引领汽车制造未来华晨宝马新大东工厂落地“工业4.0”

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模拟仿真、3D电脑扫描、虚拟机器人、大数据分析……这些属于“工业4.0”时代的名词,如今在华晨宝马新大东工厂中成为现实。

5月19日,经过全新扩建的华晨宝马新大东工厂在沈阳正式揭幕并投入运营。与铁西工厂和原有的大东工厂相比,新大东工厂的最大亮点是德国“工业4.0”理念的全面引入,它是“工业4.0”科技应用的先锋和“中国制造2025”的典范,也是宝马集团本土化发展的又一里程碑“新大东工厂是世界上最具创新性和可持续性的汽车生产工厂之一,通过创新的生产技术和工业4.0技术的广泛应用,新工厂在生产质量、柔性制造、提升效率和降低能耗等方面树立了全新标杆,可以说是国内汽车行业‘工业4.0’应用的引领者。”在新大东工厂揭幕仪式上,华晨宝马汽车有限公司总裁兼首席执行官魏岚德博士如是说。

这不是宝马第一次将全新的制造理念引入中国。5年前,华晨宝马铁西工厂开业时,其装备和技术水平便处于行业领先地位。5年后,在“工业4.0”理念席卷全球、智能科技与工业制造紧密融合之际,华晨宝马以超76亿元人民币的项目投资对大东工厂进行改造扩建,在生产质量、柔性制造、效率提升和能耗降低等方面全面优化,广泛应用汽车工业4.0技术,力争使新大东工厂成为国内“工业4.0”应用的引领者。

“只有最好的工厂才能生产出最好的产品。”魏岚德博士称,新大东工厂全新建设是为了投产全新BMW 5系Li,它将是华晨宝马迄今为止在中国生产的技术最先进、工艺最复杂的车型,仅车身就用了多达30余种材料。

在国内豪华车市场竞争激烈的当下,将先进制造技术引入中国,深入本土化发展,宝马希望借此扎根中国、引领市场、布局未来。

“大数据”贯穿生产全过程

什么是工业4.0?在中德双方签署的《中德合作行动纲要》中,有关工业4.0合作的第一条就明确提出“工业生产的数字化就是‘工业4.0’”。而华晨宝马新大东工厂是这一条理念的最好诠释者。“我们的整个生产系统都通过数字化双胞胎技术实现了在虚拟环境中就完成对生产系统的测试,数字化的模拟技术能够使得生产线的调试更加高效,并可大大缩短产品推向市场的时间。”魏岚德认为,凭借“工业4.0”的积极应用,新大东工厂为华晨宝马现在及未来在中国市场的竞争创造了优势。

在新大东工厂,带有“数字化”特征的新技术随处可见。比如在冲压车间,通过数字化双胞胎技术,利用3D电脑模拟和扫描技术,可以克服铝材物理特性带来的挑战,确保铝板冲压的质量。此外,高精度的铝制部件冲压技术,基于大数据的记录和分析,能够实时进行对比监测,从而确保多达33种铝部件的高精度制造。在车身车间,设备调试可以让机器人在虚拟环境中完成,从而减少生产线因调试发生的停工时间,提升生产效率。

事实上,大数据应用也被贯彻到新大东工厂的整个生产过程。魏岚德博士称,通过先进技术手段收集和处理海量生产数据并实时检测与分析,不但让新的高精度生产工艺成为可能,还能够对问题防患于未然,配合工人确保每道工序都拥有精细过硬的产品质量。

比如在冲压车间,通过对制作车门的金属片部件的大数据连接与分析,使轻量化铝制车门质量得到充分管控。在车身车间,通过激光扫描仪的使用,技术人员能够实施深度质量检验,每秒可扫描车身上两万个点,电脑屏幕可实时显示工艺质量水平。在涂装车间,在线过程控制系统,凭借大数据系统的积累、自我学习与分析,可实时监控并提前预警潜在故障,简化生产流程。在总装车间,源于高效维修数据信息管理的零缺陷主动维修,可协助工人在总装车辆过程中确保精密质量。

这实际上与德国提倡的“工业4.0”理念十分吻合。在德国看来,“工业4.0”的目标就是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务生产模式,在这种模式中,传统的行业界限将消失,产业链分工将被重组,创造新价值的过程将发生改造。

而宝马之所以在短时间内将德国先进的“工业4.0”制造理念引入中国,一方面与国内豪华车市场激烈的竞争环境有关,更重要的是,希望通过与“中国制造2025”战略的高度契合,表达扎根中国市场的决心。“新大东工厂正式投入运营充分印证了宝马对中国市场、中国客户以及对中国汽车工业的承诺,华晨宝马作为一家立足于中国的企业,将矢志不渝地为‘中国制造2025’的实施和落地发挥示范和引领作用,尤其在辽宁沈阳老工业基地这样具有代表意义的地区。”魏岚德博士说。

以人为本 节能减排立体呈现

工业4.0不仅让汽车制造变得更智能、高效、精准,而且还更加人性化。

在新大东工厂的总装车间,工人腿上连接着一种叫做“机械外骨骼”的无座座椅,它能让工人在从事重体力操作时,随时可以获得坐下来一样的支撑,帮助员工降低劳动强度,提高生产率。除此之外,可穿戴设备“智能光学眼镜”,可以让员工直接获取操作流程的描述和数据,无需中断工作。

事实上,对人的关注是宝马在生产制造领域一直秉承的理念。曾经参与过人机工程学程序设计的魏岚德博士认为:“当生产制造依赖机器的时候,其实不是依赖机器,而是依赖机器后面设计程序、操控机器的人;机器设备不是为了取代人,而是帮助人们更好地实现自身价值。”所以即便进入“工业4.0”时代,人的能力依然远远高于机器,所有的技术进步还是要以人为本,这是宝马在生产制造流程中,进行人机工程学设置的初衷。

除了以人为本,可持续发展也是宝马一直坚持的理念,这一点在新大东工厂中的具体呈现就是节能减排。

与其他只注重生产效益的汽车制造工厂不同,华晨宝马新大东工厂全面应用了节能减排技术。据魏岚德博士介绍,新大东工厂在节水、节能、空气质量保护,降低挥发性有机化合物排放等方面都有突出表现。与工厂前身相比,新大东工厂可实现整体节能32%,相当于每年节省6000万度电;冲压车间相比传统液压机实现节能44%;涂装车间与传统涂装车间相比,节能60%,水资源节约60%。涂装车间的挥发性有机化合物的排放量减少了80%。

除此之外,工厂先进的屋顶通风系统、顶尖的墙体保温材料、生产系统的水循环利用、先进的管道废气热量回收、智能照明系统等等节能减排技术的应用,使新大东工厂可以被称作“最具可持续发展的节能减排汽车制造厂”。

一流的工厂为一流的产品做准备。在今年4月上海车展亮相的全新一代BMW 5系Li将随着新大东工厂的升级改造完成即将正式下线并投入量产。“它将是华晨宝马迄今为止在中国生产的技术最先进、工艺最复杂的车型,所以它也需要最先进的生产设备和技术。”魏岚德博士称。

全新BMW 5系Li最突出的特点是智能轻量化和高刚性,其车身由超过30种材料构成,并大量使用了铝合金部件,而这得益于包括全球首先采用的拉弧式电弧球形焊技术在内的18种先进连接技术的应用。从这个意义上看,新大东工厂投入运营也意味着宝马在生产领域已为将来的竞争做好了准备。

新大东工厂投产后,华晨宝马两家整车厂的总产能可达每年45万辆,并随时为进一步的产能提升做准备,以满足客户需求。魏岚德博士透露,继BMW 5系Li之后,全新一代BMW X3也将引入国产,未来国产车型在宝马集团在华销量中的占比将会逐步增加到7成。这将使宝马对其在中国市场的发展充满期待、信心十足。(夏言/文)