面向汽车行业的数字化制造
更新于 2024 年 7 月 11 日。
通过全面的综合性解决方案组合来加速创新并提高质量
汽车行业极具颠覆性的趋势正在放大竞争格局中的现有挑战。随着电动汽车和其他创新技术的涌现，越来越多的公司挺进这个市场。我们发现，传统的大型汽车制造商和灵活的新兴公司之间存在一种对立，前者固守行业传统，后者专注于向市场推出创新设计和服务。
整个市场都面临着一些共同的挑战，而每个细分市场都面临着其独特的挑战。消费者正在将创新推向一个全新高度。对个性化配置的更高期望则要求制造在制造设计、流程和运营中灵活应对更大的可变性。在极端情况下，每辆下线的汽车可能都有一套不同的产品。
供应链中断也促使所有制造商重新考虑他们的供应商战略，甚至他们的全球制造足迹。在制造商准备制造计划的过程中，应对材料短缺和人力资源风险一直都极具挑战性。
同时，可持续性和质量表现对市场透明，并通过社交媒体被消费者放大。随着法规的不断更新，尤其是碳排放限制，制造商必须时刻紧跟法规要求步伐。质量仍然是王道，卓越的产品让客户满意，而产品缺陷则有可能引发召回，可能会让公司毁于一旦。
数字化制造的影响：所有细分市场的汽车制造商都离不开一个数字化制造基础设施，才能大规模支撑各种变化车型。他们要快速适应原材料、零件和劳动力中断等局面。合规流程必须与法规更新保持同步。一切流程都必须协同运行，确保将高质量的产品交付给消费者。
传统的汽车整车厂
与新入行的竞争对手相比，已在该行业摸爬滚打数十年的老牌整车厂面临着更大的变革挑战。他们正在进行全面改造以适应截然不同的技术——主要是从内燃机转向电动发动机。这些变化主要发生在个性化车辆选项的现有大量车型之中。
这些制造商背负着沉重的管理负担，而规模更小、更灵活的竞争对手却没有这样的负担。他们在努力加快创新交付的同时，却依然没有摆脱老旧的系统，有时这些系统还包含许多孤立的应用程序。此外，内部支持团队的人员也在不断流动，维护也日趋昂贵和过于复杂，这些系统变得越来越脆弱。他们亟需升级或更新此基础设施，同时在竞争更加激烈的市场中降低成本，进而不断挤压利润。
随着新工厂的建成，这些制造商也迫切要投入基础设施来支持生产运营，而这些基础设施不一定与当前工厂的现有配置相匹配。切换到电动汽车赛道实际上是他们重新审视工厂基础设施的催化剂。他们要快速启动运行新工厂和新生产线，预计将运营系统与设计和仿真系统衔接起来。
归根结底，为大型整车厂更换 MES 系统是一项战略决策，影响会持续多年。他们必须降低风险，以市场需求为风向标，达到稳健运营。他们无法再支持长达一年的高成本实施，正在寻找一种能快速实现价值的循序渐进方法。
数字化制造的影响：数字化制造平台必须适应车间的快速变化和可塑性，同时确保交付车辆的高质量。新系统必须在尽可能不中断运行的情况下替换老旧系统，并迅速投入运行，并尽可能整合应用程序。他们必须打通运营系统与设计和仿真系统之间的环节，唯有如此才能快速大规模地实现创新。同时，综合性的解决方案必须适应不断演变的全新业务流程。
汽车行业新秀
电气化催生了许多新的汽车整车厂。初创制造商将新的创新产品推向市场，讲究的是速度和成本。它们的优势在于规模小而灵活，在出错时有能力按下重启键。但他们缺少老牌整车厂那样丰富的经验。
这些公司往往凭借设计创新获得投资。在建设工厂和协调生产时，他们无法全面了解数字化工厂。一些行业领导者表示，制造比设计复杂数千倍。这些公司亟需成熟的系统，以及汽车生产流程的配套支持，才能将设计投入生产。
确保生产运营正确无误实属重中之重。如果质量受到影响，车辆存在缺陷或被召回，新公司可能瞬间毁于一旦。虽然市场新秀通常只有几种车型，有些只专注于单一产品，但他们的设计可能更为复杂，因此生产流程的风险也更高。
数字化制造的影响：数字化制造平台的当下需求是规范性的现成解决方案，并要求这些解决方案拥有各种各样的配置选项，以适应制造商的工艺和产品复杂性。它应该吸收汽车制造领域的最佳实践，整合经验丰富的合作伙伴的力量，以此增强内部团队的技能。系统必须能够快速部署，将质量作为整个生产流程不动摇的内核。
西门子引领数字化制造
长期以来，西门子一直是汽车行业各细分市场制造领域的领导者，预见了市场挑战的影响，并创新出全面的数字化制造产品组合，打造闭环制造。闭环制造是一种理想状态，这是一种无缝流程，它采用产品和流程设计，在数字领域模拟产品和流程性能，然后将最佳计划传输到实际制造生产中。落实质量原则贯穿整个生产执行流程，而性能反馈则是设计的闭环，实现质量的持续改进。
下面的演示展示了我们的 MES 如何交付如下服务：
- 高级生产流程控制，有机结合了基于车型鉴定标准的 BOP 解析功能；
- JIS/JIT 和 E-Kanban 流程，实现智能原料管理功能；
- 完全可配置的操作终端，在车间实现精益的引导式执行，全面简化车间执行工作。
Siemens Xcelerator 产品组合是一个开放式数字业务平台，配备精选的物联网硬件和软件产品组合、强大的合作伙伴生态系统以及学习和访问平台。该产品组合采用模块化设计，支持快速部署，可逐步扩展功能。公司在产品生命周期管理和制造运营管理方面的投资在不断向上扩展，运用凝结了数十年经验的最佳实践以及技能精湛的从业人员的专业知识，完全可以摆脱无法体现制造商核心竞争力的内部 IT 团队。因此，从长远来看，总拥有成本更低。
大型老牌整车厂通常遗留了多个分散的老旧系统，这些系统可逐步汰换，从而最大限度减少运营中断。然后，设备汰换更新可通过直接迁移方法应用于新工厂，从而加快规模扩张。所有工厂都可以通过支持全球生产足迹的数字制造平台进行集中管理。西门子生命周期管理/制造运营管理组合让开发流程得以顺利推进，并在各工厂实现标准化和可重复性。
质量管理无缝集成到西门子生命周期管理系统中，并且可以连接到西门子制造执行系统，从而运用先进的质量规划和持续改进最佳实践。质量检查可在车间层面进行，并迅速发现最终问题，然后使用适当的质量方法进行分析。通过串联起质量、设计和生产环节，制造商可迅速找出根本原因，触发纠正和预防措施，并尽量发挥闭环变更管理的价值，将变更请求反馈到工程设计中。
西门子运用产品和流程的数字孪生功能推出了仿真功能，支持工程师在实际生产中消耗物理资源之前发现并纠正潜在问题。减少车间的意外情况意味着更快的生产周期，更高的产品质量。鉴于混合技术日趋复杂，产品品类的不断增加，制造商可以提前仿真从工程设计到执行的所有流程，从而预测并解决各种材料流和各种物流问题。
西门子还集成了数字规划和调度，从而实现库存和生产计划的可见性，从而优化资源和时间。制造商可通过 Siemens Xcelerator 的供应链和调度模块实现“黄金序列”，根据定义的约束条件重新计算装配线的次优序列。过去几年，库存问题一直困扰着制造业，因此这种能力愈发重要。西门子可以帮助企业识别、预测和模拟供应链中断的影响。
此外，凭借低代码的强大功能，西门子制造执行系统还可实现个性化设置，满足企业特定的制造需求。它为前端层提供 Mendix 技术赋能的模板，可在低代码环境中轻松调整，即使员工的 IT 技能较差，只要掌握领域专业知识就能迅速上手。这样，制造商就能掌控用户界面的个性化和共同创造的主导权。这些模板可以直接使用，也可以进一步个性化体验。它们可以针对角色、行业设定，以流程为中心。
结语
几十年来，西门子一直是汽车整车厂值得信赖的合作伙伴。西门子深谙传统整车厂的需求，他们要迫切扩展数字制造基础设施，为未来的创新铺平道路，同时也为了迎接更加严苛和复杂的监管环境。对于市场新秀来说，西门子是不可或缺的合作伙伴，帮助他们迅速扩充运营专业知识，从而将创新设计转化为高质量生产。
要进一步了解西门子制造执行系统如何将制造运营提升到新水平，请务必观看我们关于汽车行业制造执行系统软件的网络研讨会。在本次网络研讨会中，我们将阐释成功实施我们解决方案的五个关键因素，以及 Siemens Xcelerator 产品组合如何助力贵公司更上一层楼。
