科普：如何利用工業4.0製造一輛寶馬新5系Li？

開車並不是什麼新鮮事，但是造車對於絕大多數人來說就很陌生了。寶馬新5系Li是寶馬ACES戰略轉型之中最具代表性的產品之一，因此，不只是這輛車本身，就連生產出這輛車的華晨寶馬新大東工廠也是這麼一座結合了ACES理念的工業4.0工廠。

就像把大象關進冰箱里一樣，造車也可以通過車間的不同大致分為四步。當然，如果嚴格仔細的按照步驟來分是要有幾百步的。

第一步：衝壓車間

進入華晨寶馬新大東工廠就能看到衝壓車間了（press shop）。衝壓車間主要是用於製作汽車的板料，也就是白車身上那些表面光滑的金屬半成品。

在衝壓車間之中，板料從入庫到庫存，再到塗料就佔了整個車間的一大半，反而中間的衝壓機並沒有使用很多佔地資源。新大東工廠的衝壓機採用的是舒勒（schuler）流水線，與以往相反，這套衝壓系統的分本控制是非常優秀的，即使就在3、4米遠處，也絲毫聽不到衝壓過程中的噪音。

作為工業4.0的生產工廠，衝壓過程是完全自動化的。上料過後的板料，完全不需要經過人手，就可以抵達尾線質檢。理論上來說，這應該是國內最快的生產線。

在衝壓車間之中，寶馬新5系Li的模具重量為38t，然而其精度能達到0.02mm，也就是3分之1頭髮絲直徑的精度。

新大東工廠的衝壓車間還有一套能量再生系統，這是為了降低生產成本而準備的。對比其他車間，衝壓車間的能量消耗非常大，因此，這套能量循環系統就成為了大東工廠進入工業4.0的門票。

第二步：車身車間

顧名思義，車身車間就是製作白車身的車間。在這個過程中，機械臂隨處可見。因為寶馬新5系Li車身比上一代減輕了約170瓶水的重量，所以寶馬需要更高效的鋼材和鋁材搭配。以單個後門重量來說，新一代5系的後門重量為8.7公斤，而舊5係為16公斤。

新5系後門所選用的材料為鋁合金，而舊5係為合金鋼。這也就意味著，新5系的後門在塑造過程中，除了要塗膠、卷邊，還需要柳接、無釘柳接、壓接螺母。最值得一提的是，寶馬新5系並沒有採用傳統的電焊焊接結束，而用的是激光焊接技術。

激光焊接不會像電焊焊接那樣在成品上留下一道「傷疤」，同時激光焊接的善後工作也相對較少。更美觀而且節省了時間成本。

車身車間的最後一步仍然是質檢，不過這裡的質檢也非常「工業4.0」。新大東工廠的質檢方式是激光質檢，通過工作人員手持的掃描儀，電腦中會構建被質檢產品的三維模型。這種激光掃描的結果擁有更高的精度，更容易發現問題。

第三步：塗裝車間

這回就不是顧名思義了，而是名不副實。塗裝車間所做的事情不只是給白車身一點顏色看看，還要讓車身具有防腐性、防水性、防石擊、高強度、隔噪音、表面光澤，以及防紫外線能力。所以，新5系Li白車身在這裡要經過：預處理、電泳、電泳烘乾、防撞梁打膠、空腔注蠟、發泡、細密封、底部密封、密封烘乾、面漆、面漆烘乾、清漆等等。

新5系Li配色集錦

但是，寶馬塗裝車間是不會產生修補的，其奧妙就在於新大東工廠的在線工藝控制。傳統色漆（basecoat）過程中，是不存實時監控的，所以才會在車身離開烘乾爐后需要修補。新大東工廠採用實時監控的後台系統，不僅不會產生修補，還能實現膜厚的精度控制，保證了油漆性能。

新大東塗裝車間在工業4.0的配合下，能源消耗、水消耗、揮發性有機化合物排放以及廢水排放都相對較少。

鑒於衛生需求，塗裝車間是不允許遊客進入的，即使是我這麼愛乾淨的人也不例外。

第四步：總裝車間

總裝車間生產的就是成品汽車了，和傳統工廠相比，大東工廠的總裝車間採用了數字化生產系統。質檢、物流、設備管理均聯網完成。以無線安燈系統為例，員工和段長通過此系統串聯，一方面能保證員工按照生產節拍輸出質量穩定，另一方面可以通過數據分析來預測潛在危險，並進行主動防範。

在總裝車間之中，寶馬也採用了大數據分析。所有關鍵工序都採用最高精度的電子控制系統，每天會產生14萬次的打緊數據，同樣也是用來預防質量危險。

在總裝車間之中，量產工裝卡具是用3D列印技術製作而成的，通過工程橡膠取代了傳統的合金材料。在質量上減輕了6KG。

上為新卡具，下為舊卡具

順便，我也看到了一個非常有趣的裝備，這種裝備叫做外骨骼「無座座椅」，工人在保持半蹲的姿態下，不需要調節就可以得到外骨骼的支撐，以降低勞動強度。

如何體現ACES？

在參觀完了華晨寶馬新大東工廠以後，我和寶馬集團的董事，齊普策（Oliver Zipse）先生簡單的聊了會天。我向他詢問，寶馬一直在強調ACES戰略，那麼這個生產過程中，是否也在體現呢？齊普策這樣說道，

在我們整個生產過程中當然會體現這一戰略。比如大量運用到自動化的物流系統，很多物流物件可以自動地通過軌道車進入到指定工位。在互聯互通性方面，我們很多生產流程，以及很多的工位之間有很多數據化的連接。電氣化自然不必多說，這是必須的。此外，我們在整個生產車間也有很多的共享服務，是對共享這一理念的實踐。可以看出，無論是在產品還是在生產方面，寶馬集團的ACES戰略都是有所體現的。

眾所周知，工業4.0較之前相比，最大的特點是設備聯網、數據分析。這其中會產生兩種數據，一種是運營數據，像是材料消耗、機器使用頻率之類的。寶馬將其稱作是「慢數據」，通過雲端技術，把這些數據結合生產體系。什麼時候該維修機器，什麼時候該置換機器，通過這些數據一目了然。這樣做的目的是降低運營成本。

另外一種數據叫做實時數據，在醫療體系中則叫做臨床數據，而在造車的工藝流程之中，寶馬可以藉此更好的控制細節。比如我們每一次擰緊螺栓，寶馬都會把螺栓擰緊的程度進行記錄，這些數據被記錄下來之後，讓寶馬對每一次相同的操作進行有效的監測和監督，以便在可能出現問題的時候及時採取干預的措施，防止質量問題的出現。

汽車是一件整合了大量產業鏈的產物，所以才被稱為工業的代表。造車也遠比想象中的複雜許多，但是當互聯網技術，以及數據分析等等新生元素融入到生產體系時，造車就從手藝活，變成了技術活。