柔性生產和工業4.0加持,華晨寶馬新能源車5系插混已成智能制造范本
不管是作為壁壘穩固的豪華車品牌,還是擁有百年歷史的傳統車企,寶馬在新能源領域的布局都可以用“前瞻性十足”來評價。早在新造車浪潮初見波瀾的2013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,更快體現出來。
遼寧沈陽的鐵西和大東工廠,華晨寶馬已經按照工業4.0完成部署,在確保傳統燃油車型高效生產的同時,也通過柔性生產線,可以實現傳統燃油車、純電動以及混動的并線生產。
近日,鈦媒體對華晨寶馬的兩大工廠進行了實地探訪。華晨寶馬不僅通過踐行德國工業4.0自動化和數字化生產,提升生產效率和降低成本,也在借助中國本土的互聯網創業生態和思維,推出自主的智慧物流系統和大數據價值挖掘體系。
智能化和新能源化已經成為汽車行業的變革主旋律之時,華晨寶馬在生產制造端的積極轉型,無疑確保了其在未來競爭中的先發優勢。
三箭齊發,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,華晨寶馬在中國已實現52萬臺整車的年產能布局。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制造體系三大后盾。
產能擴張的內驅力量從來都是市場需求。從數據來看,2017年寶馬在華銷量達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,實現了高達15.1%同比增長。
當然,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市場教育、技術沉淀和用戶認知之后,逐漸成為主流消費選擇。6月份乘聯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,對生產體系進行升級和革新,適應更多新能源車型的生產制造,自然而然成為華晨寶馬的先行戰略。
據悉,華晨寶馬的鐵西工廠主要負責華晨寶馬之諾60H、X1插電混動等車型的生產,而大東工廠則負責生產全新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的研發生產技術,也是決勝新能源市場的重要籌碼。
去年11月,原華晨寶馬發動機工廠更名為華晨寶馬動力總成工廠,增加了一個專門服務于新能源車型的動力電池生產線。
就鈦媒體現場了解,動力總成工廠的高壓電池生產線不僅負責寶馬動力電池從模組生產到PACK生產的整套流程,還應用了大量寶馬自己在電池控制系統核心技術,如電控、冷卻、能量管理等技術。
值得關注的是,利用華晨寶馬的動力集成技術,5系插混的電機可以裝配在變速箱體內,原來的變速箱結構僅僅增加了1.3厘米。
華晨寶馬動力總成工廠生產負責人表示,目前,動力電池一期工廠可以每小時生產6個電池PACK,而規模更大的二期電池工廠正在籌建中,預計2019年實現試生產。
據鈦媒體了解,由華晨寶馬參與研發的新一代高壓電池平臺已經應用在全新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,電池動力結合發動機,能夠提供185千瓦的最大輸出功率,綜合扭矩高達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出澎湃的動力,0-100公里加速僅需6.9秒。
結合寶馬5系插混版的eDRIVE切換按鈕,駕駛者可以AUTO eDRIVE(默認模式)、MAX eDRIVE(純電模式)和BATTERY CONTROL(電量設定)模式之間自由切換。
純電模式下,車輛僅由電動機驅動,最高車速可達到140 km/h,無論是在市區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%之間設定電量目標值,車輛可保持,甚至通過發動機為動力電池蓄電,供隨后的純電行駛使用。
由此可見,即便是混合動力車型,也能體現出寶馬基因中對駕駛樂趣的堅持。
柔性生產,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”,將事先預備好的電池包推進汽車的后座下方。
這就是華晨寶馬通過柔性生產設計實現的并線生產。目前全新寶馬5系的長軸版燃油車、新能源車型已經能夠實現真正的并線生產,而不是單設一條產線。
實現并線生產的策略,即通過系統預先識別不同的車型訂單,通過信息化手段反饋給生產工位,而工位機器人則會自動抓取相應的車型部件,進而操作相應的工序。而對于需要獨立完成的工序,則會如前文所述,設立獨立工位。
據了解,針對新能源車型調整的工位有油箱總裝,車身車間的后車身和翼子板環節,及總裝車間的高壓電池合裝工位,未來根據不同需求可能會增加。
當然,不得不提到的是,針對柔性生產的設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實現了4分鐘高效換模的基礎配置。而華晨寶馬方面表示,為了實現更大程度的柔性生產,還在以下方面進行了更多布局,包括:
- 生產基地集中化:通過在同一個區域建立整車工廠、發動機工廠、研發中心和動力電池中心,以及日益本地化的供應鏈,使沈陽生產制造體系之間的配合更加高效和靈活,并能夠更好的適應中國快速變化的市場需求;
- 建立適應柔性生產的智能物流管理系統(IPS-L),能夠更好地適應顧客訂單的定制化以及差異化的整車交付日期需求,滿足在實際生產中柔性并線生產方式;
- 員工經過培訓和認證,可以在新能源車型和傳統燃油車輛上進行操作,增加靈活生產的能力,同時,通過與寶馬全球重要工廠的合作,進行生產技術和專業知識的共享。
工業 4.0 帶來的 190 公斤減重
業內對于新能源汽車的共識是,技術門檻普遍降低,新造車企業乃至不少國內企業都有了彎道超車的機會。那么在這個前提下,寶馬、奔馳這樣的傳統豪華品牌,如何確保競爭壁壘?除了儲備核心技術,另一個重要優勢則在于對生產工藝、質量和體驗要求的始終如一。
尤其是工業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,增加華晨寶馬的效率競爭優勢,也通過大量自動化、人工智能和大數據技術,確保了質量和工藝的優勢地位。
在華晨寶馬沈陽的工廠里,能夠看到結構靈活的機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同作業的工人。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。據介紹,該機器人能夠檢測的誤差在0.05mm,該系統目前已經應用在全新BMW 5系和全新BMW 5系插混的生產當中。
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攝像機進行檢測,利用人工智能技術與噴涂樣本進行對比分析,獲得噴涂質量結果。
據現場工程師介紹,大數據分析是寶馬貫徹在整個工廠生產體系的思維和技術,這套噴涂檢測系統未來會隨著數據收集規模的增加,引入大數據分析技術,優化噴涂工藝。
此外,鈦媒體現場了解到, 華晨寶馬還在生產線上利用激光掃描儀對車身零件表面的尺寸進行掃描檢測,得到點云數據,通過與3D數模對比,得知車身尺寸狀態。據悉,該技術每秒可對車身上210,000個點進行掃描。
一系列新興工藝的應用帶來的直接體現是,全新BMW 5系在車身重量的明顯減輕。據現場工程師介紹,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190公斤左右,同時車身強度更高,制造時間卻更短。多達190公斤的減重,也讓寶馬5系插混實現了綜合續航里程650公里,綜合油耗低至百公里1.9L的成績。
在此之外, DILO物流任務分配系統是體現華晨寶馬本土化創新的一面。該系統由華晨寶馬自主開發,借鑒滴滴的在線任務分配模式,將廠區的物流訂單自動調度、分配給叉車司機。
據工程師介紹,數字化調度的優勢是大大增加了物流的配送密度,并且減少了紙張單據的使用,實現了節能環保的目的。據悉,DILO系統目前已經應用在華晨寶馬的6個生產區域,今年下半年要增加至12個區域。
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系統結合,提升物流配送的自動化。
新能源汽車潮流浩浩蕩蕩,但拋開生產制造和工藝,談論技術趨勢則明顯脫離實際。
華晨寶馬在柔性生產、工業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,對核心技術的掌控、生產體系的高度協同,以及對于工藝和品質的堅持,都應該是參與新能源市場競爭的車企所需要堅持的路線。(本文首發鈦媒體,作者/李勤)
更多精彩內容,關注鈦媒體微信號(ID:taimeiti),或者下載鈦媒體App