寶馬的iFACTORY為裡達工廠帶來了怎樣的改變?

你可千萬別被裡達工廠看上去很洋氣的名字騙了,以為這是寶馬在海外的某個工廠,事實上這是華晨寶馬生產基地大規模升級專案(簡稱:裡達工廠)。這個名字的由來是因為工廠位於瀋陽市的李達村(諧音梗要扣錢的吧),想來這也是寶馬在中國踐行本地化的成果之一。

寶馬的iFACTORY為裡達工廠帶來了怎樣的改變?

華晨寶馬汽車有限公司總裁兼執行長戴鶴軒博士(圖片來源:寶馬集團)

華晨寶馬汽車有限公司總裁兼執行長戴鶴軒博士對鈦媒體APP表示:“隨著裡達工廠開業,我們不僅全面提升了瀋陽生產基地的產能,也做好了準備來滿足中國客戶現在與未來的需求。裡達工廠完美體現了BMW iFACTORY生產戰略的精益、綠色和數字化。”

這座總投資150億元人民幣的工廠是寶馬在中國市場有史以來最大的單項投資,投入使用後已將寶馬瀋陽生產基地的年產能提升至83萬輛。作為BMW iFACTORY戰略的最佳範例,裡達工廠完美體現了戴鶴軒博士所提到的精益、綠色與數字化的生產準則,但過往公眾的視線多半集中在了更為直觀的精益與綠色之上,對於一座工廠能玩轉數字化缺少了一些想象力。

寶馬的iFACTORY為裡達工廠帶來了怎樣的改變?

裡達工廠虛擬規劃(圖片來源:寶馬集團)

這或許是目前最靠譜的“工業元宇宙”

最近一兩年間,車企們也在努力搭上元宇宙這班車,可惜多半沒有找到真正適合自己的玩法,都是在蹭數字藏品的熱度。目前唯一在噱頭之外有著實際效用的元宇宙相關專案便是華晨寶馬的裡達工廠了,這是寶馬集團第一座從設計伊始便完全在虛擬環境下進行規劃與模擬的工廠,透過5G、人工智慧、資料科學等前沿科技將“工業元宇宙”與現實在這裡完成了對接。

在寶馬集團的歷史上,裡達工廠開創了一種全新的建廠模式。從廠區規劃、生產線佈局到建築設計,乃至於工藝裝置除錯到物流整合,事前全部在Epic Games虛幻引擎3D創作平臺上建立了數字孿生模型並進行了模擬。這也就是說,在李達村還沒有見到裡達工廠的一磚一瓦時,一個在虛擬環境下的“工業元宇宙”工廠便已完整地出現。

寶馬的iFACTORY為裡達工廠帶來了怎樣的改變?

裡達工廠從設計之初就完全在虛擬空間進行規劃和模擬(圖片來源:寶馬集團)

正是在這種多維度、跨專業、全流程的虛擬規劃下,大幅度節省了傳統規劃所需的時間,過往那些複雜的實體方案驗證環節在這裡都藉此得以被省略。工廠各部門相關員工可以在建設完成之前在虛擬空間內進行全方位的工廠體驗,對每一個環節進行分析、評估與驗證,能夠提前發現設計和系統執行中存在的問題與有待改進之處,並及時進行調整與最佳化,後續建設執行環節中的返工次數得到了大幅減少,據統計,透過虛擬環境的全維度干涉檢查,在工程建設成本方面避免了約50%的由於設計缺陷導致的施工工程變更,更是將工廠從施工到落成的時間足足縮短了六個月,僅用兩年多的時間便宣告投產,這是華晨寶馬速度、裡達速度,更是工業元宇宙速度。

在裡達工廠,虛擬化技術除了被應用在建設規劃上之外,華晨寶馬還將其用於在物流環節支援車輛的準時交付。寶馬透過堆場管理系統將實時物流資料與3D模型相結合,模擬出不同物流場景,以完成安全、高效和精確的集裝箱管理。

寶馬的iFACTORY為裡達工廠帶來了怎樣的改變?

在物流環節應用虛擬化技術保證車輛的準時交付(圖片來源:寶馬集團)

在這套堆場物流系統的支援下,裡達工廠能夠實現每天多達各70餘次的集裝箱進場、出場以及調動集裝箱供應生產線業務。物流管理團隊的成員無需身處現場,便能透過實時變化、直觀呈現的數字孿生隨時瞭解堆場內的所有細節。加上準確的熱力圖分析資料,規劃人員便能夠更加準確、高效為生產提供零部件。

在華晨寶馬瀋陽生產基地,鐵路專用線已經延長到了廠區,透過鐵路物流既能節省運輸成本,更能減少物流環節的碳排放。目前有80%左右的BMW整車下線之後透過火車運離瀋陽工廠,虛擬化技術可以將裝載模擬與自動火車排程系統進行對接,將出港物流流程做出最佳化,這一技術與流程上的改善在很大程度上可以確保準時向客戶進行車輛交付。

虛擬現實技術(VR)在裡達工廠也被廣泛應用於員工培訓領域,不但可以藉此直觀地向員工介紹車輛結構與裝置,還將瀋陽與寶馬全球生產網路的百年經驗與知識相連線。此外,虛擬化培訓也被用於幫助員工練習模擬裝配,使得員工的學習效率得到了極大提升。

當很多品牌還在元宇宙上嘗試著為自己的虛擬產品進行編號時,寶馬與裡達工廠卻藉助這項技術在以秒為單位節省下寶貴的時間成本。

寶馬集團負責生產的董事諾德科沃奇博士對鈦媒體APP表示:“裡達工廠的數字化水平達到了行業前所未有的高度,每一個產品、每一項流程和每一位員工都可以透過透明、永遠可用、整合的資料實現互聯。”

他還透露,目前寶馬正在與英偉達合作開發新的虛擬化工具,目的在於建設全面的數字孿生——不僅是在規劃階段,而是在投產之後也可以用數字孿生來引導廠內的流程和工藝,賦能日常生產。

寶馬的iFACTORY為裡達工廠帶來了怎樣的改變?

《寶馬iFACTORY體驗之旅》手遊“搶鮮試玩版”在6月22日正式上線(圖片來源:寶馬集團)

這款手遊中的地圖幾乎完整覆蓋了300萬平方米廠區的每個角落,玩家可以線上參觀工廠辦公環境,也可以在衝壓車間瞭解一塊鋼板如何變成車身鈑金零件,在塗裝車間選擇自己中意的顏色,在總裝車間觀摩零件裝配的全過程。在遊戲中,所有場景的主角都是BMW最新的純電動i3,畢竟裡達工廠也是BMW i3的唯一產地。

出人意料的是,這款遊戲的開發者並非哪一家遊戲公司,而是由華晨寶馬的IT工程師團隊變身而來。如果你對這個團隊足夠熟悉,或許還能發現某個NPC的臉模就是其中的一個工程師。由於裡達工廠最初便是在虛擬環境中進行設計和模擬,在所有環節都建立了數字孿生模型,這就使得這款手遊的開發變得極其順暢。

資料驅動的工廠才是代表未來的工廠

前兩年火過的概念有智慧工廠、智慧工廠、黑燈工廠……但只要多看幾家便不難發現,貼著這幾個標籤的工廠之間並沒有本質區別,與我們想象中充滿未來感的工廠似乎還有很大距離。但是裡達工廠的落成給了我們一個新的方向,似乎這才是未來工廠應該有的樣子。

裡達工廠是一座以資料驅動的工廠,IIOT(工業物聯網)在這裡以透明、永遠可用且整合的資料連線起了每一件產品、每一段流程與每一個與此相關聯的員工,數字化生產在裡達工廠變成了現實。

寶馬的iFACTORY為裡達工廠帶來了怎樣的改變?

總裝車間IPSI生產管理系統助力實現無紙化生產(圖片來源:寶馬集團)

IPSI生產管理識別系統與實時位置跟蹤技術在這裡得到了完全應用,車輛裝配過程中的每一條即時、透明的資訊都會透過移動終端與智慧程式實時呈現給生產線上的工人。每一輛流水線上的汽車在不同生產階段的資料都會一條不落的被記錄與傳輸,以保證從第一道工序到最終的下線環節都能實現統一標準的最高產品質量。那些被系統記錄的海量資料都被記錄並上傳至伺服器,用於持續改進與預測性維護的資訊來源。

諾德科沃奇博士對鈦媒體APP表示,透過BMW iFACTORY生產戰略,裡達工廠的計劃單車生產效率相比2019年水平提升了25%。

寶馬的iFACTORY為裡達工廠帶來了怎樣的改變?

利用AI技術自動化外表質量檢查(圖片來源:寶馬集團)

這種效率上的提升,一部分要歸功於IPSI系統能夠提供每一臺車在裝備過程中的即時、透明與無紙化資訊,生產線上被全面應用的移動裝置與智慧應用程式為工人提供了“觸手可及的資料”,使得傳統工廠中根據經驗做出決策的舊習變成了根據資料驅動做出決策的模式。在某高階日系品牌的工廠中,塗裝車間的工人要透過肉眼與手感來判斷漆面是否完美,但是在裡達工廠,一套人工智慧計算機視覺系統可以在100秒內拍攝10萬張照片,透過機器學習智慧地識別漆面是否出現微小瑕疵。由本團隊研發的AI視覺檢測系統也被應用在了汽缸蓋質量檢測環節,藉此實現了對部件表面瑕疵高達99。7%的識別準確率。在裡達工廠,與此類似的人工智慧應用足有百種之多。

此外,裡達工廠也在透過資料採集與分析實時監控裝置與機器的健康狀態,採集到的資料會被用AI技術進行分析,如果資料異常,維護團隊便可以第一時間在智慧程式上收到系統通知,進而在故障發生前對裝置進行維護,據統計宕機時間因此被減少了20%左右。《黃帝內經》所說的“上工治未病,不治已病”說的就是這個道理。

寶馬的iFACTORY為裡達工廠帶來了怎樣的改變?

AI賦能裡達工廠1600攝像頭用於監測生產過程和檢測安保隱患(圖片來源:寶馬集團)

為了實現資料驅動,裡達工廠可以說是不惜成本。室內與室外的千兆5G全覆蓋在裡達工廠已經算不上什麼了,頻寬優勢可以幫助工程師們更高效地完成車輛測試與分析,也能用於遠端維護和安保的實時音訊與影片傳輸。單是1600個用於監測生產過程和主動監測安全與安保隱患的多功能攝像頭每年所產生的10PB資料,就是一個此前難以想象的量級。為了應對如此龐大的資料處理需求,裡達工廠在廠區內新建了兩座資料中心,佔地多達3500平方米,1200多臺物理伺服器被安置在其中,用於物聯網、大資料和AI功能的數字雲平臺也同時上線。

裡達工廠的出現意味著什麼

“世界上最好的汽車工廠就在瀋陽。”這已經是很多人的共識。

裡達工廠在數字化方面不但繼承了寶馬全球iFACTORY的最新技術和最佳實踐,也為寶馬全球工廠貢獻了“中國智慧”。不但集裝箱堆場數字孿生被寶馬全球工廠所關注,裡達工廠的CMP更是寶馬全球第一個利用虛擬規劃實際建成的新一代中央測量中心,為全球工廠的CMP規劃建設提供了最佳實踐。

諾德科沃奇博士對於裡達工廠的未來充滿希望:“這是我們邁出的嶄新的一大步。新廠開業將有助於我們更好地推進BMW iFACTORY戰略,為寶馬集團向電動化、數字化以及可持續發展轉型勾畫出了清晰的藍圖。”