揭秘新大東工廠最“工業4.0”工廠里到底有哪些玄機？

揭秘新大東工廠最“工業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，一座即將投產的汽車工廠卻改變了人們對工廠的固有印象，它有著“數字化雙胞胎技術”，它通過“大數據”進行實時質量監測，它為工人裝備了“機械外骨骼”，它將“3D打印”應用于生產制造當中，它是世界上最具創新性和可持續性的汽車生產工廠之一，同時它也將生產寶馬迄今為止在中國生產的最先進轎車。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，接下來就讓我們為大家逐步揭開這座“工業4.0引領者”的神秘面紗。

噴涂車間采用大數據系統進行實時監測，保證涂裝質量

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。根據規劃，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。建成后整車年產能將由16萬輛提升至20萬輛，而寶馬在華總產能也將從每年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。

拋開產能方面，新大東工廠在技術層面也有著非同尋常的意義。以在此投產的全新一代寶馬5系長軸版車型為例，眾所周知鋁制車身相比傳統鋼制車身有著輕量化的獨特優勢，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。那么有著優秀性能的鋁制車身為何普及率不高呢，除了鋁材本身生產成本高、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”數字化雙胞胎”的技術便解決了這個問題，該技術可以在虛擬環境中預判完成生產過程的測試，利用3D電腦模擬和掃描技術，克服了鋁材物理特性帶來的挑戰，從而確保多達33種鋁部件的高精度制造。大大縮短了生產中的調試時間，提高了生產效率。值得一提的還有全球先進的拉弧式電弧球形焊技術，不但非常便于生產時的車身焊接，客戶購車后維修時也將節省維修成本和時間。

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

沖壓生產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據連接與分析，使輕量化鋁制車門的質量得到了充分管控。車身焊接線則通過激光掃描儀的使用，技術人員能夠實施深度質量檢驗，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量水平。涂裝過程通過在線過程控制系統，憑借大數據系統的積累、形成智能的自我學習與分析，實時監控并提前預警潛在故障，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據信息管理，例如螺栓打緊一項，系統以所有螺栓打緊的海量記錄為基礎進行分析對比，從而協助工人主動對所需部位進行螺栓打緊以確保精密質量?？梢哉f，從新大東工廠生產線下線的每一輛車都對應著一個數據庫，車身細小到每一個零件都處于嚴格的質量監控中，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”。

在創新技術層面，新大東工廠還應用了3D打印（增材制造）技術，主要針對一些小批量的零件及定制化工裝卡具的制造，使得生產更加靈活，縮短開發周期從而提高生產效率。除此之外，3D打印技術還可滿足特殊工具需要負載曲面的需求，從而實現更加復雜的設計；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據，看起來十分具有未來感。

除去這些技術層面，新大東工廠也將重點放在了可持續發展的建設上，據工作人員介紹，通過節能減排技術全面應用，工廠整體較大東工廠既有生產線降低32%、車身車間降低31%、涂裝車間降低42%。與傳統生產工藝相比，涂裝車間比傳統涂裝車間減少能耗約60%、萬噸級6序伺服沖壓生產線與傳統液壓沖壓線相比減少能耗約44%，同時還擁有建筑設計、通風、溫控、智能照明等多項環保措施，每年可節約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、頂尖的墻體保溫材料、生產系統的水循環利用、先進的管道廢氣熱量回收、智能照明系統等。

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戰略，同時也將成為國內“工業4.0”應用的引領者，并高度契合“中國制造2025”國家戰略。而在產品層面，新大東工廠的“工業4.0”先進技術也為即將在此投產的全新一代寶馬5系長軸版車型提供了堅實的硬件實力基礎。

在我未曾參觀過華晨寶馬新大東工廠時，“工業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

通過建筑設計、通風、溫控、智能照明等多項環保措施，每年可節約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