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全線(xiàn)整合，一馬當(dāng)先——西門(mén)子全集成自動(dòng)化解決方案在華晨寶馬的應(yīng)用

 從1994年正式進(jìn)入中國(guó)到2012年的18年間，寶馬在中國(guó)銷(xiāo)量增長(zhǎng)超過(guò)400倍。但在慶祝其合資公司華晨寶馬成立十周年的同時(shí)，這個(gè)老牌豪華車(chē)廠(chǎng)商又面臨了新的挑戰(zhàn)。它不僅要繼續(xù)在諸多豪華汽車(chē)品牌的激烈競(jìng)爭(zhēng)中廝殺，還得應(yīng)對(duì)前赴后繼的后來(lái)者的沖擊。而且，這些打算對(duì)中國(guó)市場(chǎng)發(fā)起新一輪進(jìn)攻的豪華車(chē)品牌都公布了雄心勃勃的國(guó)產(chǎn)計(jì)劃。越來(lái)越成熟的中國(guó)消費(fèi)者對(duì)豪華車(chē)的需求也逐漸開(kāi)始多元化。未來(lái)中國(guó)豪車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)由此升級(jí)。

    為了贏(yíng)得競(jìng)爭(zhēng)，寶馬打算在中國(guó)市場(chǎng)精耕細(xì)作，“把新、好的產(chǎn)品、技術(shù)和服務(wù)帶到中國(guó)”。其在沈陽(yáng)投建的第二個(gè)工廠(chǎng)——華晨寶馬鐵西工廠(chǎng)是為此進(jìn)行的重要布局。

寶馬的目的是讓鐵西工廠(chǎng)成為其全球*的工廠(chǎng)之一。為此，鐵西工廠(chǎng)引入了德國(guó)寶馬和西門(mén)子以及眾多國(guó)際供應(yīng)商聯(lián)合開(kāi)發(fā)的工廠(chǎng)建設(shè)L7標(biāo)準(zhǔn)，這是寶馬集團(tuán)高效生產(chǎn)的最高標(biāo)準(zhǔn)之一，基于西門(mén)子的控制架構(gòu)開(kāi)發(fā)而成。

作為寶馬集團(tuán)全球*工廠(chǎng)之一的鐵西工廠(chǎng)，全面應(yīng)用西門(mén)子全集成自動(dòng)化 (TIA, Totally Integrated Automation) 解決方案，在Simatic Manager集成環(huán)境下使用了可編程控制器（PLC，Programmable Logic Controller）編程軟件STEP 7、配合西門(mén)子LIS超寬帶實(shí)時(shí)定位識(shí)別系統(tǒng)，且集成了PROFIsafe安全技術(shù)解決方案。制造過(guò)程的通訊采用Profinet網(wǎng)絡(luò)傳輸，底層執(zhí)行器和中間控制器也主要由西門(mén)子提供，如：Simatic S7控制器、Sinamics驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品等。

鐵西工廠(chǎng)在電氣和機(jī)械設(shè)備的選擇上也遵循寶馬全球標(biāo)準(zhǔn)，因此就需要自動(dòng)化系統(tǒng)具備*的開(kāi)放程度與可靠性。事實(shí)上，西門(mén)子是目前世界上一家能夠覆蓋從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)整個(gè)價(jià)值鏈的供應(yīng)商。

“寶馬有很多自己定制的生產(chǎn)系統(tǒng)，這就要求設(shè)備方給我們很大的支持，西門(mén)子在這方面做了很多工作。”寶馬總裝設(shè)備規(guī)劃部一位對(duì)西門(mén)子電氣設(shè)備頗為熟悉的負(fù)責(zé)人說(shuō)，“西門(mén)子設(shè)備的兼容性本身就很好，軟件非常開(kāi)放，的確是基于客戶(hù)需求在做自動(dòng)化集成，讓我們有充分自由選擇的空間。”

西門(mén)子的TIA概念在其中得到了*展現(xiàn)。TIA是西門(mén)子在1996年首先提出來(lái)的概念，并且隨后在軟硬件上不斷推陳出新。這個(gè)概念的目的是讓工業(yè)自動(dòng)化從局部走向整合，通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理、通訊、組態(tài)和編程環(huán)境讓自動(dòng)化設(shè)備與系統(tǒng)無(wú)縫連接，既縮短了工程時(shí)間、提高生產(chǎn)效率，還降低了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和維修的成本。

 耗資15億歐元，占地面積2.07平方公里的鐵西工廠(chǎng)，擁有沖壓、車(chē)身、涂裝和總裝四大完整的汽車(chē)制造工藝?？傃b車(chē)間是工廠(chǎng)的最后一道關(guān)口，將發(fā)動(dòng)機(jī)以及傳動(dòng)系統(tǒng)、內(nèi)飾和儀表板、座椅等所有的其他附件裝配到涂裝完成的車(chē)身上，使其成為一輛名副其實(shí)的汽車(chē)，因此對(duì)汽車(chē)質(zhì)量和產(chǎn)量都起著至關(guān)重要的作用。與其他車(chē)間相比，總裝車(chē)間更需要在生產(chǎn)上分秒必爭(zhēng)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行率的要求更高。

 走進(jìn)總裝車(chē)間，基于TIA概念的西門(mén)子產(chǎn)品“無(wú)處不在”。西門(mén)子*的設(shè)備、解決方案和專(zhuān)業(yè)的服務(wù)能夠保證設(shè)備運(yùn)行率達(dá)到99%以上，穩(wěn)定運(yùn)行的生產(chǎn)線(xiàn)有利于實(shí)現(xiàn)寶馬對(duì)質(zhì)量和效率的不懈追求。

 西門(mén)子是電子電氣工程領(lǐng)域*的企業(yè)，設(shè)備的穩(wěn)定性在鐵西工廠(chǎng)一期建設(shè)中表現(xiàn)出色。通過(guò)一期建設(shè)實(shí)踐中的優(yōu)勝劣汰，西門(mén)子成功競(jìng)標(biāo)成為總裝車(chē)間二期工程的總承包商。鐵西工廠(chǎng)二期建設(shè)的目標(biāo)是把產(chǎn)量從15臺(tái)/小時(shí)提高到30臺(tái)/小時(shí)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，讓人工與機(jī)器有機(jī)結(jié)合，縮短每條生產(chǎn)線(xiàn)上的節(jié)拍時(shí)間，是西門(mén)子在二期建設(shè)中對(duì)總裝車(chē)間的改造方向之一。

 在總裝車(chē)間的合車(chē)工位，車(chē)身與底盤(pán)及動(dòng)力總成首次結(jié)合在一起。西門(mén)子將合車(chē)工位從原來(lái)的1個(gè)人工工位細(xì)化成12個(gè)工位。其中，只有4個(gè)工位需要配備工人，其余全部是自動(dòng)化完成。而每個(gè)螺絲的擰緊程度都被電腦錄入系統(tǒng)并保存直到車(chē)輛報(bào)廢，確保每一項(xiàng)數(shù)據(jù)都是可追溯的。在新的設(shè)計(jì)下，車(chē)身與底盤(pán)及動(dòng)力總成的結(jié)合可以按照流水線(xiàn)的方式連續(xù)進(jìn)行，減少了部件的等待時(shí)間。

總裝車(chē)間承擔(dān)的另一個(gè)重任是通過(guò)生產(chǎn)的靈活性來(lái)配合寶馬對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的精耕細(xì)作。今年5月，華晨寶馬在中國(guó)正式啟動(dòng)BMW專(zhuān)屬定制服務(wù)，首先應(yīng)用于BMW 5系車(chē)型，年內(nèi)推廣到BMW 3系和X1上。

全新BMW 3系標(biāo)準(zhǔn)軸距、長(zhǎng)軸距和X1都是鐵西工廠(chǎng)目前生產(chǎn)的車(chē)型。為客戶(hù)提供專(zhuān)屬定制服務(wù)，意味著工廠(chǎng)要實(shí)現(xiàn)訂單式生產(chǎn)，這也是當(dāng)前汽車(chē)行業(yè)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。所謂訂單式生產(chǎn)，最基本的做法是根據(jù)經(jīng)銷(xiāo)商獲得的訂單，在工廠(chǎng)“按需生產(chǎn)”，從而很好地控制庫(kù)存。隨著消費(fèi)者個(gè)性化需求的增加，訂單式生產(chǎn)又成為汽車(chē)廠(chǎng)家營(yíng)銷(xiāo)的新武器——用戶(hù)可以根據(jù)自己的喜好選擇車(chē)型甚至車(chē)輛的配置，工廠(chǎng)再根據(jù)訂單實(shí)際要求進(jìn)行相應(yīng)的生產(chǎn)。

寶馬的最終目標(biāo)是將鐵西工廠(chǎng)打造成一個(gè)全球生產(chǎn)靈活性最高的工廠(chǎng)，使其一個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)能同時(shí)生產(chǎn)多個(gè)車(chē)型。

其中蘊(yùn)含的挑戰(zhàn)是，如何通過(guò)有效的生產(chǎn)組織和物流運(yùn)送，保證每輛汽車(chē)生產(chǎn)時(shí)的精確性和穩(wěn)定性，同時(shí)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間將適當(dāng)型號(hào)的設(shè)備輸送到適當(dāng)?shù)能?chē)輛。在西門(mén)子TIA概念的支持下，這些挑戰(zhàn)在總裝車(chē)間都得到了有效解決。

有了西門(mén)子LIS識(shí)別系統(tǒng)的輔助，總裝車(chē)間取消了原來(lái)專(zhuān)門(mén)用于掃描車(chē)輛條形碼的工位。車(chē)輛每到一個(gè)工位，車(chē)型、車(chē)輛識(shí)別碼（VIN，Vehicle Identification Number）、根據(jù)車(chē)輛的不同配置需要裝配的各種零件等信息會(huì)自動(dòng)顯示在工位前方的操作屏上，甚至?xí)詣?dòng)提供圖片及裝配輔助指令直接引導(dǎo)工人完成相應(yīng)工作。

“立體倉(cāng)庫(kù)”則是二期建設(shè)中西門(mén)子對(duì)總裝車(chē)間進(jìn)行的改造項(xiàng)目之一，全部應(yīng)用西門(mén)子PLC來(lái)完成。該系統(tǒng)在不需要人工干預(yù)的情況下，針對(duì)不同車(chē)型，可以從倉(cāng)庫(kù)調(diào)出所需要的動(dòng)力總成托盤(pán)排成相應(yīng)的生產(chǎn)序列，為工人操作提供具體支持。這在很大幅度上降低了工人裝錯(cuò)零部件或者裝的零部件不達(dá)標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)，不但提高了生產(chǎn)效率，更保證了車(chē)輛的質(zhì)量。

在總裝車(chē)間靈活生產(chǎn)上發(fā)揮重要作用的還有西門(mén)子提供的基于Simatic S7-400自動(dòng)化系統(tǒng)的解決方案。這個(gè)系統(tǒng)所具有的模板擴(kuò)展和配置功能，使其能夠按照不同的需求靈活組合。以合車(chē)步驟為例，按照西門(mén)子工廠(chǎng)自動(dòng)化工程有限公司（SFAE）汽車(chē)項(xiàng)目組項(xiàng)目經(jīng)理裘驍峰的說(shuō)法，“只要把車(chē)型輸進(jìn)去，需要的軸距就可自動(dòng)調(diào)整，精確度可以達(dá)到0.5毫米以?xún)?nèi)”。在中國(guó)市場(chǎng)，由于本土消費(fèi)者對(duì)于后排舒適度的關(guān)注，推出標(biāo)準(zhǔn)軸距和加長(zhǎng)軸距的同款車(chē)型已經(jīng)成為汽車(chē)廠(chǎng)商們的重要賣(mài)點(diǎn)。西門(mén)子Siamtic S7-400系統(tǒng)在車(chē)輛軸距選擇上的靈活性，對(duì)寶馬的價(jià)值不言而喻。

走在明亮、潔凈的廠(chǎng)房里，你除了會(huì)不斷顛覆對(duì)“工廠(chǎng)”和“車(chē)間”的傳統(tǒng)理解，還很難忽略那些同時(shí)“飛在頭上”和“走在身邊”的車(chē)身。整個(gè)車(chē)間分為兩層，合理利用了空中和地面物流的空間優(yōu)勢(shì)，可以讓零部件和預(yù)裝模塊盡可能通過(guò)最短的路線(xiàn)輸送到生產(chǎn)線(xiàn)上。

為了讓物流傳送更穩(wěn)定快捷，西門(mén)子充分發(fā)揮本地研發(fā)的創(chuàng)新能力，減少機(jī)械設(shè)備的能源消耗，加快了新車(chē)上市的速度。

“以前車(chē)身輸送運(yùn)行軌跡是筆直向上，上升到一定高度往前平移，然后再向上，這樣不僅速度慢，還容易對(duì)機(jī)器造成磨損，”裘驍峰回憶說(shuō)，“我們就提出了車(chē)身輸送控制系統(tǒng)運(yùn)行軌跡優(yōu)化的方案，把運(yùn)動(dòng)控制的路線(xiàn)改成斜著向上走，有效縮短了運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。接下來(lái)，西門(mén)子在中國(guó)其他汽車(chē)廠(chǎng)商的生產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)中，都會(huì)以此為參照模板來(lái)做。”

由于生產(chǎn)的特殊性，總裝車(chē)間是鐵西工廠(chǎng)工人數(shù)量最多的車(chē)間，目前有2000多名工人。擁有C型鉗的翻轉(zhuǎn)工位是總裝車(chē)間的另一大特色。這也是國(guó)內(nèi)*條翻轉(zhuǎn)工位生產(chǎn)線(xiàn)，全部吊具由西門(mén)子在上海建造、測(cè)試后運(yùn)輸?shù)借F西工廠(chǎng)完成安裝與調(diào)試。車(chē)身能夠翻轉(zhuǎn)，汽車(chē)的底盤(pán)裝配就可以通過(guò)流水線(xiàn)來(lái)完成，改變了以往必須在一個(gè)工位完成所有底盤(pán)裝配的傳統(tǒng)方式，有效提高了生產(chǎn)效率。翻轉(zhuǎn)工位在設(shè)計(jì)時(shí)還充分考慮了人體工程學(xué)原理，使不同身高的員工在安裝不同部件時(shí)，能夠選擇自己最省力、舒適的工作姿勢(shì)。

就像總裝車(chē)間高效穩(wěn)定的生產(chǎn)必須依靠每個(gè)一線(xiàn)工人良好的工作狀態(tài)，西門(mén)子TIA在實(shí)際執(zhí)行過(guò)程的出色表現(xiàn)也需要每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)支持人員發(fā)揮高水平的職業(yè)素養(yǎng)。身為項(xiàng)目經(jīng)理，裘驍峰每天至少要在總裝車(chē)間走滿(mǎn)7到8圈。這樣做的目的一方面是及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，另一方面也是為了拜訪(fǎng)客戶(hù)，傾聽(tīng)他們的建議和意見(jiàn)。為了保證每天都能及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)和客戶(hù)反饋，裘驍峰的休息時(shí)間經(jīng)常花在了練競(jìng)走上。“作為一個(gè)好的現(xiàn)場(chǎng)管理者一定要有很好的體能。”他解釋說(shuō)。

在總裝車(chē)間的二期建設(shè)中，經(jīng)常把休息時(shí)間用在服務(wù)客戶(hù)上的西門(mén)子員工還不只有裘驍峰。由于二期建設(shè)是一個(gè)改造項(xiàng)目，必須在不影響總裝車(chē)間正常生產(chǎn)的前提下進(jìn)行。這就意味著，西門(mén)子的員工必須利用周日或者節(jié)假日這樣的工廠(chǎng)休息時(shí)間，完成項(xiàng)目改造。正是專(zhuān)業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)品以及專(zhuān)業(yè)人員相結(jié)合，才最終塑造出西門(mén)子“可信賴(lài)的合作伙伴”形象。而作為寶馬認(rèn)定的未來(lái) 15 年全新自動(dòng)化技術(shù)全球供應(yīng)商，西門(mén)子毫無(wú)疑問(wèn)是寶馬在中國(guó)精耕細(xì)作時(shí)最重要的合作伙伴之一。

盡管中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)增速明顯放緩，并終將回歸理性低速增長(zhǎng)，寶馬依然在此寄予厚望。據(jù)麥肯錫預(yù)測(cè)，中國(guó)最早將在2016年取代美國(guó)成為全球大豪華車(chē)市場(chǎng)，到2020年預(yù)計(jì)將超越歐洲市場(chǎng)。而不管是寶馬還是大眾、奔馳，這些為消費(fèi)者熟知的汽車(chē)公司在中國(guó)攻城略地的背后，其實(shí)都離不開(kāi)西門(mén)子這樣可信賴(lài)的核心伙伴。