[汽車之家 工廠揭秘]  今年3月，寶馬在2021年財報發(fā)布會上，旗下全新純電車型i4全球首發(fā)，同時寶馬宣布到2030年，電動車型將占寶馬全球銷量的50%。今年上海車展期間，寶馬純電旗艦SUV iX完成了亞洲首發(fā)，并計劃年內登陸國內。不僅如此，3系、5系、7系、X1和X2等車型將推出純電動版本的消息也浮出了水面，甚至身披“Electric Test Vehicle”字樣的3系偽裝車已現(xiàn)身國內�？吹贸觯�在寶馬未來的新車陣容中，電氣化車型會有不少。

　　對受限購政策影響的消費者來說，備選清單里多一個選項至少不是壞事�？刹煌瑒恿�總成、多種車型共線生產，牽動著排產、提升效率、管理庫存等各個環(huán)節(jié)，對車企來說是個麻煩事。

　　當然，“麻煩事”有自己的克星——新技術。在各行各業(yè)瞄準數(shù)字化、智能化的今天，人工智能、5G通信、自動駕駛機器人等技術開始走進工廠，也就是目前時常聽到的“工業(yè)4.0”。這些新技術能帶來什么、跟普通消費者有什么聯(lián)系呢？帶著問題走近寶馬全新數(shù)字化工廠吧。

悄然改變我們生活的工業(yè)革命

　　工業(yè)4.0概念最初是德國政府提出的戰(zhàn)略項目，目的是加速制造業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術的融合。隨著《中國制造2025》戰(zhàn)略的發(fā)布，“工業(yè)4.0”成了國內制造業(yè)進步的方向。在聊新技術會帶來哪些改變之前，咱們先來簡單回顧一下工業(yè)革命的歷史，看看從“1.0”開始，給咱們帶來了哪些變化。

　　蒸汽機是由托馬斯·紐科門發(fā)明的，下圖左側就是蒸汽機最初的樣子，也就是“紐科門機”。雖然在采礦領域有應用，但熱效率低、能耗大的缺點，導致“紐科門機”在很多地方不適用。

　　伴隨蒸汽機效率的提升，它逐漸成為了生產制造的動力源，同時制造業(yè)也開始從人工勞作向機械化生產轉變。像紡織業(yè)等領域，在引入蒸汽動力后產量增加到了原來的8倍，生產效率與產能提升帶來了豐厚的利潤。不僅如此，蒸汽機還推動了運輸功率的進化，比如蒸汽機車、蒸汽輪船等。

　　1910年亨利·福特向世人展現(xiàn)了高地公園的新工廠，在這里生產一臺福特T型車的時間，從728分鐘縮短到了93分鐘。生產效率的提升，將T型車的售價壓縮了一半，從此汽車不再是有錢人的玩具，平民也能買得起。而每位工人各司其職，流水式運轉的生產線，就是沿用至今的“流水線”。

　　以汽車制造業(yè)為例，如今沖壓、焊接、噴涂等，具有一定危險性的工作都交給了機械手臂，減少了工人面對風險的幾率，也進一步提升了產能與生產效率。現(xiàn)在生產一輛車僅用時1分鐘，甚至還能更快。

　　無論生產過程中動力源的改變，新材料和新工藝的應用，還是計算機與自動化機器人的投入，歷次工業(yè)革命都是借新技術之力，提升效率、降低生產成本的過程。在這個“內核”的推動下，第四次工業(yè)革命開始了，也是向工業(yè)4.0�；乜磸恼羝�火車到福特T型車普及，歷次工業(yè)革命都在悄然改變著我們的生活。

哪些技術是工業(yè)4.0的必備品？

　　如果說當前工廠的主心骨是自動化，那么在工業(yè)4.0時代，工廠要與數(shù)字化緊密相連了。參考羅蘭-貝格國際管理咨詢公司的報告，借助更先進的機器人和新技術，倉儲、物流和質量檢測等多個環(huán)節(jié)，將分別在原基礎上降低30%-50%、10%-20%和10%-20%的成本，最終數(shù)字化工廠的整體制造成本會降低10-20%。想實現(xiàn)這些，各大工廠都在怎么做呢？

　　不僅如此，人工智能還可以用在物體識別，以及對機械臂工作狀態(tài)的預測上。就像咱們常聽到的“早發(fā)現(xiàn)早治療”，及時解決小問題才能避免大錯的出現(xiàn)，也能保證工廠的效率。相關機構預計，日積月累這種預見性維護能為工廠降低10-20%的成本。

　　不同于前三次工業(yè)革命時期，現(xiàn)在節(jié)能減排、碳中和等，是各行業(yè)都要考慮的事，推行無紙化辦公，就是眾多環(huán)保舉措之一。一來，借助物聯(lián)網(wǎng)技術將紙質標簽變成了電子標簽，各種信息掃碼看；二來，部分工廠在設計之初或擴建之時，會通過掃描的數(shù)據(jù)構建出包含各種管路等細節(jié)的3D模型，優(yōu)化生產流程、再次改造時，可以從電子設備里調取數(shù)據(jù)。成堆的圖紙？那是很早以前的產物了。

　　除了人工智能、增強現(xiàn)實、5G通訊和物聯(lián)網(wǎng)等技術外，在工業(yè)或設計領域引入VR虛擬現(xiàn)實技術的案例也有。

　　不知道各位看官有多少在一邊看圖片一邊腦補科幻電影的情節(jié)呢？到了工業(yè)4.0時代，一些在生活中出鏡率還不高的新科技，沒準會優(yōu)先扮演“打工人”的角色。新技術推進生產效率提升的同時，也便于擴大生產規(guī)模、縮短產品上市時間。放到汽車領域，各款車型更新?lián)Q代的頻率可能會更快，買完車等待交付的時間也會進一步縮短。

VR造車？現(xiàn)在物找人

　　科技在推動工業(yè)革命，導入的新技術就像炒菜時的原料，就算原料相同各家的炒法不一樣，可能都叫“宮保雞丁”但風味卻難畫等號。如果將2019年9月丁格芬工廠啟動的“數(shù)字化物流”項目，視為寶馬德國工廠數(shù)字化的第一步，那么去年華晨寶馬鐵西新工廠破土動工，就是寶馬數(shù)字化工廠在國內的首個落腳點，而這個時間點也是2019年。

　　所謂數(shù)字孿生，簡單說就是與真實工廠一比一的3D模型，大到廠區(qū)植被，小到每條生產線、每個工位和工藝內容等全部細節(jié)，模型上都有。相當于在工廠開工前，先在仿真模型上“跑起來”，從優(yōu)化流程效率，到檢測機械臂工作時會不會出現(xiàn)相互干涉的情況，通過3D模型都能找到答案。重點是，3D模型可實現(xiàn)多部門協(xié)同工作，按部就班的調試工作變成了各部門平行動作，因而華晨寶馬大幅降低了設施、設備建成后的調試時間與人工成本。

　　另外，華晨寶馬的數(shù)字孿生工廠是用英偉達Omniverse平臺搭建的，技術跟德國的同源，可用在雷根斯堡工廠是今年的事，時間上中國工廠更快一步。

　　像圖中這樣，工程師能根據(jù)實時回傳的畫面，通過標記或文字提示，引導現(xiàn)場工作人員的下一部動作。無論施工還是故障處理，遇到問題都能與工程師及相關團隊取得聯(lián)系，這不僅提升了處理問題的效率，也能將疫情等“不可抗力”對自身的影響降到最低，保證了工程進度的順利進行。

　　除了AR技術外，華晨寶馬在打造數(shù)字孿生工廠的同時，也用到了VR虛擬現(xiàn)實技術。工程師借助VR設備，能在虛擬環(huán)境下進行更改機械臂位置等操作，看著很像玩游戲，實則沉浸在自己負責的生產線里。

　　鐵西工廠擴建的新廠區(qū)計劃在明年5月正式投產，初期產能為每小時30輛，并逐漸爬升到每小時生產60輛車。值得一提的是，寶馬3系純電動車型會落戶鐵西工廠，外媒推測新車可能以i330L和i340L的身份上市銷售。同時目前駐扎在大東工廠的iX3，未來會轉移到鐵西工廠生產，而國產版寶馬X5將在大東工廠投產，看官們有沒有很期待的搓搓手？

　　除了在工廠規(guī)劃階段導入數(shù)字孿生技術外，工廠內的物流、質檢、工廠維護等環(huán)節(jié)，都要迎來數(shù)字化升級，它們會有什么變化呢？

　　這些新型AGV小車的空載速度為1.5米/秒，滿載速度為1.2米/秒，雖然目前仍是用廠內Wi-Fi實現(xiàn)的物聯(lián)網(wǎng)，但工作人員表示未來會安裝5G模塊。有了5G的幫助，這個小家伙的工作效率還能進一步提升。

　　在目前的鐵西工廠里，能看到AI人工智能與loT物聯(lián)網(wǎng)相結合的例子。比如質檢領域，面漆檢測工位已應用自動化檢測設備和處理方案。檢測也是數(shù)據(jù)收集的過程，基于這些數(shù)據(jù)能夠衍生出算法，便于工程師進行前瞻性調整和預測，從而優(yōu)化生產工藝、提升產品質量。

　　訓練AI的過程中，工程師會在系統(tǒng)中放入大量有問題或缺陷零件的圖片。深度學習后，人工智能會為經過流水線的工件拍照，并對比資源庫里的圖片，發(fā)現(xiàn)有問題的零件會標記為紅色。這些被標記為紅色的零件，會依次由相關操作人員和質檢員進行核查，最終決定問題工件是需要修補還是回爐重塑。

　　將初步質檢等相對單調、重復性高的工作交給人工智能與機器人，在降低人工成本之余，也提升了生產效率與長期工作的穩(wěn)定性。畢竟，機器人沒有情緒波動，這點咱們人類比不了。而“節(jié)約”出的人力，可以用在高精度模具加工等領域，這么看，自動化、智能化機器的應用是在“解放”人類。

　　有了物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和5G通訊，設備之間的端到端通信、預測性維護都將在日后走入現(xiàn)實。以交付前的車輛路試為例，得益于5G的高帶寬，車載電腦的數(shù)據(jù)能實時轉化成工程師需要的數(shù)據(jù)，監(jiān)控更及時，相比當前電腦處理后，再將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給工程師的兩步走，效率提升了不少。

　　相比定期人工排查，有了大數(shù)據(jù)，既能提高工人的效率，也可以在設備因故障停機前，利用周期性停機維護時間進行整修，未來大數(shù)據(jù)還會跟產品質檢聯(lián)動，多方面考量推算最佳的維修時間。不過想實現(xiàn)跨設備、跨部門的大數(shù)據(jù)聯(lián)動，需要底層數(shù)據(jù)源于一套系統(tǒng)，或不同設備供應商相互開放自身的系統(tǒng)。所以無論華晨寶馬還是寶馬，如何做到底層軟件統(tǒng)一，是未來的一個看點。

　　最后說說節(jié)能環(huán)保。目前華晨寶馬在沈陽的大東和鐵西工廠，已實現(xiàn)了用電的零排放，其中有從國家電網(wǎng)買到的“綠電”，也有南方電網(wǎng)投資建設的光伏/風能設施，后者產生的“綠電”占總耗電量的4%左右。伴隨鐵西工廠擴建，新工廠會通過增加光伏與風力發(fā)電設施的方式，將這個比例增加到10%左右。

寫在最后

　　面向工業(yè)4.0，新技術推動工廠生產效率提升與成本降低的同時，也在為車企迎接消費者更個性、高度定制化的需求做準備。現(xiàn)在高度定制化的車型可能需要你等幾周才能交付，或許在未來，這個時間會縮短到一周甚至幾天，同時你能選的配置也會更加豐富，最終交付的產品質量還會比目前的更好。

　　對車企來說，數(shù)字化、智能化不僅要體現(xiàn)在產品上，工廠的同步升級也勢在必行。提升自身對市場響應速度的同時，也在促進工人從付出體力到付出腦力以及創(chuàng)造力轉型。從AR、VR等技術應用管中窺豹，未來的數(shù)字化工廠沒準就是科幻電影的寫實版，把幻境融入現(xiàn)實確實別有一番滋味。（圖/文 汽車之家 馬一凡）