華晨寶馬沈陽鐵西生產(chǎn)基地

人工智能、5G網(wǎng)絡(luò)以及大數(shù)據(jù)等全新技術(shù)的興起，為中國的各行各業(yè)帶來了新的變革和轉(zhuǎn)機(jī)。其中，在生產(chǎn)領(lǐng)域更是形成了從量變到質(zhì)變的逆轉(zhuǎn)，讓工業(yè)化生產(chǎn)形成了中國制造業(yè)開始向“中國智造”大步挺進(jìn)。

隨著中國經(jīng)濟(jì)邁入由高速增長轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展的歷史時(shí)期，造車工廠也在從傳統(tǒng)的工人模式轉(zhuǎn)化為“機(jī)械”模式。在各家整車生產(chǎn)工廠中，應(yīng)用工業(yè)4.0技術(shù)，建造智能工廠，發(fā)展智能制造已經(jīng)成為眾心所向。

前不久，華晨寶馬位于沈陽的生產(chǎn)制造基地就迎來了工業(yè)4.0的新方向。在這座年產(chǎn)超49萬輛的超級(jí)工廠中，他們并沒有把“機(jī)器取代人”、 “關(guān)燈工廠”、“無人工廠”當(dāng)做未來制造發(fā)展的方向，而是有了自己更深刻的見解。

前不久，鈦媒體就來到了華晨寶馬的鐵西工廠，一起來看看華晨寶馬眼中的“工業(yè)4.0”到底是怎樣的模樣。

數(shù)字化助人“一臂之力”，整合人機(jī)優(yōu)勢

華晨寶馬智能應(yīng)用自動(dòng)化創(chuàng)新（車身車間的焊接機(jī)器人）

華晨寶馬對(duì)于“工業(yè)4.0”的智能應(yīng)用，集中于視覺識(shí)別技術(shù)、智能數(shù)據(jù)采集分析、自動(dòng)化創(chuàng)新及數(shù)字化生產(chǎn)流程四大技術(shù)領(lǐng)域，利用先進(jìn)技術(shù)在部分工作中使用機(jī)械完全代替人工的介入，保證生產(chǎn)質(zhì)量的統(tǒng)一與生產(chǎn)高效相結(jié)合。

當(dāng)代整車制造的智能工廠中，大型機(jī)械臂與機(jī)器人的應(yīng)用已經(jīng)頗為廣泛，例如涂裝車間、焊接車間以及總裝車間等均有它們的身影。

在這個(gè)號(hào)稱“機(jī)器人統(tǒng)治的世界”，高度智能的機(jī)器人負(fù)責(zé)著非常復(fù)雜的焊接工作，甚至可以自動(dòng)提出需求預(yù)警更換焊槍，智能數(shù)據(jù)采集分析技術(shù)自然“肩負(fù)重任”。它可以“個(gè)性化”每把焊槍，根據(jù)焊槍的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。

不僅如此，該技術(shù)還可以精準(zhǔn)預(yù)測出焊槍何時(shí)需要維護(hù)，何時(shí)需要更換焊槍，從而進(jìn)一步優(yōu)化維護(hù)時(shí)間。如果焊槍在生產(chǎn)間隙得到維護(hù)，可以減少停機(jī)時(shí)間，提升生產(chǎn)效率，更能預(yù)防質(zhì)量缺陷發(fā)生，保障生產(chǎn)的高速流暢進(jìn)行。

這些完全無需人工介入的大型機(jī)械臂雖然可以高效的完成工作，但是如果是生產(chǎn)的機(jī)器發(fā)生故障呢？

智能數(shù)據(jù)采集分析技術(shù)是華晨寶馬預(yù)測該方面的一大助手，它可以通過數(shù)據(jù)挖掘及機(jī)器學(xué)習(xí)算法，及時(shí)預(yù)測機(jī)器缺陷，通過預(yù)防性維修，確保生產(chǎn)的高效進(jìn)行。

華晨寶馬智能應(yīng)用視覺識(shí)別技術(shù) （涂裝車間的自動(dòng)缺陷檢測系統(tǒng)）

而在視覺識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用上，主要被植入與缺陷檢測等環(huán)節(jié)，涂裝車間的自動(dòng)缺陷檢測技術(shù)就是一個(gè)很好的應(yīng)用

在這里，4個(gè)高度智能的機(jī)械手臂配備了高功率LED探照燈、高反射相機(jī)、LED相機(jī)等充當(dāng)“智能眼”，對(duì)剛剛完成噴涂的車身展開“無死角”式的掃描和檢測。

在機(jī)械手臂旁邊的工作人員，可以實(shí)時(shí)通過電腦屏幕接收到車身的檢測報(bào)告。哪個(gè)位置點(diǎn)有瑕疵，系統(tǒng)都會(huì)清晰地標(biāo)明。

工作人員只需下達(dá)指令，有瑕疵的車身就交給另一批補(bǔ)漆的機(jī)械手臂全權(quán)負(fù)責(zé)。無論是表面瑕疵還是性能缺陷，視覺識(shí)別技術(shù)都能準(zhǔn)確、快速地檢測，并且實(shí)時(shí)分析反饋。

相比于傳統(tǒng)的人眼監(jiān)測，視覺識(shí)別可以用過更快速、更精準(zhǔn)的鏡頭來完成零部件的監(jiān)測。按照正常工作流程，每天開始生產(chǎn)的抽檢一般是首件、百件等間隔依此類推。

如果是人工檢查，也許需要10-20分鐘的時(shí)間，這時(shí)發(fā)現(xiàn)問題已經(jīng)為時(shí)過晚，而機(jī)械僅需不到5分鐘就能發(fā)現(xiàn)問題，完成快速的監(jiān)測及響應(yīng)。

翻轉(zhuǎn)工位

除了上面看到的這些全自動(dòng)化的機(jī)械生產(chǎn)單元，在華晨寶馬鐵西工廠還有另一種與工人“零距離”接觸的輔助機(jī)械，它們形成了人機(jī)之間的整合優(yōu)勢，自動(dòng)化創(chuàng)新技術(shù)也為生產(chǎn)線帶來了巨大潛能。

在總裝車間，隨處可見的輕型機(jī)器人系統(tǒng)與操作工人并肩協(xié)作，符合人體工學(xué)設(shè)計(jì)的同時(shí)更保證了靈活、高質(zhì)量的生產(chǎn)。這里的涂膠工作因其復(fù)雜的零件形狀和位置，備受挑戰(zhàn)。

而天線罩人機(jī)協(xié)作涂膠機(jī)讓操作工人和機(jī)器人緊密地協(xié)作，穩(wěn)定、精準(zhǔn)地完成涂膠任務(wù)。操作人員只需將零件放入機(jī)器人手臂，設(shè)備將自動(dòng)讀取零件信息，與后臺(tái)訂單數(shù)字對(duì)比無誤后開始涂膠。

當(dāng)機(jī)器人受到外力大于30牛頓米（N.m）時(shí)，設(shè)備會(huì)暫停所有工作，保證操作人員的安全，充分體現(xiàn)工業(yè)4.0背景下的個(gè)性化和數(shù)字化智能制造。

在華晨寶馬總裝車間，3D打印快速定制拇指保護(hù)套

在動(dòng)力總成工廠，AGV無人搬運(yùn)車負(fù)責(zé)搬運(yùn)200-300斤重的發(fā)動(dòng)機(jī)，工人則有機(jī)會(huì)更大程度地發(fā)揮自己獨(dú)特的認(rèn)知技能。在總裝車間，越來越多的機(jī)器人與人之間不再設(shè)立任何形式的防護(hù)欄。

在這里，3D打印可以快速地定制化人體工程學(xué)生產(chǎn)工具，比如3D打印的拇指套，可以為工人提供了專屬的“防護(hù)”。同時(shí)，3D打印的線束固定裝置，符合人體工學(xué)設(shè)計(jì)，讓操作工人更快地工作，更準(zhǔn)確地操作，無線安燈系統(tǒng)同時(shí)幫助員工實(shí)現(xiàn)無線語音交流。

大數(shù)據(jù)作為支撐，完成柔性化生產(chǎn)

鐵西工廠沖壓車間

我們的傳統(tǒng)理解中，整車工廠一般都是一條流水線生產(chǎn)一種車型，在一個(gè)工廠如果需要多種車型的生產(chǎn)，必然要形成獨(dú)立化作業(yè)。

但是，隨著大數(shù)據(jù)和自動(dòng)化的成熟應(yīng)用，目前華晨寶馬鐵西工廠已經(jīng)完成了一條生產(chǎn)線生產(chǎn)多種車型的目標(biāo)，這也就是柔性化生產(chǎn)。

華晨寶馬的數(shù)字化生產(chǎn)流程，為驗(yàn)證生產(chǎn)規(guī)劃的可行性提供了巨大保障。比如虛擬仿真模擬規(guī)劃的應(yīng)用，從根本上改變了傳統(tǒng)的生產(chǎn)規(guī)劃模式，減少了規(guī)劃調(diào)試過程中的停機(jī)時(shí)間，降低設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換實(shí)際設(shè)備的過程風(fēng)險(xiǎn)，大大縮短了產(chǎn)線的設(shè)計(jì)與設(shè)備投產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)系統(tǒng)快速響應(yīng)市場變化的能力。

目前，虛擬仿真投產(chǎn)技術(shù)正應(yīng)用于華晨寶馬的產(chǎn)線規(guī)劃中。未來，虛擬仿真投產(chǎn)技術(shù)將幫助華晨寶馬打造全自動(dòng)化，高度智能化的未來工廠。

涂裝車間面漆打磨

時(shí)至今日，華晨寶馬沈陽生產(chǎn)基地是寶馬全球規(guī)模最大的生產(chǎn)基地，2018年產(chǎn)量49.2萬輛，目前生產(chǎn)BMW 5系Li 、BMW 3系（含長軸距和標(biāo)準(zhǔn)軸距）、BMW X3、BMW X2、BMW X1（長軸距）、BMW 2系旅行車、BMW 1系運(yùn)動(dòng)轎車七個(gè)系列。

這些車型均由位于沈陽大東區(qū)和鐵西區(qū)的兩家整車工廠進(jìn)行生產(chǎn)。在鐵西工廠附近，華晨寶馬還設(shè)有研發(fā)中心和動(dòng)力總成工廠。動(dòng)力總成工廠生產(chǎn)最新一代BMW 3缸和4缸渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，以及高壓動(dòng)力電池。

當(dāng)前，華晨寶馬正在通過對(duì)現(xiàn)有及新增生產(chǎn)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目的重大投資，進(jìn)一步擴(kuò)大其在沈陽的生產(chǎn)基地。建設(shè)項(xiàng)目包括鐵西新廠建設(shè)、大東工廠的改擴(kuò)建，以及動(dòng)力電池中心二期工程。

率先開展5G應(yīng)用部署，探索數(shù)字化汽車制造生態(tài)

率先開展5G應(yīng)用部署

作為全球范圍內(nèi)備受矚目的最新一代移動(dòng)通信技術(shù)，5G技術(shù)勢必激發(fā)各行各業(yè)的創(chuàng)新潛能，帶來新一波的顛覆性數(shù)字變革。

華晨寶馬率先將5G技術(shù)應(yīng)用于汽車生產(chǎn)與研發(fā)領(lǐng)域，建成全球首個(gè)5G汽車生產(chǎn)基地。華晨寶馬目前在沈陽生產(chǎn)基地的鐵西、大東和發(fā)動(dòng)機(jī)工廠共建設(shè)鐵塔21個(gè)，5G基站35個(gè)，已實(shí)現(xiàn)三大工廠100%的5G覆蓋率，5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度已達(dá)到1Gbps。

華晨寶馬沈陽生產(chǎn)基地采用了中國聯(lián)通和中國移動(dòng)雙運(yùn)營商5G網(wǎng)絡(luò)。通過啟用移動(dòng)邊緣計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)5G工廠私有網(wǎng)絡(luò)和公有網(wǎng)絡(luò)的安全靈活切換。

華晨寶馬智能應(yīng)用數(shù)據(jù)采集分析

今年4月，華晨寶馬率先啟動(dòng)了5G應(yīng)用示范項(xiàng)目——測試車輛數(shù)據(jù)5G傳輸，在大帶寬、低時(shí)延、高可靠的5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)了測試車輛數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)高速低時(shí)延回傳。

這是5G技術(shù)首次應(yīng)用于車輛數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，也是5G技術(shù)首次與研發(fā)領(lǐng)域相結(jié)合的應(yīng)用。此次應(yīng)用不僅提升了數(shù)據(jù)采集及分析的效率，還為后續(xù)測試車輛遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)更新以及遠(yuǎn)程診斷提供了充足的技術(shù)儲(chǔ)備。

不僅如此，華晨寶馬還致力于通過5G應(yīng)用，助力人機(jī)協(xié)作和機(jī)器間互聯(lián)，煥發(fā)更大的生產(chǎn)潛能。近日，在華晨寶馬車身車間的實(shí)驗(yàn)室里，工作人員已經(jīng)在測試用5G技術(shù)為靈巧的工業(yè)機(jī)器人賦予更加靈活的“慧眼”。

通過工業(yè)攝像機(jī)和機(jī)器人之間的超低時(shí)延、高可靠性的無線數(shù)據(jù)傳輸，機(jī)器人可以在視覺功能的引導(dǎo)下，將工件自主、準(zhǔn)確地放置到指定的位置，協(xié)助工人分擔(dān)生產(chǎn)線上日益繁重的工作。

探索更多的5G應(yīng)用空間

與傳統(tǒng)的有線解決方案相比，5G讓工業(yè)機(jī)器人擺脫了線纜的束縛，不但移動(dòng)更加靈活，而且告別了由于線纜往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶來的磨損等后顧之憂，進(jìn)一步解放了工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)力。

盡管這一項(xiàng)目還處于測試階段，但5G卓越的應(yīng)用前景從中可見一斑。例如，一條傳統(tǒng)的硬接線生產(chǎn)線通常有2000根主電纜，僅安裝部署就需要6個(gè)月。

而5G無線技術(shù)有望大大減少其復(fù)雜性和部署時(shí)間，從而提升生產(chǎn)效率以及靈活性·。此外，5G還支持將視覺計(jì)算集中至數(shù)據(jù)中心，這意味著人們可以將視頻片段存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)中心，用于分析和維護(hù)等目的。

未來，工廠計(jì)劃探索并實(shí)踐包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、亞米級(jí)定位、云端高效控制AGV、可穿戴設(shè)備的人機(jī)交互、機(jī)器人與機(jī)器人之間通信以及機(jī)器臂上“夾具”與控制器通信等5G技術(shù)應(yīng)用場景。

工業(yè)4.0是數(shù)字化生產(chǎn)和智能制造應(yīng)用的探索

放眼全球，數(shù)字化生產(chǎn)和智能制造的應(yīng)用，中國一直走在全球最前沿。面對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)模式與創(chuàng)新技術(shù)之間的碰撞，需要更多的探索來將二者去更好、更有效的結(jié)合。

從華晨寶馬的沈陽生產(chǎn)基地，我們不難看出華晨寶馬一直在以一種非常積極的姿態(tài)去迎接這樣的轉(zhuǎn)變。并且，其并不是一刀切的完全將生產(chǎn)交給機(jī)器，而是將人、機(jī)器以及數(shù)據(jù)更合理的去融合。

隨著工人得到更多技術(shù)的助力，他們的工作將更多聚焦于如何通過數(shù)字化及技術(shù)應(yīng)用讓生產(chǎn)更高效，確保更高的生產(chǎn)質(zhì)量。

華晨寶馬內(nèi)部發(fā)起多個(gè)項(xiàng)目，幫助工人應(yīng)對(duì)這一角色的變化。其中，最有特點(diǎn)的是VPS持續(xù)優(yōu)化項(xiàng)目，該項(xiàng)目鼓勵(lì)員工從生產(chǎn)細(xì)節(jié)著手，提出一些合理的優(yōu)化建議并進(jìn)一步落實(shí)。好的建議不僅會(huì)得到公司的獎(jiǎng)勵(lì)，還會(huì)做成展板，與員工們共同分享。

在整個(gè)項(xiàng)目的參與過程中，員工將不僅獲得新知識(shí)，更能體會(huì)如何通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作解決日常工作問題，追求生產(chǎn)精益求精的過程。

對(duì)于華晨寶馬而言，未來的智能制造，工業(yè)4.0和數(shù)字化無疑是絕佳助力，但核心在于“人”。只有“以人為本”，通過智能化的人機(jī)協(xié)作，不斷挖掘人的創(chuàng)造力，才能贏得智能制造的未來。（本文首發(fā)鈦媒體，作者/Kiwi）

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