幻境融入現實 參觀華晨寶馬鐵西工廠

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今年3月，在2021年財務報告發布會上，寶馬在全球推出了全新的純電動車型i4，寶馬宣布到2030年，電動汽車將占寶馬全球銷量的50%。在今年的上海車展期間，寶馬的純電動旗艦SUV iX首次在亞洲亮相，并計劃在今年內登陸中國。不僅如此，3系、5系、7系、X1、X2車型將推出純電動版本的消息也浮出水面，就連戴著“電動試駕車”字樣的3系迷彩車也出現在國內?？梢钥闯?，未來寶（查成交價|參配|優惠政策）馬新車陣容中將會有很多電氣化車型。

對于受限購政策影響的消費者來說，在備選名單中多一個選項至少不是壞事。它可以由不同的動力總成和各種車型共同生產，影響生產調度、效率提升和庫存管理等各個方面，這對于車企來說是一個困擾。

當然，“麻煩”也有自己的克星——新技術。在各行各業瞄準數字化、智能化的今天，人工智能、5G通信、自主機器人等技術開始進廠，這就是目前經常聽到的“工業4.0”。這些新技術能帶來什么，和普通消費者有什么關系？帶著問題來到寶馬新的數字化工廠。

悄悄改變我們生活的工業革命

工業4.0的概念最初是德國政府提出的戰略項目，旨在加速制造業與物聯網、人工智能等新技術的融合。隨著“中國制造2025”戰略的發布，“工業4.0”成為國內制造業進步的方向。在談新技術會帶來哪些變化之前，我們先簡單回顧一下工業革命的歷史，看看“1.0”以來給我們帶來了哪些變化。

蒸汽機是托馬斯·紐科門發明的。下圖左側是蒸汽機的原貌，即“紐科門機”。雖然用于采礦領域，但熱效率低、能耗高的缺點導致“紐科門機”在很多地方不適用。

隨著蒸汽機效率的提高，逐漸成為制造業的動力源，與此同時，制造業也開始從手工勞動向機械化生產轉變。在紡織工業等領域，引進蒸汽動力后產量增加到8倍，生產效率和產能的提高帶來了巨大的利潤。不僅如此，蒸汽機還推動了交通動力的進化，如蒸汽機車、蒸汽輪船等等。

1910年，亨利·福特向世界展示了位于高地公園的新工廠，生產一輛福特T型車的時間從728分鐘縮短到93分鐘。隨著生產效率的提高，T型車的價格降低了一半。從那以后，汽車不再是富人的玩具，平民也買得起。而每個工人各司其職、行云流水的生產線，就是今天仍在使用的“流水線”。

以汽車制造業為例。如今，沖壓、焊接、噴涂等。具有一定風險的被移交給機械臂，減少了工人面臨風險的機會，進一步提高了生產率和生產效率。現在生產一輛車只需要一分鐘，甚至更快。

無論是動力源的改變，新材料、新技術的應用，還是生產過程中計算機、自動化機器人的投入，歷次工業革命都是借助新技術提高效率、降低生產成本的過程。在這個“核心”的推動下，第四次工業革命開始了，這也是為了工業4.0?；仡櫿羝疖嚨礁Ｌ豑型車的普及，之前所有的工業革命都在悄然改變著我們的生活。

工業4.0需要哪些技術？

如果說目前工廠的支柱是自動化，那么在工業4.0時代，工廠將與數字化緊密相連。參考羅蘭-貝格國際管理咨詢有限公司的報告，借助更先進的機器人和新技術，倉儲、物流、質檢等環節，成本將在原有基礎上分別降低30%-50%、10%-20%和10%-20%，最終數字化工廠的整體制造成本將降低10%-20%。要意識到這一點，各大工廠在做什么？

不僅如此，人工智能還可以用于物體識別和機械手工作狀態的預測。我們經常聽到“早發現早處理”，及時解決小問題可以避免大錯誤，保證工廠的效率。相關機構預測，隨著時間的推移，這種預測性維護可以降低工廠10-20%的成本。

與前三次工業革命不同，節能減排、碳中和等是所有行業都要考慮的問題。推行無紙化辦公是眾多環保措施之一。一是借助物聯網技術，將紙質標簽變成電子標簽，掃描各種信息。其次，在設計之初或擴建之時，一些工廠會通過掃描數據構建包含各種管道細節的3D模型，以便在優化生產流程和再次重建時，可以從電子設備中檢索數據。成堆的圖紙？那是很久以前的產物。

除了人工智能、增強現實、5G通信、物聯網等技術外，工業或設計領域也有引入VR虛擬現實技術的案例。

不知道有多少讀者在看圖的同時，在關注科幻電影的情節？工業4.0時代，生活中一些出場率低的新技術可能會優先考慮“打工人”的角色。新技術促進了生產效率的提高，同時也方便了擴大生產規模，縮短上市時間。在汽車領域，各種車型升級換代的頻率可能會更快，買車后等待交付的時間也會進一步縮短。

VR造車？現在在找人

科學技術正在推動工業革命，引進的新技術就像烹飪的原料。即使原料相同，烹飪方法不同，都可能被稱為“宮保雞丁”，但味道很難劃等號。如果說2021年9月頂格芬工廠推出的“數字物流”項目被視為寶馬德國工廠數字化的第一步，那么去年華晨寶馬鐵西新工廠的破土動工，就是寶馬數字工廠在中國的第一個落腳點，而這個時間點也是2021年。

所謂的數字雙胞胎，簡單來說就是與真實工廠一一對應的3D模型，從植物植被到每條生產線、每一個工位、每一個科技含量的所有細節。相當于在工廠開工前，在仿真模型上“跑步”。從優化工藝效率到檢測機械臂在工作時是否會相互干擾，答案都可以通過3D模型找到。關鍵是3D模型可以實現多部門協同工作，分步調試成為各部門并行的動作，所以華晨寶馬在設施設備建成后，大大減少了調試時間和人工成本。

此外，華晨寶馬的數字孿生工廠采用NVIDIA Omniverse平臺打造，技術與德國同出一源，今年可以在雷根斯堡工廠使用，中國工廠時間上快了一步。

如圖所示，工程師可以根據實時返回的圖片，通過標記或文字提示指導現場工作人員的下一步行動。無論施工還是故障排除，工程師和相關團隊在遇到問題時都能取得聯系，既提高了解決問題的效率，又最大限度地減少了疫情等“不可抗力”對自身的影響，保證了項目的順利進行。

除了AR技術，華晨寶馬在打造數字孿生工廠的同時，還采用了VR虛擬現實技術。在VR設備的幫助下，工程師可以在虛擬環境中改變機械臂的位置等操作，看起來像是在玩游戲，但實際上他們是沉浸在自己負責的生產線中。

鐵西擴建后的新廠區計劃于明年5月正式投產，初期產能為每小時30輛，逐步攀升至每小時60輛。值得一提的是，寶馬3系（查成交價|參配|優惠政策）純電動車將落戶鐵西工廠，外媒推測新車可能會作為i330L和i340L上市銷售。同時，目前進駐大東工廠的iX3未來將轉移到鐵西工廠生產，而國產寶馬X5（查成交價|參配|優惠政策）將在大東工廠投產。官員們期待著摩拳擦掌嗎？

除了在工廠規劃階段引入數字孿生技術外，工廠內的物流、質檢、工廠維護等環節都要進行數字化升級。他們會怎么樣？

這些新AGV車的空加載速度和滿載速度分別為1.5 m/s和1.2 m/s，雖然目前物聯網還是通過廠內Wi-Fi實現，但工作人員表示未來會安裝5G模塊。借助5G，可以進一步提高這個小家伙的工作效率。

在目前的鐵西工廠，我們可以看到一個AI人工智能和loT物聯網結合的例子。例如，在質量檢驗領域，自動檢驗設備和處理方案已在精加工檢驗站得到應用。測試也是一個數據收集的過程?；谶@些數據，可以推導出算法，便于工程師進行前瞻性的調整和預測，從而優化生產過程，提高產品質量。

在AI培訓過程中，工程師會將大量有缺陷或有缺陷零件的圖片放入系統中。經過深度學習，人工智能會對已經通過流水線的工件進行拍照，并在資源庫中進行圖片對比，發現有問題的零件會用紅色標注。這些標有紅色的零件將由相關操作人員和質量檢查員依次檢查，最終決定問題工件是否需要修理或返工。

將初步質量檢驗等相對單調重復的任務交給人工智能和機器人，不僅降低了人工成本，還提高了生產效率和長期工作的穩定性。畢竟機器人沒有情緒波動，這是我們人類無法相比的?！肮澥　钡娜肆捎糜诟呔饶＞呒庸さ阮I域。所以，自動化和智能化機器的應用正在“解放”人類。

隨著物聯網、人工智能和5G通信的發展，設備間的端到端通信和預測性維護將在未來成為現實。以車輛交付前的路試為例。得益于5G的高帶寬，車載電腦的數據可以實時轉換成工程師需要的數據，監控更加及時。與目前計算機處理后向工程師呈現數據的兩步過程相比，效率提高了很多。

與常規人工巡檢相比，有了大數據，不僅可以提高工人的工作效率，還可以利用周期性停機維護時間，在設備因故障停機前進行整修。未來大數據將與產品質量檢測掛鉤，可以從多方面計算出最佳維修時間。但要實現跨設備、跨部門的大數據聯動，需要底層數據來自一套系統，或者不同的設備供應商相互開放自己的系統。所以無論是華晨寶馬還是寶馬，如何統一底層軟件都是未來的一個觀點。

最后說說節能環保。目前，華晨寶馬在沈陽的大東、鐵西工廠實現了用電零排放，包括從國家電網購買的“綠色電力”，以及南方電網投資建設的光伏/風電設施，后者產生的“綠色電力”約占總用電量的4%。隨著鐵西工廠的擴建，新工廠將通過增加光伏和風力發電設施，將這一比例提高到10%左右。

寫在最后

面向工業4.0，新技術在促進工廠生產效率和成本降低的同時，也在為車企滿足消費者更加個性化、高度定制化的需求做準備。目前，高度定制的型號可能需要您等待幾周才能交付?；蛟S在未來，這個時間會縮短到一周甚至幾天，同時你可以選擇的配置也會更加豐富，最終交付的產品質量也會比現在的好。

對于車企來說，數字化、智能化不僅要體現在產品上，工廠的同步升級也勢在必行。在提高對市場反應速度的同時，也在推動勞動者從體力向腦力和創造力的轉化。從AR、VR等技術應用來看，未來的數字工廠可能是科幻電影的現實版，把幻想融入現實真的不一樣。