新能源电池数字化工厂建设方案
智能装备
机器人是柔性化产线的基础装备，在长春奥迪和佛山大众MEB电池产线上分别投入了105台Fanuc机器人和116台KUKA机器人，用于完成焊接、搬运、组装、拧紧和涂胶等工艺内容，实现不同品种电池产品的零换线时间切换。同时，计划在电池工厂投入协作机器人用于零件抽检、备件取送货和返修辅助操作等。
自动导航运输设备（AGV）是柔性配送运输的基础，在两条电池产线内，AGV将广泛用于零件上线、总成线内运输以及发运等环节。其中，在长春奥迪电池装配线首次采用基于即时定位与地图构建技术（SLAM）的AGV系统，这套解决方案与北京大兴国际机场的智能泊车系统完全相同。
机器视觉技术近年来发展迅速，在电池产线内，应用双目视觉系统导引机器人自动抓取模组、壳体等零件，实现零件的自动上下料。同时，通过部署热成像视觉摄像系统，实时监控产线和物流区域内总成和模组等的零件温度，实现异常温度变化的即时报警，提前发现电池热失控，保证生产安全。另外，在重点工位也部署了视频监控系统，实现设备异常提醒、人员进入权限确认和劳保用品穿戴智能检查等功能。
利用射频识别和超宽带通信技术，实现了工厂内定位和运输环节的数据传递。
数据标准体系
大众集团2019年在工业生产领域提出了数字生产平台（DPP）的概念，核心目标即通过标准化的数据交换打造统一开放的工业云平台。其中工厂数据服务总线（PSB，Plant Service Bus）是DPP平台内工厂管控系统的连接和交互中枢，其相较于传统工厂IT架构的优点如图2所示。
传统工厂IT架构没有统一的总线概念，因此设备层IT系统层接口众多、复杂性高、可靠性差，且不易升级和扩展，实现互连互通困难，无法满足工业4.0的需要。而基于PSB的IT架构，是一种面向服务的架构，将系统层与设备层解耦，通过标准化接口实现有效链接，避免复杂接口关系的同时可以满足工业4.0高效互连互通的需要，接口规范和解耦后也更容易在未来过渡到互联网企业等使用的微服务架构中，是符合未来趋势的IT架构。
在新能源电池数字化工厂的建设过程中，基于PSB的交互要求，实现了数据标准体系打造的4个标准化：即：硬件架构标准化、数据内容标准化、数据格式标准化以及采集方式标准化。
硬件架构标准化 对工厂和产线的网络架构、IP地址规划、网络设备等进行了规范要求和配置。
数据内容标准化 根据数据使用的需求，将订单、产品、物料、设备、人员和工厂环境等各类数据进行了标准化梳理。
数据格式标准化 各类系统之间的交互都实用了标准化的文件格式，如：“xml” “json”。
采集方式标准化 各类系统交互都使用统一的消息队列技术，以打造统一的数据中台。
数字化管控系统群
打造由制造执行系统、安全管理系统、质量管理系统、发运配送系统、订单系统、环境管理系统、维修管理系统以及项目管理系统组成的工厂管控在线系统群，支撑各运营部门的信息化和数字化管理需求。其中制造执行系统是管控系统群的核心。各智能装备系统、工厂数据服务总线和数字化管控系统的架构关系如图3所示。
人工智能应用
在实现大量详尽数据采集的基础上，开展人工智能技术在新能源工厂运营管理中应用的探索。可以预见到的智能化应用包括如下四点。
智能质量分析 如基于拧紧曲线的拧紧缺陷智能判断。
智能工艺优化 如基于来料参数和环境参数的焊接和涂胶工艺参数智能优化。
预防性维修 如基于机器人运行状态数据的故障预测判断。
智能排产和物流调度 如基于订单数据和设备状态的智能排产及基于运力分配算法的车辆智能调度。
结语
通过新能源电池数字化工厂全面建设，为动力总成事业部数字化转型摸索经验，总结积累数字化技术应用标准，建立动力总成数字化工厂的标杆。
作者：陈文，马宁