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017年5月19日，从2014年便开始扩建的华晨宝马大东工厂举行了揭幕仪式，在此之前，车云菌也曾参观过博世在苏州的现代化工厂，以及北京奔驰位于亦庄开发区的工厂，这些工厂，都有一个很显著的特点，就是都把自己称为“（初步实现）工业4.0”的代表。 ▲华晨宝马新大东工厂 那么，当我们越来越热衷于谈论“工业4.0”，我们真正清楚这个名词背后所代表的含义，或者说清楚它在未来指向的终极目标吗？ 我曾经尝试从效率和人性化角度去解释在工厂中看到的“工业4.0”特征，但始终没有脱离表层去理解“工业4.0”，直至我带着一堆问题，在不经意间看了一部《竞速灭亡》的纪录片之后，我突然对“工业4.0”的目标有了一个更清晰的认识：
下面，我们看看在新大东工厂里，华晨宝马是如何实现上面的三个“更”的。 优化工作方式意味着节约人力资源： 在新大东工厂里最让我感到特别的，是整车装配线中有工人正在使用机械外骨骼！ 眼前的机械外骨骼，和军事杂志上宣传的战争装备完全不一样，它没有动力系统，但设计简单可靠轻便，对工人行走带来的影响很轻。再结合特殊设计的鞋一起使用时，可以在工人腿部屈成一个角度时，把上下关节卡在一个角度，构成一个座椅，避免工人采用哈腰弓背的姿势在特定高度劳动。 在其它装配工位上，我还见到了一些采用3D打印技术生产的工具，譬如下图这个用来保护总装工人拇指的外套，就是人机工程学的显著应用，其在降低工人劳动强度的同时，又提高了劳动效率。 此外，在天窗装配环节所使用的天窗调整卡具，也是由3D打印技术制作，该技术在小批量需求、且需要满足负载曲面设计的复杂工具制造方面，可以让开发和订货周期缩到最短。 虽然在我们的常规认识里面，“工业4.0”更多的是涉及信息化、自动化和数字化的技术革新，但在一个离不开人的制造业中，如何考虑“工人的感受”，用人机工程学去帮助工人更好、更便捷的完成工作，也是提高人力资源利用率的一个主要方向。 车身重量减轻50kg的背后 在新大东工厂车身装配车间一进门的地方，华晨宝马的工人在最显眼的地方安置了一个超大号的天平，天平两端分别是全新一代5系Li（这款产品也是新大东工厂目前主要生产的产品，下文简称“新5系”）和老一代5系Li车型的白车身。 ▲新5系的白车身 据工人介绍，新5系的车身采用了30余种材料、18种连接技术以及400多个零件构成，和老5系车身相比，新5系的车身制造工艺更复杂，车身强度更高，重量更轻（减轻50kg）但制造时间却更短。 ▲新5系上采用的热熔自攻螺丝 乍一听，这似乎是不大可能的事情，但为了说明这些问题，工人特地在新5系Li的白车身后备箱里装了一定量的矿泉水瓶子，让天平保持平衡来说明新5系车身减重的事实。 同时，为了增强说明效果，工人还在旁边的看板上罗列了新旧宝马5系的后轮罩结构做进一步说明，从实物上看，新5系的后轮罩明显不需要老5系那么多的零部件，所以这也减少了加工工序并提高了可靠性。 ▲激光焊接 在新5系车身装配的其他环节， 激光焊接也不是罕见之物，不过和大众喜欢在车顶用激光焊的做法不同，新5系把激光焊接用在了车门等位置上。在车身制造完成之后，工人会手持激光扫描仪给不同批次的车身做抽检，考虑到新5系全车身遍布的2万个特征点都已经被数字坐标化，且生成了标准数据库，所以做抽检的时候只需要用激光扫描仪扫出个立体图像，就能直观地比对这批生产的车身是不是符合质量要求了，这种方式大大提高了质检速度和分析准确度。 在新5系的车身装配车间里，全线总共856台机器人实现了高达95%的自动化率，正是由于高度的自动化，采用了诸多新技术和新材料的新5系，才能在减重50kg的前提下，做到高质高效的车身制造。 一辆车要经受10300吨的压力 在新5系的冲压车间，一部巨大的SCHULER冲压机床从头延伸至尾，这台先进的6序伺服万吨级冲压机可从容应对铝板精密冲压等高难度作业，还比传统液压机节能44%。
由于铝材的冲压比钢复杂3倍以上，所以理论上新5系的冲压环节要比老5系更费时费事。但是在眼下的新大东工厂里，生产系统通过计算机3D模拟技术建立数字模型，预先精准计算出铝板冲压回弹度等参数，然后在冲压生产线上为铝板预留冲压回弹的空间，最后可以使冲压铝板的成型精度到达0.02毫米，而这个技术，背后的基础与车身抽检测量的一样，都是依靠大数据的记录和分析。
▲冲压线 把新5系盖成楼 在新5系的涂装车间，所有的涂装工艺均全部实现了无人化，哪怕是抽检环节，一般也只需要工人在电脑屏幕前查看数据结果就可以。而且系统采用的在线过程控制系统（OPC，Online Process Control），凭借大数据系统，对涂装的产品一边涂装一边实时监控、自我分析，把问题和不合格产品杜绝在发生之前，大大简化了生产流程（类似于边做题边检查的模式）。
▲边喷边自检的喷涂机器人 需要重点指出的是，新5系涂装车间采用的干式喷漆作业，和大多数湿式喷漆作业（用水来吸附过喷的漆料）方式不同，过喷的漆料最后由干石灰吸附，在高温焚烧之后，这些物质可以作为对环境无害的建筑材料进行二次利用。这种技术带来的最直接效果就是：新涂装车间与大东工厂原设施相比节能37%，与十年前的技术相比节能和节水均达60%，化学制剂的排放降低80%。
▲厂房外的干式分离系统 所以，当新5系的销量达到一定规模之后，说不定沈阳哪个建筑物中，就会用到从新5系车间里生产出来的二次利用建筑材料呢。 除了在喷涂环节采用环境友好技术，新大东工厂的厂房最大化利用自然采光、并使用墙体保温、通风、温控、智能照明等多项环保措施，每年共可节约60,000,000千瓦时电量；
▲自动化的漆面检测 而在面向未来的技术探索方向，新大东工厂也做出了不少尝试，像之前的车身制造、喷涂大数据，就是个非常好的例子，事实上在总装车间，相关负责人还有很多数字化管理工具，这些类似丰田“看板”的终端工具（下图），可以让相关工作人员直接了当下的生产向工作状况（资源配给状态）；而眼下正在内测的VR功能，在未来将把新大东工厂和宝马的海外工厂连接起来，利用这个技术，不但可以让工人在异地进行经验共享，更可以针对产品问题，以VR的方式“面对面”在“实物”上分析问题原因。
▲总装车间智能终端 车云观点： 我们通常所说的“工业4.0”，在本菌看来，指的应当是一个长远目标，而不是具体的操作细则。事实上，针对不同的行业、产品样态不同的制造业，“工业4.0”的优化标准也需要区别对待。 就像我参观的博世的那个主要用来生产电子芯片的现代化工厂，硕大的一个工厂只需要40-50个工程师进行看护就可以了；但是在眼下这个新大东工厂，依然无法离开人的参与，完全靠机器独立运作几乎是不可能实现的事情。 因此，以人为本，逐步提高生产工艺中的自动化效率，提高产品质量，推广数字化和系统信息化，并逐步降低工厂对环境的影像，是眼下绝大多数工厂最需要着手实现的“工业4.0”第一步。
在新大东工厂里，华晨宝马在各个方面都做出了非常有益的近工业现代化的尝试，不过由于工厂试投产的时间不长，硬件设备也没有完全到位或调试完毕，所以这个工厂还没有达到工程师们心中最理想的运转状态。不过相信用不了太久的时间，随着新5系上市后产量的稳定供应以及下一代X3的投产，新大东工厂能生产出更优质，环境代价更小的产品。 扫描下方二维码，查看完整专题，进入报名通道。
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来自： cheyunwang > 《待分类》
