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柔性生產(chǎn)和工業(yè)4.0加持,華晨寶馬新能源車5系插混已成智能制造范本

作者: 編輯 來源:互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布時間:2018-08-07

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不管是作為壁壘穩(wěn)固的豪華車品牌,還是擁有百年歷史的傳統(tǒng)車企,寶馬在新能源領(lǐng)域的布局都可以用“前瞻性十足”來評價。早在新造車?yán)顺背跻姴懙?013年,寶馬就在全球推出i系列車型,而華晨寶馬也在中國推出了首款新能源車型之諾1E。

寶馬這種對前沿技術(shù)趨勢的敏銳嗅覺,在中國政府明確了新能源汽車的扶持政策后,更快體現(xiàn)出來。

遼寧沈陽的鐵西和大東工廠,華晨寶馬已經(jīng)按照工業(yè)4.0完成部署,在確保傳統(tǒng)燃油車型高效生產(chǎn)的同時,也通過柔性生產(chǎn)線,可以實現(xiàn)傳統(tǒng)燃油車、純電動以及混動的并線生產(chǎn)。

近日,鈦媒體對華晨寶馬的兩大工廠進(jìn)行了實地探訪。華晨寶馬不僅通過踐行德國工業(yè)4.0自動化和數(shù)字化生產(chǎn),提升生產(chǎn)效率和降低成本,也在借助中國本土的互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)生態(tài)和思維,推出自主的智慧物流系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)價值挖掘體系。

智能化和新能源化已經(jīng)成為汽車行業(yè)的變革主旋律之時,華晨寶馬在生產(chǎn)制造端的積極轉(zhuǎn)型,無疑確保了其在未來競爭中的先發(fā)優(yōu)勢。

三箭齊發(fā),助力華晨寶馬的新能源部署

去年5月19日,隨著沈陽新大東工廠開業(yè),華晨寶馬在中國已實現(xiàn)52萬臺整車的年產(chǎn)能布局。也同時意味著,鐵西工廠、大東工廠和動力總成工廠組成華晨寶馬在中國的生產(chǎn)制造體系三大后盾。

產(chǎn)能擴(kuò)張的內(nèi)驅(qū)力量從來都是市場需求。從數(shù)據(jù)來看,2017年寶馬在華銷量達(dá)59.4萬輛,整個乘用車市場普遍低迷的背景中,寶馬幾乎逆勢挺進(jìn),實現(xiàn)了高達(dá)15.1%同比增長。

當(dāng)然,寶馬也意識到,不管是全球的燃油車停售洪流,還是中國政府對于新能源汽車的主張和鼓勵策略,純電動、插電混動等新型能源車型都在歷經(jīng)市場教育、技術(shù)沉淀和用戶認(rèn)知之后,逐漸成為主流消費選擇。6月份乘聯(lián)會公布的豪華轎車銷量排行中,全新寶馬5系也借助插電混動車型迎來銷量突增。

因此,對生產(chǎn)體系進(jìn)行升級和革新,適應(yīng)更多新能源車型的生產(chǎn)制造,自然而然成為華晨寶馬的先行戰(zhàn)略。

據(jù)悉,華晨寶馬的鐵西工廠主要負(fù)責(zé)華晨寶馬之諾60H、X1插電混動等車型的生產(chǎn),而大東工廠則負(fù)責(zé)生產(chǎn)全新5系和全新5系插電混動,以及2020年上市的iX3純電等車型。

而在此之外,通過華晨寶馬動力總成工廠掌控電池和整套動力系統(tǒng)的研發(fā)生產(chǎn)技術(shù),也是決勝新能源市場的重要籌碼。

去年11月,原華晨寶馬發(fā)動機(jī)工廠更名為華晨寶馬動力總成工廠,增加了一個專門服務(wù)于新能源車型的動力電池生產(chǎn)線。

就鈦媒體現(xiàn)場了解,動力總成工廠的高壓電池生產(chǎn)線不僅負(fù)責(zé)寶馬動力電池從模組生產(chǎn)到PACK生產(chǎn)的整套流程,還應(yīng)用了大量寶馬自己在電池控制系統(tǒng)核心技術(shù),如電控、冷卻、能量管理等技術(shù)。

值得關(guān)注的是,利用華晨寶馬的動力集成技術(shù),5系插混的電機(jī)可以裝配在變速箱體內(nèi),原來的變速箱結(jié)構(gòu)僅僅增加了1.3厘米。

華晨寶馬動力總成工廠生產(chǎn)負(fù)責(zé)人表示,目前,動力電池一期工廠可以每小時生產(chǎn)6個電池PACK,而規(guī)模更大的二期電池工廠正在籌建中,預(yù)計2019年實現(xiàn)試生產(chǎn)。

據(jù)鈦媒體了解,由華晨寶馬參與研發(fā)的新一代高壓電池平臺已經(jīng)應(yīng)用在全新5系插電混合動力車型上,相比于上一代車型,其能量密度提升70%至111Wh/kg,為目前上市的混合動力車型中能量密度最大的電池,在純電模式下,可以提供61公里的續(xù)航里程,140公里/小時的最高時速。

而在實際駕駛體驗中,電池動力結(jié)合發(fā)動機(jī),能夠提供185千瓦的最大輸出功率,綜合扭矩高達(dá)420牛米,無論何時深踩加速踏板,BMW 獨有的eBoost功能可讓車輛瞬間爆發(fā)出澎湃的動力,0-100公里加速僅需6.9秒。

結(jié)合寶馬5系插混版的eDRIVE切換按鈕,駕駛者可以AUTO eDRIVE(默認(rèn)模式)、MAX eDRIVE(純電模式)和BATTERY CONTROL(電量設(shè)定)模式之間自由切換。

純電模式下,車輛僅由電動機(jī)驅(qū)動,最高車速可達(dá)到140 km/h,無論是在市區(qū)擁堵路段還是高速行駛,車主均可享受電動汽車特有的靜謐空間;而在BATTERY CONTROL模式下,駕駛者可在30%-100%之間設(shè)定電量目標(biāo)值,車輛可保持,甚至通過發(fā)動機(jī)為動力電池蓄電,供隨后的純電行駛使用。

由此可見,即便是混合動力車型,也能體現(xiàn)出寶馬基因中對駕駛樂趣的堅持。

柔性生產(chǎn),效率和多樣化兼顧

在華晨寶馬新大東工廠的總裝線上,有一個為新能源車型安裝動力電池的“特殊”工位。這個工位在遇到燃油車型時會自動忽視,大方放行,而在遇到新能源車型時則會“主動攔截”,將事先預(yù)備好的電池包推進(jìn)汽車的后座下方。

這就是華晨寶馬通過柔性生產(chǎn)設(shè)計實現(xiàn)的并線生產(chǎn)。目前全新寶馬5系的長軸版燃油車、新能源車型已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)真正的并線生產(chǎn),而不是單設(shè)一條產(chǎn)線。

實現(xiàn)并線生產(chǎn)的策略,即通過系統(tǒng)預(yù)先識別不同的車型訂單,通過信息化手段反饋給生產(chǎn)工位,而工位機(jī)器人則會自動抓取相應(yīng)的車型部件,進(jìn)而操作相應(yīng)的工序。而對于需要獨立完成的工序,則會如前文所述,設(shè)立獨立工位。

據(jù)了解,針對新能源車型調(diào)整的工位有油箱總裝,車身車間的后車身和翼子板環(huán)節(jié),及總裝車間的高壓電池合裝工位,未來根據(jù)不同需求可能會增加。

當(dāng)然,不得不提到的是,針對柔性生產(chǎn)的設(shè)計不僅在車身車間和總裝車間,沖壓車間中華晨寶馬也已經(jīng)實現(xiàn)了4分鐘高效換模的基礎(chǔ)配置。而華晨寶馬方面表示,為了實現(xiàn)更大程度的柔性生產(chǎn),還在以下方面進(jìn)行了更多布局,包括:

  • 生產(chǎn)基地集中化:通過在同一個區(qū)域建立整車工廠、發(fā)動機(jī)工廠、研發(fā)中心和動力電池中心,以及日益本地化的供應(yīng)鏈,使沈陽生產(chǎn)制造體系之間的配合更加高效和靈活,并能夠更好的適應(yīng)中國快速變化的市場需求;
  • 建立適應(yīng)柔性生產(chǎn)的智能物流管理系統(tǒng)(IPS-L),能夠更好地適應(yīng)顧客訂單的定制化以及差異化的整車交付日期需求,滿足在實際生產(chǎn)中柔性并線生產(chǎn)方式;
  • 員工經(jīng)過培訓(xùn)和認(rèn)證,可以在新能源車型和傳統(tǒng)燃油車輛上進(jìn)行操作,增加靈活生產(chǎn)的能力,同時,通過與寶馬全球重要工廠的合作,進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)和專業(yè)知識的共享。

工業(yè) 4.0 帶來的 190 公斤減重

業(yè)內(nèi)對于新能源汽車的共識是,技術(shù)門檻普遍降低,新造車企業(yè)乃至不少國內(nèi)企業(yè)都有了彎道超車的機(jī)會。那么在這個前提下,寶馬、奔馳這樣的傳統(tǒng)豪華品牌,如何確保競爭壁壘?除了儲備核心技術(shù),另一個重要優(yōu)勢則在于對生產(chǎn)工藝、質(zhì)量和體驗要求的始終如一。

尤其是工業(yè)4.0的加持下,鐵西和大東工廠不僅能夠兼顧不同車型的混線生產(chǎn),增加華晨寶馬的效率競爭優(yōu)勢,也通過大量自動化、人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù),確保了質(zhì)量和工藝的優(yōu)勢地位。

在華晨寶馬沈陽的工廠里,能夠看到結(jié)構(gòu)靈活的機(jī)器人圍繞一輛寶馬車身“手舞足蹈”,檢測車身縫隙和斷差,同時輕巧避讓身邊協(xié)同作業(yè)的工人。縫隙是指水平連接的間隙,而斷差則是車身部件之間的上下錯位距離。據(jù)介紹,該機(jī)器人能夠檢測的誤差在0.05mm,該系統(tǒng)目前已經(jīng)應(yīng)用在全新BMW 5系和全新BMW 5系插混的生產(chǎn)當(dāng)中。

同時,在車身底盤的噴涂工藝上,華晨寶馬也采用了高清工業(yè)攝像機(jī)進(jìn)行檢測,利用人工智能技術(shù)與噴涂樣本進(jìn)行對比分析,獲得噴涂質(zhì)量結(jié)果。

據(jù)現(xiàn)場工程師介紹,大數(shù)據(jù)分析是寶馬貫徹在整個工廠生產(chǎn)體系的思維和技術(shù),這套噴涂檢測系統(tǒng)未來會隨著數(shù)據(jù)收集規(guī)模的增加,引入大數(shù)據(jù)分析技術(shù),優(yōu)化噴涂工藝。

此外,鈦媒體現(xiàn)場了解到, 華晨寶馬還在生產(chǎn)線上利用激光掃描儀對車身零件表面的尺寸進(jìn)行掃描檢測,得到點云數(shù)據(jù),通過與3D數(shù)模對比,得知車身尺寸狀態(tài)。據(jù)悉,該技術(shù)每秒可對車身上210,000個點進(jìn)行掃描。

一系列新興工藝的應(yīng)用帶來的直接體現(xiàn)是,全新BMW 5系在車身重量的明顯減輕。據(jù)現(xiàn)場工程師介紹,全新BMW 5系的車身采用了30余種材料、18種連接技術(shù)以及400多個零件,但是和老5系相比,車身重量卻減少了50公斤左右,而整個車身則減重達(dá)190公斤左右,同時車身強度更高,制造時間卻更短。多達(dá)190公斤的減重,也讓寶馬5系插混實現(xiàn)了綜合續(xù)航里程650公里,綜合油耗低至百公里1.9L的成績。

在此之外, DILO物流任務(wù)分配系統(tǒng)是體現(xiàn)華晨寶馬本土化創(chuàng)新的一面。該系統(tǒng)由華晨寶馬自主開發(fā),借鑒滴滴的在線任務(wù)分配模式,將廠區(qū)的物流訂單自動調(diào)度、分配給叉車司機(jī)。

據(jù)工程師介紹,數(shù)字化調(diào)度的優(yōu)勢是大大增加了物流的配送密度,并且減少了紙張單據(jù)的使用,實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的目的。據(jù)悉,DILO系統(tǒng)目前已經(jīng)應(yīng)用在華晨寶馬的6個生產(chǎn)區(qū)域,今年下半年要增加至12個區(qū)域。

同時,華晨寶馬也在部署小、中、大三種AGV自動物流配送車,未來也將與DILO系統(tǒng)結(jié)合,提升物流配送的自動化。

新能源汽車潮流浩浩蕩蕩,但拋開生產(chǎn)制造和工藝,談?wù)摷夹g(shù)趨勢則明顯脫離實際。

華晨寶馬在柔性生產(chǎn)、工業(yè)4.0的部署中,無疑為眾多車企在新能源汽車的競爭中提供了一個典型范本,對核心技術(shù)的掌控、生產(chǎn)體系的高度協(xié)同,以及對于工藝和品質(zhì)的堅持,都應(yīng)該是參與新能源市場競爭的車企所需要堅持的路線。(本文首發(fā)鈦媒體,作者/李勤)

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