[汽車(chē)之家 工廠揭秘]  今年3月，寶馬在2021年財(cái)報(bào)發(fā)布會(huì)上，旗下全新純電車(chē)型i4全球首發(fā)，同時(shí)寶馬宣布到2030年，電動(dòng)車(chē)型將占寶馬全球銷(xiāo)量的50%。今年上海車(chē)展期間，寶馬純電旗艦SUV iX完成了亞洲首發(fā)，并計(jì)劃年內(nèi)登陸國(guó)內(nèi)。不僅如此，3系、5系、7系、X1和X2等車(chē)型將推出純電動(dòng)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(chē)已現(xiàn)身國(guó)內(nèi)�？吹贸�，在寶馬未來(lái)的新車(chē)陣容中，電氣化車(chē)型會(huì)有不少。

　　對(duì)受限購(gòu)政策影響的消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，備選清單里多一個(gè)選項(xiàng)至少不是壞事�？刹煌瑒�(dòng)力總成、多種車(chē)型共線生產(chǎn)，牽動(dòng)著排產(chǎn)、提升效率、管理庫(kù)存等各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)車(chē)企來(lái)說(shuō)是個(gè)麻煩事。

　　當(dāng)然，“麻煩事”有自己的克星——新技術(shù)。在各行各業(yè)瞄準(zhǔn)數(shù)字化、智能化的今天，人工智能、5G通信、自動(dòng)駕駛機(jī)器人等技術(shù)開(kāi)始走進(jìn)工廠，也就是目前時(shí)常聽(tīng)到的“工業(yè)4.0”。這些新技術(shù)能帶來(lái)什么、跟普通消費(fèi)者有什么聯(lián)系呢？帶著問(wèn)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(guó)政府提出的戰(zhàn)略項(xiàng)目，目的是加速制造業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)的融合。隨著《中國(guó)制造2025》戰(zhàn)略的發(fā)布，“工業(yè)4.0”成了國(guó)內(nèi)制造業(yè)進(jìn)步的方向。在聊新技術(shù)會(huì)帶來(lái)哪些改變之前，咱們先來(lái)簡(jiǎn)單回顧一下工業(yè)革命的歷史，看看從“1.0”開(kāi)始，給咱們帶來(lái)了哪些變化。

　　蒸汽機(jī)是由托馬斯·紐科門(mén)發(fā)明的，下圖左側(cè)就是蒸汽機(jī)最初的樣子，也就是“紐科門(mén)機(jī)”。雖然在采礦領(lǐng)域有應(yīng)用，但熱效率低、能耗大的缺點(diǎn)，導(dǎo)致“紐科門(mén)機(jī)”在很多地方不適用。

　　伴隨蒸汽機(jī)效率的提升，它逐漸成為了生產(chǎn)制造的動(dòng)力源，同時(shí)制造業(yè)也開(kāi)始從人工勞作向機(jī)械化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。像紡織業(yè)等領(lǐng)域，在引入蒸汽動(dòng)力后產(chǎn)量增加到了原來(lái)的8倍，生產(chǎn)效率與產(chǎn)能提升帶來(lái)了豐厚的利潤(rùn)。不僅如此，蒸汽機(jī)還推動(dòng)了運(yùn)輸功率的進(jìn)化，比如蒸汽機(jī)車(chē)、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(chǎn)一臺(tái)福特T型車(chē)的時(shí)間，從728分鐘縮短到了93分鐘。生產(chǎn)效率的提升，將T型車(chē)的售價(jià)壓縮了一半，從此汽車(chē)不再是有錢(qián)人的玩具，平民也能買(mǎi)得起。而每位工人各司其職，流水式運(yùn)轉(zhuǎn)的生產(chǎn)線，就是沿用至今的“流水線”。

　　以汽車(chē)制造業(yè)為例，如今沖壓、焊接、噴涂等，具有一定危險(xiǎn)性的工作都交給了機(jī)械手臂，減少了工人面對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的幾率，也進(jìn)一步提升了產(chǎn)能與生產(chǎn)效率�，F(xiàn)在生產(chǎn)一輛車(chē)僅用時(shí)1分鐘，甚至還能更快。

　　無(wú)論生產(chǎn)過(guò)程中動(dòng)力源的改變，新材料和新工藝的應(yīng)用，還是計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化機(jī)器人的投入，歷次工業(yè)革命都是借新技術(shù)之力，提升效率、降低生產(chǎn)成本的過(guò)程。在這個(gè)“內(nèi)核”的推動(dòng)下，第四次工業(yè)革命開(kāi)始了，也是向工業(yè)4.0�；乜磸恼羝�火車(chē)到福特T型車(chē)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(shù)是工業(yè)4.0的必備品？

　　如果說(shuō)當(dāng)前工廠的主心骨是自動(dòng)化，那么在工業(yè)4.0時(shí)代，工廠要與數(shù)字化緊密相連了。參考羅蘭-貝格國(guó)際管理咨詢公司的報(bào)告，借助更先進(jìn)的機(jī)器人和新技術(shù)，倉(cāng)儲(chǔ)、物流和質(zhì)量檢測(cè)等多個(gè)環(huán)節(jié)，將分別在原基礎(chǔ)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(huì)降低10-20%。想實(shí)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(shí)別，以及對(duì)機(jī)械臂工作狀態(tài)的預(yù)測(cè)上。就像咱們常聽(tīng)到的“早發(fā)現(xiàn)早治療”，及時(shí)解決小問(wèn)題才能避免大錯(cuò)的出現(xiàn)，也能保證工廠的效率。相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，日積月累這種預(yù)見(jiàn)性維護(hù)能為工廠降低10-20%的成本。

　　不同于前三次工業(yè)革命時(shí)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(wú)紙化辦公，就是眾多環(huán)保舉措之一。一來(lái)，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將紙質(zhì)標(biāo)簽變成了電子標(biāo)簽，各種信息掃碼看；二來(lái)，部分工廠在設(shè)計(jì)之初或擴(kuò)建之時(shí)，會(huì)通過(guò)掃描的數(shù)據(jù)構(gòu)建出包含各種管路等細(xì)節(jié)的3D模型，優(yōu)化生產(chǎn)流程、再次改造時(shí)，可以從電子設(shè)備里調(diào)取數(shù)據(jù)。成堆的圖紙？那是很早以前的產(chǎn)物了。

　　除了人工智能、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、5G通訊和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)外，在工業(yè)或設(shè)計(jì)領(lǐng)域引入VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)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(bǔ)科幻電影的情節(jié)呢？到了工業(yè)4.0時(shí)代，一些在生活中出鏡率還不高的新科技，沒(méi)準(zhǔn)會(huì)優(yōu)先扮演“打工人”的角色。新技術(shù)推進(jìn)生產(chǎn)效率提升的同時(shí)，也便于擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模、縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。放到汽車(chē)領(lǐng)域，各款車(chē)型更新?lián)Q代的頻率可能會(huì)更快，買(mǎi)完車(chē)等待交付的時(shí)間也會(huì)進(jìn)一步縮短。

VR造車(chē)？現(xiàn)在物找人

　　科技在推動(dòng)工業(yè)革命，導(dǎo)入的新技術(shù)就像炒菜時(shí)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(fēng)味卻難畫(huà)等號(hào)。如果將2019年9月丁格芬工廠啟動(dòng)的“數(shù)字化物流”項(xiàng)目，視為寶馬德國(guó)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(dòng)工，就是寶馬數(shù)字化工廠在國(guó)內(nèi)的首個(gè)落腳點(diǎn)，而這個(gè)時(shí)間點(diǎn)也是2019年。

　　所謂數(shù)字孿生，簡(jiǎn)單說(shuō)就是與真實(shí)工廠一比一的3D模型，大到廠區(qū)植被，小到每條生產(chǎn)線、每個(gè)工位和工藝內(nèi)容等全部細(xì)節(jié)，模型上都有。相當(dāng)于在工廠開(kāi)工前，先在仿真模型上“跑起來(lái)”，從優(yōu)化流程效率，到檢測(cè)機(jī)械臂工作時(shí)會(huì)不會(huì)出現(xiàn)相互干涉的情況，通過(guò)3D模型都能找到答案。重點(diǎn)是，3D模型可實(shí)現(xiàn)多部門(mén)協(xié)同工作，按部就班的調(diào)試工作變成了各部門(mén)平行動(dòng)作，因而華晨寶馬大幅降低了設(shè)施、設(shè)備建成后的調(diào)試時(shí)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(dá)Omniverse平臺(tái)搭建的，技術(shù)跟德國(guó)的同源，可用在雷根斯堡工廠是今年的事，時(shí)間上中國(guó)工廠更快一步。

　　像圖中這樣，工程師能根據(jù)實(shí)時(shí)回傳的畫(huà)面，通過(guò)標(biāo)記或文字提示，引導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)工作人員的下一部動(dòng)作。無(wú)論施工還是故障處理，遇到問(wèn)題都能與工程師及相關(guān)團(tuán)隊(duì)取得聯(lián)系，這不僅提升了處理問(wèn)題的效率，也能將疫情等“不可抗力”對(duì)自身的影響降到最低，保證了工程進(jìn)度的順利進(jìn)行。

　　除了AR技術(shù)外，華晨寶馬在打造數(shù)字孿生工廠的同時(shí)，也用到了VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。工程師借助VR設(shè)備，能在虛擬環(huán)境下進(jìn)行更改機(jī)械臂位置等操作，看著很像玩游戲，實(shí)則沉浸在自己負(fù)責(zé)的生產(chǎn)線里。

　　鐵西工廠擴(kuò)建的新廠區(qū)計(jì)劃在明年5月正式投產(chǎn)，初期產(chǎn)能為每小時(shí)30輛，并逐漸爬升到每小時(shí)生產(chǎn)60輛車(chē)。值得一提的是，寶馬3系純電動(dòng)車(chē)型會(huì)落戶鐵西工廠，外媒推測(cè)新車(chē)可能以i330L和i340L的身份上市銷(xiāo)售。同時(shí)目前駐扎在大東工廠的iX3，未來(lái)會(huì)轉(zhuǎn)移到鐵西工廠生產(chǎn)，而國(guó)產(chǎn)版寶馬X5將在大東工廠投產(chǎn)，看官們有沒(méi)有很期待的搓搓手？

　　除了在工廠規(guī)劃階段導(dǎo)入數(shù)字孿生技術(shù)外，工廠內(nèi)的物流、質(zhì)檢、工廠維護(hù)等環(huán)節(jié)，都要迎來(lái)數(shù)字化升級(jí)，它們會(huì)有什么變化呢？

　　這些新型AGV小車(chē)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(nèi)Wi-Fi實(shí)現(xiàn)的物聯(lián)網(wǎng)，但工作人員表示未來(lái)會(huì)安裝5G模塊。有了5G的幫助，這個(gè)小家伙的工作效率還能進(jìn)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(jié)合的例子。比如質(zhì)檢領(lǐng)域，面漆檢測(cè)工位已應(yīng)用自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備和處理方案。檢測(cè)也是數(shù)據(jù)收集的過(guò)程，基于這些數(shù)據(jù)能夠衍生出算法，便于工程師進(jìn)行前瞻性調(diào)整和預(yù)測(cè)，從而優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提升產(chǎn)品質(zhì)量。

　　訓(xùn)練AI的過(guò)程中，工程師會(huì)在系統(tǒng)中放入大量有問(wèn)題或缺陷零件的圖片。深度學(xué)習(xí)后，人工智能會(huì)為經(jīng)過(guò)流水線的工件拍照，并對(duì)比資源庫(kù)里的圖片，發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題的零件會(huì)標(biāo)記為紅色。這些被標(biāo)記為紅色的零件，會(huì)依次由相關(guān)操作人員和質(zhì)檢員進(jìn)行核查，最終決定問(wèn)題工件是需要修補(bǔ)還是回爐重塑。

　　將初步質(zhì)檢等相對(duì)單調(diào)、重復(fù)性高的工作交給人工智能與機(jī)器人，在降低人工成本之余，也提升了生產(chǎn)效率與長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性。畢竟，機(jī)器人沒(méi)有情緒波動(dòng)，這點(diǎn)咱們?nèi)祟?lèi)比不了。而“節(jié)約”出的人力，可以用在高精度模具加工等領(lǐng)域，這么看，自動(dòng)化、智能化機(jī)器的應(yīng)用是在“解放”人類(lèi)。

　　有了物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和5G通訊，設(shè)備之間的端到端通信、預(yù)測(cè)性維護(hù)都將在日后走入現(xiàn)實(shí)。以交付前的車(chē)輛路試為例，得益于5G的高帶寬，車(chē)載電腦的數(shù)據(jù)能實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化成工程師需要的數(shù)據(jù)，監(jiān)控更及時(shí)，相比當(dāng)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(shè)備因故障停機(jī)前，利用周期性停機(jī)維護(hù)時(shí)間進(jìn)行整修，未來(lái)大數(shù)據(jù)還會(huì)跟產(chǎn)品質(zhì)檢聯(lián)動(dòng)，多方面考量推算最佳的維修時(shí)間。不過(guò)想實(shí)現(xiàn)跨設(shè)備、跨部門(mén)的大數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，需要底層數(shù)據(jù)源于一套系統(tǒng)，或不同設(shè)備供應(yīng)商相互開(kāi)放自身的系統(tǒng)。所以無(wú)論華晨寶馬還是寶馬，如何做到底層軟件統(tǒng)一，是未來(lái)的一個(gè)看點(diǎn)。

　　最后說(shuō)說(shuō)節(jié)能環(huán)保。目前華晨寶馬在沈陽(yáng)的大東和鐵西工廠，已實(shí)現(xiàn)了用電的零排放，其中有從國(guó)家電網(wǎng)買(mǎi)到的“綠電”，也有南方電網(wǎng)投資建設(shè)的光伏/風(fēng)能設(shè)施，后者產(chǎn)生的“綠電”占總耗電量的4%左右。伴隨鐵西工廠擴(kuò)建，新工廠會(huì)通過(guò)增加光伏與風(fēng)力發(fā)電設(shè)施的方式，將這個(gè)比例增加到10%左右。

寫(xiě)在最后

　　面向工業(yè)4.0，新技術(shù)推動(dòng)工廠生產(chǎn)效率提升與成本降低的同時(shí)，也在為車(chē)企迎接消費(fèi)者更個(gè)性、高度定制化的需求做準(zhǔn)備�，F(xiàn)在高度定制化的車(chē)型可能需要你等幾周才能交付，或許在未來(lái)，這個(gè)時(shí)間會(huì)縮短到一周甚至幾天，同時(shí)你能選的配置也會(huì)更加豐富，最終交付的產(chǎn)品質(zhì)量還會(huì)比目前的更好。

　　對(duì)車(chē)企來(lái)說(shuō)，數(shù)字化、智能化不僅要體現(xiàn)在產(chǎn)品上，工廠的同步升級(jí)也勢(shì)在必行。提升自身對(duì)市場(chǎng)響應(yīng)速度的同時(shí)，也在促進(jìn)工人從付出體力到付出腦力以及創(chuàng)造力轉(zhuǎn)型。從AR、VR等技術(shù)應(yīng)用管中窺豹，未來(lái)的數(shù)字化工廠沒(méi)準(zhǔn)就是科幻電影的寫(xiě)實(shí)版，把幻境融入現(xiàn)實(shí)確實(shí)別有一番滋味。（圖/文 汽車(chē)之家 馬一凡）