揭秘新大東工廠最“工業(yè)4.0”工廠里到底有哪些玄機？

談及工廠，你的腦海中首先會浮現(xiàn)怎樣的情景？充滿著煤煙和油臭的空氣？抑或是機器的低沉轟鳴聲和高高的黑煙囪？然而就在沈陽，一座即將投產(chǎn)的汽車工廠卻改變了人們對工廠的固有印象，它有著“數(shù)字化雙胞胎技術(shù)”，它通過“大數(shù)據(jù)”進行實時質(zhì)量監(jiān)測，它為工人裝備了“機械外骨骼”，它將“3D打印”應(yīng)用于生產(chǎn)制造當中，它是世界上最具創(chuàng)新性和可持續(xù)性的汽車生產(chǎn)工廠之一，同時它也將生產(chǎn)寶馬迄今為止在中國生產(chǎn)的最先進轎車。它，就是華晨寶馬新大東工廠。而汽車商報也有幸受邀參加華晨寶馬新大東工廠揭幕儀式，接下來就讓我們?yōu)榇蠹抑鸩浇议_這座“工業(yè)4.0引領(lǐng)者”的神秘面紗。

噴涂車間采用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)進行實時監(jiān)測，保證涂裝質(zhì)量

高度自動化車身焊裝車間，自動化率高達95%

2013年12月，華晨寶馬發(fā)布了沈陽大東工廠擴建投資項目，并在2014年5月份正式開工建設(shè)。根據(jù)規(guī)劃，該擴建項目投資額超3.5億元人民幣，共占地面積約47萬平方米，主要擁有沖壓、車身、涂裝等功能車間。建成后整車年產(chǎn)能將由16萬輛提升至20萬輛，而寶馬在華總產(chǎn)能也將從每年30萬增長至40萬輛。而就在2017年5月19日，華晨寶馬新大東工廠擴建完畢并將正式投產(chǎn)。

拋開產(chǎn)能方面，新大東工廠在技術(shù)層面也有著非同尋常的意義。以在此投產(chǎn)的全新一代寶馬5系長軸版車型為例，眾所周知鋁制車身相比傳統(tǒng)鋼制車身有著輕量化的獨特優(yōu)勢，尤其是對于寶馬5系這類注重運動性能的車型，輕量化意味著更加出色的加速性能，全新一代寶馬5系就大量使用了鋁合金部件。那么有著優(yōu)秀性能的鋁制車身為何普及率不高呢，除了鋁材本身生產(chǎn)成本高、在車身沖壓工藝上相比鋼也更具難度，還因為鋁材在進行沖壓工藝上，由于鋁材本身存在回彈特性，在設(shè)計和實際加工之間存在著無法避免的誤差。而新大東工廠所采用的一種叫做”數(shù)字化雙胞胎”的技術(shù)便解決了這個問題，該技術(shù)可以在虛擬環(huán)境中預(yù)判完成生產(chǎn)過程的測試，利用3D電腦模擬和掃描技術(shù)，克服了鋁材物理特性帶來的挑戰(zhàn)，從而確保多達33種鋁部件的高精度制造。大大縮短了生產(chǎn)中的調(diào)試時間，提高了生產(chǎn)效率。值得一提的還有全球先進的拉弧式電弧球形焊技術(shù)，不但非常便于生產(chǎn)時的車身焊接，客戶購車后維修時也將節(jié)省維修成本和時間。

在華晨寶馬新大東工廠的揭幕儀式上，有一個關(guān)鍵詞被反復(fù)提及，那就是“工業(yè)4.0”。那么“工業(yè)4.0”有沒有一個具體的定義呢？其實想要理解“工業(yè)4.0”，不妨從工業(yè)進化的階段來理解。工業(yè)1.0可以理解為蒸汽和水力驅(qū)動的應(yīng)用；工業(yè)2.0的代表則是內(nèi)燃機、發(fā)電機及電力驅(qū)動；而工業(yè)3.0則是高新技術(shù)、機器人及自動化控制；那么來到工業(yè)4.0，我們可以用三個關(guān)鍵詞來代表：萬物互聯(lián)，大數(shù)據(jù)，高度智能。而作為“工業(yè)4.0”的引領(lǐng)者，華晨寶馬新大東工廠恰好將這三個關(guān)鍵詞完美展現(xiàn)，將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于整個生產(chǎn)過程。通過對大數(shù)據(jù)的收集，對車輛的整個生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)測分析，從而提高工廠的整體制造精度和工藝水平，并隨時預(yù)防產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題，配合工人確保每道工序都擁有出色的產(chǎn)品質(zhì)量。

沖壓生產(chǎn)線會對每一沖壓部件進行測量與記錄用于日常分析。通過對制作車門的金屬片部件的大數(shù)據(jù)連接與分析，使輕量化鋁制車門的質(zhì)量得到了充分管控。車身焊接線則通過激光掃描儀的使用，技術(shù)人員能夠?qū)嵤┥疃荣|(zhì)量檢驗，每秒可掃描車身上2萬個點。同時電腦屏幕可實時顯示工藝質(zhì)量水平。涂裝過程通過在線過程控制系統(tǒng)，憑借大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的積累、形成智能的自我學習與分析，實時監(jiān)控并提前預(yù)警潛在故障，實施防范措施。

總裝車間的零缺陷主動維修源于高效的維修數(shù)據(jù)信息管理，例如螺栓打緊一項，系統(tǒng)以所有螺栓打緊的海量記錄為基礎(chǔ)進行分析對比，從而協(xié)助工人主動對所需部位進行螺栓打緊以確保精密質(zhì)量。可以說，從新大東工廠生產(chǎn)線下線的每一輛車都對應(yīng)著一個數(shù)據(jù)庫，車身細小到每一個零件都處于嚴格的質(zhì)量監(jiān)控中，從而提高工廠整體的品控水平，讓全新一代寶馬5系更加接近“零缺陷”。

在創(chuàng)新技術(shù)層面，新大東工廠還應(yīng)用了3D打印（增材制造）技術(shù)，主要針對一些小批量的零件及定制化工裝卡具的制造，使得生產(chǎn)更加靈活，縮短開發(fā)周期從而提高生產(chǎn)效率。除此之外，3D打印技術(shù)還可滿足特殊工具需要負載曲面的需求，從而實現(xiàn)更加復(fù)雜的設(shè)計；同時3D打印還可靈活選擇零件所需材料。

在參觀新大東工廠的過程中，給我留下較深印象的，還有在總裝車間看到的“機械戰(zhàn)警”。工人的腿上連接著一種叫做“機械外骨骼”的無座座椅，工人在從事重體力操作時，可以隨時獲得坐下來一樣的支撐，讓我們看到工廠人性化的一面。而在工人面部，則佩戴著”智能光學眼鏡”，工人可以直接獲取操作流程的描述和數(shù)據(jù)，看起來十分具有未來感。

除去這些技術(shù)層面，新大東工廠也將重點放在了可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)上，據(jù)工作人員介紹，通過節(jié)能減排技術(shù)全面應(yīng)用，工廠整體較大東工廠既有生產(chǎn)線降低32%、車身車間降低31%、涂裝車間降低42%。與傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝相比，涂裝車間比傳統(tǒng)涂裝車間減少能耗約60%、萬噸級6序伺服沖壓生產(chǎn)線與傳統(tǒng)液壓沖壓線相比減少能耗約44%，同時還擁有建筑設(shè)計、通風、溫控、智能照明等多項環(huán)保措施，每年可節(jié)約60,000,000千瓦時電量。此外還有雨滴海綿工廠、先進的屋頂通風系統(tǒng)、頂尖的墻體保溫材料、生產(chǎn)系統(tǒng)的水循環(huán)利用、先進的管道廢氣熱量回收、智能照明系統(tǒng)等。

新大東工廠的擴建完工對于華晨寶馬而言有著里程碑般的重要意義，它不僅是寶馬集團與華晨寶馬對中國的承諾以及在中國的企業(yè)戰(zhàn)略，同時也將成為國內(nèi)“工業(yè)4.0”應(yīng)用的引領(lǐng)者，并高度契合“中國制造2025”國家戰(zhàn)略。而在產(chǎn)品層面，新大東工廠的“工業(yè)4.0”先進技術(shù)也為即將在此投產(chǎn)的全新一代寶馬5系長軸版車型提供了堅實的硬件實力基礎(chǔ)。

在我未曾參觀過華晨寶馬新大東工廠時，“工業(yè)4.0”對我而言只是一個很模糊的概念，在我心中它并沒有一個明確的答案。而在我參加新大東工廠后，我心中已經(jīng)有了答案。

華晨寶馬新大東工廠全貌

總裝車間工人通過機械外骨骼來減輕工作強度

通過建筑設(shè)計、通風、溫控、智能照明等多項環(huán)保措施，每年可節(jié)約60,000,000千瓦時電量

全新一代寶馬5系長軸版車型采用寶馬CLAR平臺，該平臺標榜的一大特點就是輕量化