一、企业简介

    小鹏汽车于2014年中成立于广州，是一家集硬件、软件和运营为一体的智能汽车制造公司，也是一家融合互联网和人工智能前沿创新的科技公司。目前拥有员工约3800人，其中70%为研发人员，核心团队汇聚了多位来自知名互联网与汽车企业的优秀专家。公司全流程业务包括设计与研发、生产与制造、营销与销售、服务与运营，成立的初衷是“造年轻人喜爱的高智能互联网汽车”，致力于通过自主研发和智能制造，为用户创造更美好的出行生活。截至2019年11月，小鹏汽车已获得阿里巴巴、小米集团、富士康、优车产业基金、IDG、GGV、春华资本、晨兴资本、雷军等多个知名投资机构和投资人的社会资本融资总额超120亿元。同时，还引入了新晋战略投资伙伴小米集团，在智能手机与智能汽车互通方面开展了深入的合作。除了融资外，小鹏汽车还获得招行、中信及汇丰银行等多家银行总额达数十亿人民币无抵押信用贷款。目前，小鹏汽车已在广州、硅谷、圣地亚哥、北京、上海、肇庆、郑州等地建立研发和生产中心，做全球化企业布局。

    在造车新势力中，作为华南地区本土智能网联汽车的唯一代表，小鹏汽车始终坚持整车的完整自主正向研发，以“自动驾驶”和“智能网联”为核心差异，在技术研发方面拥有核心领域的核心专利达600多项，科技认证成果1项。小鹏汽车是国内造车新势力中首家实现工程车下线、首家取得国家工信部产品资质公告、首家量产车下线、首家获得新能源汽车专用“绿牌”及首家自建超级充电站的智能网联汽车品牌。

    小鹏汽车第一款上市车型小鹏G3于2018年12月12日正式上市并开始交付用户。2019年6月，小鹏G3第10000辆下线；7月，G3 2020款上市；G3是一款具有互联网基因的智能电动A级SUV，NEDC综合工况续航里程520km，0-50公里加速仅3.7秒。它不仅拥有全景太空驾驶座舱、360°车顶相机、15.6英寸悬浮触控屏、20个传感器、光剑LED日行灯等出彩设计，还拥有全场景自动泊车、低速跟随、智能手机APP远程操控、OTA云升级服务等出色的科技。2019年11月，小鹏汽车在广州车展首发第二款车型智能电动轿跑P7，并公布P7预售价格区间和主力配置，正式启动预售。

图1 广州小鹏汽车科技有限公司

二、企业在智能制造方面的现状

    小鹏汽车在智能制造和信息化方面，已经实现了从研发、营销和售后服务、金融、生产制造及财务核算等全领域覆盖，主要取得的成果：

    研发领域：部署PLM系统，实现产品的全生命周期管理，其中搭建了全面BOM系统，涵盖早期、工程、设计、成本、重量、制造、售后等多种形式的BOM形态业务，并缩短研发周期20%。

    营销和售后服务领域：搭建从预测、订单、交付、售后和金融一体化的集成系统，支撑从市场预测到售后，以及金融在线化的业务，实现订单到交付OTD业务的闭环管理，大大缩短订单交期。

    生产制造和财务核算业务：承接研发和销售端的业务，以销售驱动生产，从市场需求到生产计划的分解、财务成本的核算、供应链管理配套等业务入手，搭建MES、ERP、SRM、QMS等系统，实现研发、销售、生产计划和执行层面的数据无缝衔接，并结合全面质量管控QMS系统的数据，实现车型的研发阶段、车辆生产制造过程、售后服务等质量数据的透明化，并提供质量追溯的功能。

    以上重要领域的信息化系统的实施和落地，全面梳理了业务流程，结合汽车行业的业务最佳实践，指导业务部门出台相应的配套措施和管理办法，为各个业务领域价值链端到端的打通，提供有效的工具，并全面支撑业务工作的开展。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

    1.项目背景介绍

    小鹏汽车新能源智能制造工厂完全按照工业4.0标准设计，整个生产过程由MES系统进行管理，其中生产过程监控（PMC）模块对生产线一级的控制设备进行实时监控，并在第一时间将全面的报警故障信息实时通过人机界面通知车间相关人员；监视各班次的生产状况，各生产线的节拍时间、各设备的正常运行时间、故障停机时间以及故障类型；通过对数据库记录进行整理分析，生成定制化的生产报表，为真正达到设备管理的终极目标“预测性、预防性维修”奠定数据基础。PMC模块建立了工厂IIoT工业物联网(Industrial Internet of Things)制造数据平台标准，为实现工业4.0的端对端集成奠定了坚实的数据基础，通过整合多角度的生产数据，快速准确地提供报表并提出决策依据，辅助企业的业务经营决策。

    2.项目实施与应用情况详细介绍

    1.数据采集规则全厂标准化

    实现工业物联网，首先需要进行系统平台与底层硬件通讯的标准化接口规范的制定，便于统一的、规范的按照约定来采集车间现场自动化设备信息，完成数据的采集、传输、显示、归档、分析。这样。各车间的设备厂家可以按照小鹏汽车统一的标准规范来执行数据交互的动作，同时也大大的方便了数据处理人员快速定位异常信息。同时该规范为后期的工厂扩展，新工厂建设提供了可以复制的标准，大大节约了与设备厂家沟通成本和实施难度。

    系统根据生产、工艺、质量和设备部门的定义，采集设备的外部状态信息(如运行、报警、故障、停机、缺料、堵料、产量、JPH等)、内部过程数据、质量数据、报警信息、系统信息、产品数据等。其中，设备外部状态信息实时在系统画面、CCR中控大屏上显示，用户能通过图形界面查看当前设备运行、故障、停机、缺料报警、堵料报警和产量等信息。

    为实现标准化，第一步我们统一了各设备的命名规范。通过合理的命名规范，可以很好的识别工艺段、区域、工位、设备及信号部件。根据Eplan或者相关电气标准命名规则（需保证设备命名的唯一性即可）所有OEM针对同一个设备或者工位以及工艺段线体命名一致且唯一。

图2 设备报警设置

    接着需要定义相关标准接口模板，标准接口模板主要分为了4大类：生产信息类、报警信息类、过程工艺参数类、设备状态类。同时针对关键的报警信息类，当有报警消息触发的时候可以根据统一的、规范的设备符号来定位到具体的区域，进而让维护人员能第一时间找到故障源，大大简化工作步骤和提升维护效率。

    最后我们还需要对故障的优先级进行定义区分，区分了优先级，可以帮助我们自动快速的区分停线原因，不断优化现场生产。

表1 故障的优先级定义

    2.工厂设备互联

    按工厂、车间、生产线以及其他属性进行分级管理，通过简单的点击，可以查看生产线、区域、单体设备状态。系统在车间LAYOUT的基础上，模拟显示各生产线、设备区等区域，实时展示各设备的运行状态，并用颜色予以区分(如绿色表示设备运行，黄色表示设备告警，红色表示设备故障)。系统显示自动化设备实时报警信息，可以按照设备、工序、时间、生产线等维度对报警进行筛选显示，系统报警也在上位机中进行实时显示。

    系统通过上位画面实时集中监控车间的自动化设备。

    1)画面规范：画面信息响应时间不得高于2秒，当打开新画面或切换画面时，数据刷新时间不高于3秒；清晰显示车间布局、设备状态以及工艺参数等信息；

    2)画面结构为三层结构。总览：整个系统的概况；流水线级：每个区域的整体状态；设备级：每个区域中每个设备或部分的详细状态；所有画面状态：绿色时表示正常或自动运行状态；灰色时表示关闭或停止运行状态，红色时表示该设备有故障发生。

    在生产管理室CCR采用电视墙实时显示设备监控信息，显示所监控的关键设备的运行状况(正常、故障)，故障时可显示基本的故障信息，以便于技术员等第一时间掌握设备的故障信息，以便于及时确定解决方案并通知书保全准备解除故障用工具等在第一时间到达现场解除设备故障。

图3 焊装车间主界面

图4 焊装车间监控信息

图5 焊装车间右侧围

图6 总装车间监控信息总览

图7 总装车间内饰一

图8 总装车间最终一线

    3.工厂智能监控

    CCR(Central Control Room)中央控制室系统是企业生产的指挥核心，是当前制造企业在生产过程管理中较为先进的一种生产管理模式，可对生产运行进行统一调度、指挥，对生产过程中的异常信息进行集中管理，使生产运作流程更加合理、有效。

    在小鹏汽车的现代数字化的工厂中，生产控制中心是生产管理、调度的核心部分，所有的生产状况都将汇总于此进行体现，所有重要的控制决策都将由此发出。同时生产控制中心代表着企业现代化、数字化的程度，是企业先进的生产管理水平与缔造高科技产品实力的象征，实现生产过程的智能化协同管理。

    定位：根据精益生产思想进指导，打造实现工厂生产计划、制造执行、设备监控等业务领域的统一计划、调度与监控的中央控制室。CCR定位超前而又不脱离生产实际，既反映了CCR系统的数字化程度又必须易于实现。

    规划：根据CCR功能与业务需求，中央控制室将划分成主控制区与工作区两大区域。在主控制区主要完成对生产全过程进行监控、管理等一系列工作。在工作区，业务人员可进行日常工作以及利用CCR系统资源进行现场管理、调度。同时，各车间可按实际需求实现单车间集中监控。

图9 中央控制室

图10 中央控制室

    3.效益分析

    通过PMC建设建立了一个全面的、集成的、先进的和稳定的统一电子调度和监控系统，实现对工厂生产进度的及时、全面监控，实现异常信息的及时发现，及时解决，全面负责企业生产的整体进度和异常管理，其主要价值体现在：

    ●生产信息及时传递和处理

    系统能实时并准确的通过控制室的大屏幕，显示出当前各车间生产的实际情况和遇到的问题,通过这些显示提示相关人员迅速作出反应，减少解决问题的时间,从而最终实现生产过程各种问题的准确传递和及时处理。同时，通过方便的信息显示功能使各相关部门及时准确的了解现生产问题及问题的状态。

    ●保证设备有效运行

    通过与各车间设备的联网与通讯，系统将实时监控和记录各个设备的运行状况、故障报警等信息，为维修部门提供实时的监控和报警画面，减少设备停线时间，保证产品质量。

    ●全面实现准时化生产和目视化管理

    通过打通工厂各信息系统（ERP，WMS等）的实时数据，相关部门的人员可通过该系统进行准时化生产管理；同时通过一系列人机界面实现车间现场的目视化管理。

    ●提高生产效率

    通过该系统的使用，大幅度减少了因操作不当或弱的工艺步骤而造成的停线，系统可迅速发现整个生产过程的瓶颈,给相关的管理人员提供不断改进的依据，从而在现有设备和人员基础上提高单班日产量。

    ●全面提高企业管理水平

    通过该系统的使用，全面规范工厂各车间生产过程中的管理流程,提高企业员工的质量意识。系统将全面采集和分析车间内的生产信息、物料信息、设备信息和质量信息,并把这些信息进行整理，从而为领导层提供进行生产决策的依据。

    全面数据的采集及整合为小鹏的云计算及大数据平台提供了海量、完整、实时及精准的制造大数据，设备的预测性维修、质量智能预警、车辆精准召回等大数据主题价值的挖掘可进一步深入。