《汽车智能制造概论》教案第10课了解汽车智能制造的应用.docx

课题了解汽车智能制造的应用课时2课时(90min)教学目标知识目标：(1)熟悉智能制造在上汽乘用车宁德智能工厂中的应用(2)了解智能制造在华晨宝马数字化工厂中的应用技能目标：(1)能总结出上汽乘用车宁德智能工厂所采用的汽车智能制造具体应用(2)能总结出华晨宝马数字化工厂所采用的汽车智能制造具体应用素质目标：成谦虚谨慎、忠于职守的工作作风教学重难点教学重点：上;口华晨宝马的智能制造应用教学难点：对上汽和华晨宝马的智能制造具体应用的总结教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤课前任务【教师】布署课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过APP或其他学习软件，观看有关长安汽车的两江工厂的案例，并让学生在学习平台上留言讨论生产一辆汽车，最快需要多长时间？在智能车间，自动化率能达到多少？;气车焊接时，焊接精度能控制到什么程度？带着对汽车生产的兴趣，记者走进长安汽车的两江工厂，感受汽车智能制造的魅力。装配线上，摄像头扫描零部件码，根据号码进行零部件匹配；冲压线上，全自动冲压机以15次Zmin的节奏运转；焊接车间内，检测方式实行蓝光自动检测、激光在线检测等，焊接精度在1.5mm以内在自动化率达92%的两江工厂，最快18个小时，一辆汽车就下线了。如今在重庆，智能生产场景早已不再鲜见，智能化让制造业焕发新的生机。详见教材【学生】登录学习平台观看材料，思考并留言讨论考勤【教师】使用APP进行签到【学生】按照老师要求签到问题导入【教师】随机邀请学生回答以下问题上汽乘用车宁德智能工厂和华晨宝马数字化工厂是我国的大规模汽车制造企业，在这些企业中运用了哪些智能制造技术呢？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答，导入本节课课题：了解汽车智能制造的应用传授新知【教师】讲解智能工厂概况、建设成效学习情境一上汽乘用车宁德智能工厂一、智能工厂概况宁德智能工厂是上海;气车集团股份有限公司乘用车分公司（简称上汽乘用车）的五大生产基地之一,宁德智能工厂通过自动化工艺装备与工业物联网、工业大数据及人工智能技术的深度融合，构建了智能管理系统、智慧供应链、工业智脑三位一体的汽车智能制造体系，在提高OTD（订单及时交货率）、管控质量和阿氏运营成本等方面均实现了明显改善，成为全球领先的智能工厂。【教师】播放“宁德智能工厂”视频（详见教材），让学生对该智能工厂有个初步了解1 .智能管理系统I）生产执行系统生产执行系统以整车生产制造功能为主线，包括生产计划、物料运输、现场质量检测、监控预警等多个业务流程.该系统可使工厂实现物料运输更精确、设备运行更高效、故障响应更敏捷、在造车型切换更柔性的智能生产目标。2）设备管理系统设备管理系统包含设备资产管理、预防性维护、设备维修、备品备件、设备检测和智能数据分析六大模块。它可通过PLC-PMC-PMs实现设备互联,实时采集下游设备运行状态和运行参数，同时将设备维护、巡检记录传输给上游ERP系统和数据平台，打通上下游系统，提高设备产能、解蹄护成本，实现标准化设备资产管理。【师生互动】【教师】随机邀请学生回答以下问题：设备管理系统包含哪些必要的硬件辅助管理设备?【学生】聆听、思考、回答【教师】结合学生的回答进行讲解3）质量管理系统质量管理系统由质量菅理平台与分析预警平台组成。质量管理平台承载基础质量菅理业务,旨在提升质量菅理效率,将缺陷信息与车辆检测信息绑定，形成“一车一单”的信息单；分析预警平台将传统分析算法与人工智能算法相结合，可提升质量分析预警能力。质量管理系统能持续改善车辆质量，实现全面闭环管理，并建立车辆全生命周期的质量数字档案，使车辆的质量问题可以被多维度追溯和精确定位。2 .智慧供应链1 ）智能抖杼呈（ALPS）系统ALPS系统以能及时、准确地供应零部件为施，包括汽车的需求计划、产能计划、投入计划，可以实现整车计划和零部件供应总体均衡，能满足多品种、小批量的柔性生产模式，并支持个性化定制业务。【师生互动】【教师】随机邀请学生回答以下问题：ALPS系统有明陛特点？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生回答并详细讲解（1）能通过及时有效的管理，实现销售计划的调整，提高订单的完成率。（2）能通过内外物流的均衡安排，减少零件库存，降彳氐运输成本、仓储成本。（3）能通过灵活的排产规则，实现多车间混线生产，确保生产节拍并缩短制造周期。2 ）数字供应链协同（ILK）系统ILK系统可实现供应链上下游信息透明可视、高效协同，从而IJ制B三个供应链的运营成本，打造实时在线、主动口的智慧供应链。3 ）智能库存管理（WMS）系统WMS系统可使库存管理的指标透明化，进而达到库存管理的精准化、精细化，最终实现仓储运作自动化，以及降低库存成本的目标。4 ）运输管理（TMS）系统工作人员通过TMS系统对运输的计划、执行、跟踪等方面加强管理，可达到提升运输质量、降低运输成本、实时控制运输过程的目的。5 .:DIk智脑工业智脑包括工业大数据平台、工业物联网、掌上供应链app.【师生互动】【教师】随机邀请学生回答以下问题：工业智脑中的核心技术是什么？【学生】聆听、思考、回答【教师】结合学生的回答进行讲解1 ）:DIkX数据平台工业大数据平台以工业大数据技术和人工智能技术为基础，构造"数据一信息T介值"的数据赋能与增值,并展现生产运营指标和风睑的总态势，以实现动态感知、辅助决策和智能预警。2）工业物联网上汽乘用车宁德智能工厂为满足智能制造的需求，采用了大量智能终端设备，并通过工业物联网技术使其实现互联互通，以保障生产的高效、可靠运行.3）掌上供应链叩P上汽乘用车宁德智能工厂自主研发的掌上供应链app可以提供数据可视化浏览、实时数据共享，以及供应链上下游的数据联动，以实现线上线下人机协作、工厂内外供需透明、预测预警及时准确。二、智能工厂建设成效上汽乘用车宁德智能工厂正式投产后，单车成本显著降低，交付周期明显缩短，生产效率、产品产量大幅度提高，质量缺陷率显著降低。以上显著成效主要得益于上汽乘用车宁德智能工厂在车间生产效率提升、工厂运营智能化和社会责任担当三个方面取得的成果。2 .车间生产效率提升3 ）车身车间车身车间运用工业大数据技术与回归算法对生产设备进行主动式预警，可减少非计划停机时间，使生产线自动化率提升至99%,并可同时启动多条生产线生产多种车型。2）油漆车间在油漆车间,5000多个传感器可对生产设备的运行状态进行实时监测并动态调整，以降低能耗，节约成本。3）总装车间在总装车间，自动化设备的应用比例远高于行业标准，达到国际领先水平。4 .工厂运营智能化上汽乘用车宁德智能工厂通过自动化装备与工业物联网、工业大数据及人工智能技术的深度融合，在智能排程、智能供应、智能运输、智能仓储等方面进行创新，构建了在生产制造、厂内配送、车辆调度、月杯呈调度、车辆配载、仓储管理、供应商协同、运营管理等方面的全新场景。1）智能抖濯ALPS系统运用灵活的排产规则为多车间、多车型混线制造排产提供支持，有效保证了生产速度，缩短了制造周期。2）智能供应ILK系统可以实现订单的发布、接收、到货、包装、发运、校验、到仓等全流程管理，使交付周期缩短约10%,人力成本降低约14%等。3）智能运输（I）智能选择路径。（2）降低运输成本。（3）提高运输全程透明度。4）智能仓储智能盘点系统可按现场操作职能分发盘点任务，提升盘点质量与效率。【师生互动】【教师】随机邀请学生回答以下问题：上汽乘用车宁德智能工厂的工厂运营智能化的基础和核心是什么？【学生】聆听、思考、回答【教师】结合学生的回答进彳方并解3.社会责任担当优秀的产品离不开高品质工厂，上汽乘用车宁德智能工厂通过先进的数字互联技术、世界领先的制造工艺和设备，保证产品质量与生产效率，展现了全球顶尖制造工厂的实力。它产生的显著成效,对于一家体量巨大且锐意创新的车企来说无疑是意义深远的。面向万物互联的智能时代，汽车智能制造需要智能连接"筑基".上汽宁德智能工厂的成功为汽车制造业打破困局、创新发展提供了新样板，也为千行百业利用智能联接重塑生产力、实现全面转型升级提供了新思路。【学生】聆听、理解、记忆【教师】讲解智能数据分析、智慧物流、自动化创新学习情境二华晨宝马数字化工厂一、智能数据分析智能数据分析主要应用于数字化生产、数字化触、数字化运营、虚拟工厂规划等方面。1 .数字化生产数字化生产离不开技术驱动，华晨宝马始终坚持从实际需求出发，在正确的环境下应用合适的技术。华晨宝马结合先进生产系统和尖端数字技术，打造出更加灵活的生产流程，可全面提升生产效率与产品质量，推动可持续发展。例如，华晨宝马的数字化工厂利用机器视觉技术检测发动机缸盖质量，只需要50s左右，且准确率高达99.7%如果完全依靠目视检测，则非常复杂,且检测效率和质量都不高。如图6-2所示（详见教材）为使用高清摄像机拍摄发动机缸盖。【师生互动】【教师】组织学生分组，56人一组，分组讨论以下问题：讨论数字化转型在提升制造业市场竞争力方面的重要性。【学生】聆听、思考、讨论、回答【教师】总结学生回答并详细讲解2 .数字化监控在华晨宝马的总控车间,数字化平台可对系统数据进行分析处理,并在数字化面板上实时显示出各种结果，如工厂的生产效率、各车间的设备运行情况等，便于工作人员及时了解生产情况。如图6-3所示（详见教材）为工作人员在查看实时生产情况.3 .数字化运营智能数据分析的应用可以节约设备维护时间，优化生产及运营流程.例如，华晨宝马基于物联网平台建立的焊枪预测性维护系统，收集并实时在线分析超过2OOO个焊接机器人的运行数据，以进行预测性维护，可有效减少停机维护时间，提升生产效率。此外，华晨宝马作为5G全线覆盖的汽车制造商，将5G技术的低延迟性、高稳定性、高速信息传输赋能生产，提高生产效率，减少生产准备时间。例如，在5G网络下，工作人员利用AR（增强现实）技术可实现远程实时诊断和维护工作。4 .虚拟工厂规划华晨宝马利用数字化平台实现了整座工厂生产线的仿真，将虚拟工厂规划提升到了一个新的高度。华晨宝马未来的工厂可以完全在数字化平台中设计、模拟、运营和维护，全球团队可以跨地域、跨软件工具地在虚拟空间中协作，以便实时设计、规划和运营工厂。而且利用数字挛生技术端到端地模拟出的虚拟工厂在物理上是准确的，是现实工厂完美的数字学生体。如图6-4所示（详见教材）为生产线的数字学生体。【师生互动】【教师】随机邀请学生回答以下问题：虚拟工厂是基于什么平台建立的？【学生】聆听、思考、回答【教师】结合学生的回答进行讲解此外，华晨宝马还通过VR（虚拟现实）技术，使工作人员在工厂建设完成前，就能率先进行全方位、全感官的工厂体验，身临其境地进行分析、评估、验证，提前发现系统运行中存在的问题和有待改进之处，并及时进行调整优化，减少后续建设执行环节产生的返工次数，从而降低规划成本，提高建设效率。二、智慧物流华晨宝马全力开发的全新物流系统，可以实现更智能、更灵活的物流管理.以下举例说明智慧物流的智能表现。1 .内部智能运输自主牵引车主要用于生产车间内的物流。它可依靠激光信号自主导航在生产车间内通行，将生产物资运输至生产所需的指定位置。AGV可通过无线发射器进行定位,并按照预先编程设计的路线,独立地从A地移动到B地。AGV的应用，避免了工作人员在货架中反复穿梭，大幅降低了其工作强度，并提升了货物分拣和搬运效率,实现了数字化物流的完整流程。（详见教材）【师生互动】扩展讲解AGV（无人搬运车）系统的相关知识华晨宝马动力总成工厂采用AGV（无人搬运车）系统关联生产需求自动下单，协助员工完成物流运输拣选工作，从传统"人拣货"升级为"货到人"。目前20辆AGV每小时可完成超过300个拾取订单，进一步提升物流管理能力。同时，华晨宝马作为全球首先实现工厂内5G全线覆盖的汽车制造商，借助5G技术的低延迟，高稳定性和高速信息传输赋能生产，提高效率，减少生产准备时间。【学生】聆听、思考、记忆2 .互联配送通过华晨宝马的互联配送网络，运输车辆可接收或发送从工厂到经销商的路线、位置等相关的信息，以便物流中心及时知悉车辆位置并更新物流系统。三、自动化创新华晨宝马的自动化创新主要是指用工业机器人的优势补充人类的灵活性和敏感性。例如，在不需要保护屏障的条件下，轻型协作机器人可与工作人员并肩工作，执行繁重且高精度的任务，如图6-7所示（详见教材）。它的用途广泛，运行速度有限，可随时停下以应对任何突发的危睑情况。【学生】聆听、理解、记忆视野拓展【教师】讲解有关广西汽车集团郑志明的故事，组织学生56人一组分组讨论28岁成为高级技师，33岁享受国务院政府特殊津贴专家待遇，37岁成为集团首席专家从一名钳工成长为集制作、设计、建模、组装等各项技能于一身的全能型技术人才，郑志明从未停止对技术的追求。(I)日积月累提升技能。(2)不惧挑战自主研发。(3)无私奉献甘居幕后。详见教材请同学们讨论郑志明的事迹，并思考作为新时代青年在国家智能制造之路上应该如何发挥自身优势。【学生】聆听、思考、讨论【教师】随机邀请学生回答问题【学生】阐述、聆听、记忆课堂小结【教师】简要总结本节课的要点(1)智能工厂概况、建设成效(2)智能数据分析、智慧物流、自动化创新【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】布置课后作业完成本章的学习成果检验。【学生】完成课后任务教学反思