5G應用部署即將落地，華晨寶馬的工業4.0“智造”篇章

華晨寶馬沈陽鐵西生產基地

人工智能、5G網絡以及大數據等全新技術的興起，為中國的各行各業帶來了新的變革和轉機。其中，在生產領域更是形成了從量變到質變的逆轉，讓工業化生產形成了中國制造業開始向“中國智造”大步挺進。

隨著中國經濟邁入由高速增長轉向高質量發展的歷史時期，造車工廠也在從傳統的工人模式轉化為“機械”模式。在各家整車生產工廠中，應用工業4.0技術，建造智能工廠，發展智能制造已經成為眾心所向。

前不久，華晨寶馬位于沈陽的生產制造基地就迎來了工業4.0的新方向。在這座年產超49萬輛的超級工廠中，他們并沒有把“機器取代人”、 “關燈工廠”、“無人工廠”當做未來制造發展的方向，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4.0”到底是怎樣的模樣。

數字化助人“一臂之力”，整合人機優勢

華晨寶馬智能應用自動化創新（車身車間的焊接機器人）

華晨寶馬對于“工業4.0”的智能應用，集中于視覺識別技術、智能數據采集分析、自動化創新及數字化生產流程四大技術領域，利用先進技術在部分工作中使用機械完全代替人工的介入，保證生產質量的統一與生產高效相結合。

當代整車制造的智能工廠中，大型機械臂與機器人的應用已經頗為廣泛，例如涂裝車間、焊接車間以及總裝車間等均有它們的身影。

在這個號稱“機器人統治的世界”，高度智能的機器人負責著非常復雜的焊接工作，甚至可以自動提出需求預警更換焊槍，智能數據采集分析技術自然“肩負重任”。它可以“個性化”每把焊槍，根據焊槍的歷史數據進行預防性維護。

不僅如此，該技術還可以精準預測出焊槍何時需要維護，何時需要更換焊槍，從而進一步優化維護時間。如果焊槍在生產間隙得到維護，可以減少停機時間，提升生產效率，更能預防質量缺陷發生，保障生產的高速流暢進行。

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

智能數據采集分析技術是華晨寶馬預測該方面的一大助手，它可以通過數據挖掘及機器學習算法，及時預測機器缺陷，通過預防性維修，確保生產的高效進行。

華晨寶馬智能應用視覺識別技術 （涂裝車間的自動缺陷檢測系統）

而在視覺識別技術的應用上，主要被植入與缺陷檢測等環節，涂裝車間的自動缺陷檢測技術就是一個很好的應用

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

在機械手臂旁邊的工作人員，可以實時通過電腦屏幕接收到車身的檢測報告。哪個位置點有瑕疵，系統都會清晰地標明。

工作人員只需下達指令，有瑕疵的車身就交給另一批補漆的機械手臂全權負責。無論是表面瑕疵還是性能缺陷，視覺識別技術都能準確、快速地檢測，并且實時分析反饋。

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

如果是人工檢查，也許需要10-20分鐘的時間，這時發現問題已經為時過晚，而機械僅需不到5分鐘就能發現問題，完成快速的監測及響應。

翻轉工位

除了上面看到的這些全自動化的機械生產單元，在華晨寶馬鐵西工廠還有另一種與工人“零距離”接觸的輔助機械，它們形成了人機之間的整合優勢，自動化創新技術也為生產線帶來了巨大潛能。

在總裝車間，隨處可見的輕型機器人系統與操作工人并肩協作，符合人體工學設計的同時更保證了靈活、高質量的生產。這里的涂膠工作因其復雜的零件形狀和位置，備受挑戰。

而天線罩人機協作涂膠機讓操作工人和機器人緊密地協作，穩定、精準地完成涂膠任務。操作人員只需將零件放入機器人手臂，設備將自動讀取零件信息，與后臺訂單數字對比無誤后開始涂膠。

當機器人受到外力大于30牛頓米（N.m）時，設備會暫停所有工作，保證操作人員的安全，充分體現工業4.0背景下的個性化和數字化智能制造。

在華晨寶馬總裝車間，3D打印快速定制拇指保護套

在動力總成工廠，AGV無人搬運車負責搬運200-300斤重的發動機，工人則有機會更大程度地發揮自己獨特的認知技能。在總裝車間，越來越多的機器人與人之間不再設立任何形式的防護欄。

在這里，3D打印可以快速地定制化人體工程學生產工具，比如3D打印的拇指套，可以為工人提供了專屬的“防護”。同時，3D打印的線束固定裝置，符合人體工學設計，讓操作工人更快地工作，更準確地操作，無線安燈系統同時幫助員工實現無線語音交流。

大數據作為支撐，完成柔性化生產

鐵西工廠沖壓車間

我們的傳統理解中，整車工廠一般都是一條流水線生產一種車型，在一個工廠如果需要多種車型的生產，必然要形成獨立化作業。

但是，隨著大數據和自動化的成熟應用，目前華晨寶馬鐵西工廠已經完成了一條生產線生產多種車型的目標，這也就是柔性化生產。

華晨寶馬的數字化生產流程，為驗證生產規劃的可行性提供了巨大保障。比如虛擬仿真模擬規劃的應用，從根本上改變了傳統的生產規劃模式，減少了規劃調試過程中的停機時間，降低設計轉換實際設備的過程風險，大大縮短了產線的設計與設備投產周期，提高了生產系統快速響應市場變化的能力。

目前，虛擬仿真投產技術正應用于華晨寶馬的產線規劃中。未來，虛擬仿真投產技術將幫助華晨寶馬打造全自動化，高度智能化的未來工廠。

涂裝車間面漆打磨

時至今日，華晨寶馬沈陽生產基地是寶馬全球規模最大的生產基地，2018年產量49.2萬輛，目前生產BMW 5系Li 、BMW 3系（含長軸距和標準軸距）、BMW X3、BMW X2、BMW X1（長軸距）、BMW 2系旅行車、BMW 1系運動轎車七個系列。

這些車型均由位于沈陽大東區和鐵西區的兩家整車工廠進行生產。在鐵西工廠附近，華晨寶馬還設有研發中心和動力總成工廠。動力總成工廠生產最新一代BMW 3缸和4缸渦輪增壓發動機，以及高壓動力電池。

當前，華晨寶馬正在通過對現有及新增生產設施建設項目的重大投資，進一步擴大其在沈陽的生產基地。建設項目包括鐵西新廠建設、大東工廠的改擴建，以及動力電池中心二期工程。

率先開展5G應用部署，探索數字化汽車制造生態

率先開展5G應用部署

作為全球范圍內備受矚目的最新一代移動通信技術，5G技術勢必激發各行各業的創新潛能，帶來新一波的顛覆性數字變革。

華晨寶馬率先將5G技術應用于汽車生產與研發領域，建成全球首個5G汽車生產基地。華晨寶馬目前在沈陽生產基地的鐵西、大東和發動機工廠共建設鐵塔21個，5G基站35個，已實現三大工廠100%的5G覆蓋率，5G網絡的傳輸速度已達到1Gbps。

華晨寶馬沈陽生產基地采用了中國聯通和中國移動雙運營商5G網絡。通過啟用移動邊緣計算技術，實現5G工廠私有網絡和公有網絡的安全靈活切換。

華晨寶馬智能應用數據采集分析

今年4月，華晨寶馬率先啟動了5G應用示范項目——測試車輛數據5G傳輸，在大帶寬、低時延、高可靠的5G網絡環境下，實現了測試車輛數據的實時高速低時延回傳。

這是5G技術首次應用于車輛數據傳輸領域，也是5G技術首次與研發領域相結合的應用。此次應用不僅提升了數據采集及分析的效率，還為后續測試車輛遠程數據更新以及遠程診斷提供了充足的技術儲備。

不僅如此，華晨寶馬還致力于通過5G應用，助力人機協作和機器間互聯，煥發更大的生產潛能。近日，在華晨寶馬車身車間的實驗室里，工作人員已經在測試用5G技術為靈巧的工業機器人賦予更加靈活的“慧眼”。

通過工業攝像機和機器人之間的超低時延、高可靠性的無線數據傳輸，機器人可以在視覺功能的引導下，將工件自主、準確地放置到指定的位置，協助工人分擔生產線上日益繁重的工作。

探索更多的5G應用空間

與傳統的有線解決方案相比，5G讓工業機器人擺脫了線纜的束縛，不但移動更加靈活，而且告別了由于線纜往復運動帶來的磨損等后顧之憂，進一步解放了工業機器人的生產力。

盡管這一項目還處于測試階段，但5G卓越的應用前景從中可見一斑。例如，一條傳統的硬接線生產線通常有2000根主電纜，僅安裝部署就需要6個月。

而5G無線技術有望大大減少其復雜性和部署時間，從而提升生產效率以及靈活性·。此外，5G還支持將視覺計算集中至數據中心，這意味著人們可以將視頻片段存儲在數據中心，用于分析和維護等目的。

未來，工廠計劃探索并實踐包括增強現實、亞米級定位、云端高效控制AGV、可穿戴設備的人機交互、機器人與機器人之間通信以及機器臂上“夾具”與控制器通信等5G技術應用場景。

工業4.0是數字化生產和智能制造應用的探索

放眼全球，數字化生產和智能制造的應用，中國一直走在全球最前沿。面對傳統工業模式與創新技術之間的碰撞，需要更多的探索來將二者去更好、更有效的結合。

從華晨寶馬的沈陽生產基地，我們不難看出華晨寶馬一直在以一種非常積極的姿態去迎接這樣的轉變。并且，其并不是一刀切的完全將生產交給機器，而是將人、機器以及數據更合理的去融合。

隨著工人得到更多技術的助力，他們的工作將更多聚焦于如何通過數字化及技術應用讓生產更高效，確保更高的生產質量。

華晨寶馬內部發起多個項目，幫助工人應對這一角色的變化。其中，最有特點的是VPS持續優化項目，該項目鼓勵員工從生產細節著手，提出一些合理的優化建議并進一步落實。好的建議不僅會得到公司的獎勵，還會做成展板，與員工們共同分享。

在整個項目的參與過程中，員工將不僅獲得新知識，更能體會如何通過團隊協作解決日常工作問題，追求生產精益求精的過程。

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