方向。(2) 制造造过程属属于高度度资本密密集类型型，在夹夹具以及及传输、夹持零零件所需需的自动动化设备备，进行行焊接作作业的机机械手，验证质质量所需需的测量量/测