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從制造到智造：車企如何把工廠作為方法？

遠(yuǎn)川科技評論
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2022-07-01 14:16
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從制造到智造：車企如何把工廠作為方法？

從制造到智造
2006年，美國國家地理頻道上線了一個名叫《超級工廠》（Ultimate Factories）的紀(jì)錄片，揭秘了像可口可樂、樂高、勞斯萊斯幻影、百威啤酒以及寶馬Z4這樣的明星產(chǎn)品都是怎么一步一步被生產(chǎn)出來的。
這部片子既滿足了人們對工廠的好奇心，也幫助人們建立對制造業(yè)更立體的認(rèn)知，并且最終意識到一個關(guān)鍵問題：每個偉大的產(chǎn)品背后不僅有偉大的發(fā)明家，同時也有一套偉大的生產(chǎn)體系。
從制造到智造：車企如何把工廠作為方法？
汽車就是最好的例子。實際上，人類歷史上所有劃時代的生產(chǎn)方式革命，都是從汽車開始的。
比如上世紀(jì)初，雖然亨利·福特發(fā)明了T型車，但是直到它借鑒屠宰廠引入流水線作業(yè)之后才讓T型車的價格變得親民，不僅讓自己成為來億萬富翁，也讓美國成為一個車輪上的國家；上世紀(jì)六七十年代，豐田通過實踐摸索出了一套精益生產(chǎn)的做法，讓JIT（準(zhǔn)時生產(chǎn)）深入人心，并被其他行業(yè)像素級復(fù)刻。
進(jìn)入到21世紀(jì)之后，計算機、機器人以及各種新技術(shù)在生產(chǎn)線上開始普及，推高了整個汽車行業(yè)的自動化和數(shù)字化水平，許多技術(shù)都外溢到了其他行業(yè)。
在汽車行業(yè)，生產(chǎn)制造從未過時，相反，隨著競爭加劇和技術(shù)進(jìn)步，它變得前所未來的復(fù)雜和重要，許多公司都將“工廠”作為自己的最強產(chǎn)品，比如寶馬。
作為傳統(tǒng)整車廠中的佼佼者，寶馬在業(yè)內(nèi)一直被視為生產(chǎn)靈活、工藝先進(jìn)、產(chǎn)業(yè)整合能力強的標(biāo)桿。
今年6月23日，華晨寶馬生產(chǎn)基地大規(guī)模升級項目——里達(dá)工廠正式開業(yè)，該項目以150億元總投資創(chuàng)下寶馬在華歷史上單項投資之最，印證了寶馬集團對華長期信心和承諾。里達(dá)工廠的開業(yè)意味著寶馬iFACTORY戰(zhàn)略在中國正式落地。
為何要在一座工廠身上花這么多錢？一座好的工廠究竟可以給車企帶來什么？汽車生產(chǎn)的未來是什么？這是本文試圖解答的問題。
《終極工廠》總共拍了6季，一共62集，其中汽車類節(jié)目占比超過一半，足以證明汽車在制造業(yè)中的標(biāo)桿地位。
和可樂、薯片、啤酒這樣的快消品相比，汽車的復(fù)雜度顯然要高得多，生產(chǎn)流程也更長，和航空軍工產(chǎn)品相比，汽車的零部件數(shù)量與制造復(fù)雜度雖然稍遜一籌，但因為身處一個充分競爭市場，屬于大眾消費品，更強調(diào)成本和性能之間取得平衡。
如果說航空航天業(yè)代表了一個國家高精尖技術(shù)水平，那么汽車制造更像是反映一個國家制造業(yè)綜合能力的一面鏡子。
眾所周知，一輛汽車的零部件有上萬個，上世紀(jì)六十年代之后，由于產(chǎn)業(yè)鏈分工越來越細(xì)，整車廠自制的零部件越來越少，而是轉(zhuǎn)為層層外包，涉及的供應(yīng)商成百上千家，比如整車廠會把車門系統(tǒng)外包給一家Tier 1，后者可能會把車窗外包給一家Tier 2，之后Tier 2又可能會把車窗升降馬達(dá)外包出去，最終形成一個類似于金字塔式的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)。
層層外包的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)雖然一定程度上解放了整車廠的時間和空間，提高了零部件供應(yīng)商的規(guī)模效應(yīng)，但也給整車廠的生產(chǎn)和管理提出了更大的挑戰(zhàn)。
一方面，供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，像一個高速運轉(zhuǎn)的齒輪，一場千里之外的黑天鵝事件所引發(fā)的零部件短缺，都有可能導(dǎo)致整條生產(chǎn)線無法正常運轉(zhuǎn)，而且隨著規(guī)模效應(yīng)不斷提高，任何一個細(xì)小的缺陷都有可能釀成一場質(zhì)量危機，可能由此產(chǎn)生數(shù)額巨大的召回成本。
從制造到智造：車企如何把工廠作為方法？
另一方面，由于消費者的需求日益?zhèn)€性化，模塊化造車平臺逐漸普及，一條生產(chǎn)線往往會生產(chǎn)不同品牌的不同車型，這也要求不同環(huán)節(jié)之間緊密配合，提高生產(chǎn)節(jié)拍的同時，要減少不必要的錯誤和浪費，因為生產(chǎn)環(huán)節(jié)上的每一處浪費最后都會體現(xiàn)在終端售價和公司的資產(chǎn)負(fù)債表上。
在生產(chǎn)制造這件事上，沒有人可以抄近路，像豐田、大眾、寶馬這樣的傳統(tǒng)整車廠在這方面積累了極為豐富的經(jīng)驗，像特斯拉、蔚小理這樣的公司最初也要從豐田、寶馬、福特等公司里請老師傅來嚴(yán)格把關(guān)，但即便如此，在之后的生產(chǎn)過程中也免不了要走一些彎路。
不同時代對于一座優(yōu)秀整車廠的定義是不同的。
一百年前，位于底特律的胭脂河工廠無疑是最優(yōu)秀的那個，因為它規(guī)模足夠大，面積有540個足球場大，而且追求對所有零部件的絕對可控，除了發(fā)動機、底盤和輪胎廠之外，還有發(fā)電廠、煉煤廠、煉鋼爐以及軋鋼廠等。
五十年前，豐田通過JIT減少了庫存和浪費，在同等產(chǎn)量下，豐田工廠的面積要比對方小得多，成為同行爭相學(xué)習(xí)的對象。為了學(xué)習(xí)豐田的先進(jìn)經(jīng)驗，通用甚至在80年代和豐田在美國成立了一家叫NUMMI的合資工廠，這家工廠后來輾轉(zhuǎn)成為特斯拉的第一座整車廠。
汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在，除了比亞迪和特斯拉依然追求垂直一體化之外，其他整車廠基本上都接受了產(chǎn)業(yè)鏈的分工協(xié)作，也不再把工廠規(guī)模和零件自制率作為最重要的目標(biāo)來追求，隨著時代的進(jìn)步，一座優(yōu)秀工廠的內(nèi)涵也在與時俱進(jìn)，除了不斷提升精益生產(chǎn)的水平，數(shù)字化和綠色成為兩個不能忽視的指標(biāo)。
從制造到智造：車企如何把工廠作為方法？
需要強調(diào)的是，數(shù)字化不等于自動化，后者是指用機器來替代人工，主要采用供應(yīng)商的解決方案，而數(shù)字化更多是從公司的實際需求出發(fā)，也不僅限于生產(chǎn)端的效率提升，而是貫穿在企業(yè)經(jīng)營的方方面面，而這是傳統(tǒng)供應(yīng)商的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品無法解決的問題。
換句話來說，在汽車行業(yè)，數(shù)字化能力是“要不來、討不來、買不來的”，只有在充分洞察不同環(huán)節(jié)的不同需求之后，借助先進(jìn)技術(shù)，才能在實踐中摸索出最適合自己的一套打法，從而構(gòu)建自己的競爭壁壘。
過去，由于數(shù)據(jù)傳輸、儲存和計算的成本比較高，傳統(tǒng)工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型可望不可及，但隨著信息計算的發(fā)展，包括AI、機器學(xué)習(xí)、數(shù)字孿生等技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)工廠如今也可以插上數(shù)字化的翅膀，讓生產(chǎn)變得更快、更精確、更透明，做到及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。
比如華晨寶馬鐵西工廠的建設(shè)中就采用了數(shù)字孿生的技術(shù)，通過對廠房建設(shè)、設(shè)備安裝以及調(diào)試進(jìn)行計算機模擬從而提升效率，既可以減少因為產(chǎn)線調(diào)試導(dǎo)致的停工，又可以在沖壓和焊接的過程中減少誤差，提升產(chǎn)品質(zhì)量。
在電動化時代，一座整車廠除了要考慮自動化和數(shù)字化水平，綠色、可持續(xù)也成了一道必答題，而所謂的“綠色”并不僅僅只電力來源，而是一個系統(tǒng)概念，貫穿在研發(fā)、采購、生產(chǎn)、運輸、建設(shè)等各個環(huán)節(jié)。
在這方面，寶馬是行業(yè)內(nèi)當(dāng)之無愧的楷模。
比如在生產(chǎn)環(huán)節(jié)上，大東工廠的涂裝車間可以實現(xiàn)100%的水再生；在運輸方式上，華晨寶馬通過鐵路來減少二氧化碳的排放；在可再生能源上，寶馬全球所有的工廠都在使用可可再生能源，比如沈陽工廠用光伏發(fā)電，歐洲工廠用風(fēng)電和水電。
剛開業(yè)的里達(dá)工廠更是綠色制造的典范。在電力來源上，它擁有遼寧省首個熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)（CHP），從使用煤炭轉(zhuǎn)為使用天然氣，將節(jié)約至少50%的能源；在技術(shù)上，通過最先進(jìn)的設(shè)備和AI技術(shù)來節(jié)省能源；在電池回收方面，和浙江華友循環(huán)合作實現(xiàn)電池原材料的閉環(huán)管理。
而且，里達(dá)工廠對綠色的定義延展到了生態(tài)環(huán)境和生物多樣性保護(hù)的范疇。廠區(qū)內(nèi)擁有11,000多株不同種類的樹木， 7,500平方米的花園，其中還有900平方米的人工湖以及33種不同類型的植物?？沙掷m(xù)的綠化和海綿城市系統(tǒng)收集雨水，滋養(yǎng)植物并補充地下水。
目前， 整個寶馬沈陽生產(chǎn)基地都使用100%可再生電力。寶馬沈陽生產(chǎn)基地已擁有占地29萬平方米的太陽能電池板，在遼寧省位列第一。這些太陽能電池板每年可產(chǎn)生44,000 兆瓦時的電力——足以支撐9,000個普通家庭一整年的用電。太陽能電池板的擴建將在未來幾年繼續(xù)進(jìn)行，在里達(dá)工廠的擴建面積將達(dá)120,000平方米。
目前，全球汽車行業(yè)正在向智能電動的方向轉(zhuǎn)型，根本目的也是為了實現(xiàn)全球社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，為此，寶馬不僅在產(chǎn)品和技術(shù)上不斷推陳出新，在生產(chǎn)制造端也樹立了一個榜樣，這是很多電動新勢力望塵莫及之處。
寶馬推出的iFACTORY戰(zhàn)略通過精益、數(shù)字化和綠色三個維度上的卓越實踐在汽車行業(yè)樹立了一個全新的標(biāo)桿。
比如在精益生產(chǎn)上，寶馬iFACTORY可以實現(xiàn)靈活的生產(chǎn)方式，同一條產(chǎn)線上可以實現(xiàn)不同驅(qū)動類型和不同產(chǎn)品的共線生產(chǎn)，同時，還可以更加從容靈活地處理供應(yīng)鏈短缺情況，并且根據(jù)市場和用戶需求的變化做出快速反應(yīng)。
過去一年多，由于疫情以及上游零部件短缺等問題，汽車行業(yè)遭受了前所未有的供應(yīng)鏈危機，對整車廠的供應(yīng)鏈和生產(chǎn)管理都提出了前所未有的挑戰(zhàn)，而寶馬集團通過強大的產(chǎn)業(yè)協(xié)同能力克服了重重困難，去年在華銷量達(dá)到84.6萬輛，同比增長8.9%。
6月23日開業(yè)的沈陽里達(dá)工廠也嚴(yán)格遵循了iFACTORY的標(biāo)準(zhǔn)，一方面，它以電動車制造為導(dǎo)向，在需要時可以將100%產(chǎn)能投入到電動車生產(chǎn)，但又保持了寶馬特有的柔性生產(chǎn)，能夠響應(yīng)客戶的個性化需求、快速推出新產(chǎn)品。
里達(dá)還在許多方面創(chuàng)造了“第一”。
比如，它是寶馬集團第一座全面采用虛擬仿真技術(shù)的工廠。與眾不同的是，它從一開始就完全在虛擬環(huán)境進(jìn)行規(guī)劃和模擬，從廠區(qū)規(guī)劃、建筑設(shè)計、產(chǎn)線布局、設(shè)備調(diào)試到物流集成，都建立了數(shù)字孿生模型并進(jìn)行模擬，而且在千兆5G網(wǎng)絡(luò)的支持下，AR、實時視頻傳輸?shù)燃夹g(shù)得以在里達(dá)工廠落地。
里達(dá)工廠通過最先進(jìn)的技術(shù)把“工業(yè)元宇宙”搬到了現(xiàn)實，不僅縮短了工廠的建設(shè)周期，降低了工程建設(shè)成本，還避免了約50%的施工中因設(shè)計缺陷導(dǎo)致的工程變更。
此外，里達(dá)工廠也是一座真正數(shù)據(jù)驅(qū)動的工廠，打通了研發(fā)、采購、物流、生產(chǎn)和服務(wù)等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)孤島，不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量，另外，里達(dá)工廠也是一座真正的綠色工廠，100%使用可再生電力，同時也在生產(chǎn)過程中采用了諸多循環(huán)工藝，減少浪費和碳排放。
從制造到智造：車企如何把工廠作為方法？
值得一提的是，2010年至今，寶馬沈陽投生產(chǎn)基地累計獲得資已超過830億元人民幣，建成集研發(fā)、采購、動力總成和整車生產(chǎn)為一體的寶馬全球最大生產(chǎn)基地，而里達(dá)工廠是目前投資最大的一個項目，整體投資達(dá)150億元，這是因為這座工廠承載寶馬在智能電動時代轉(zhuǎn)型的決心與野心。
到2023年，寶馬集團將在中國提供約13款純電動車型。到2025年，純電動汽車的銷量將占寶馬集團中國市場銷量的25%，屆時，基于全新構(gòu)架的“新世代”車型將正式亮相。
目前，里達(dá)工廠已經(jīng)順利投產(chǎn)寶馬的的一款中型純電動轎車i3，里達(dá)工廠在精益、數(shù)字化和綠色方面的能力不僅可以為i3的生產(chǎn)保駕護(hù)航，同時也可以在未來為寶馬集團的電動化轉(zhuǎn)型提供更多堅實的支撐。
2013年4月，德國正式推出“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略。2015年5月，中國也正式印發(fā)《中國制造2025》，全面推動制造強國的戰(zhàn)略，同年，默克爾訪華時，宣布要共同推進(jìn)新工業(yè)革命和業(yè)態(tài)。
作為兩國合作最緊密的產(chǎn)業(yè)，汽車產(chǎn)業(yè)一直備受關(guān)注，這不僅因為汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值大，產(chǎn)業(yè)鏈帶動效應(yīng)強，也是因為它應(yīng)用了許多最先進(jìn)的技術(shù)，如果能在汽車產(chǎn)業(yè)被驗證，就有可能被其他行業(yè)效仿，為其他行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級賦能。
里達(dá)工廠的投產(chǎn)既是中德合作的又一個典范，同時也能夠為制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供更多有價值的實踐探索和啟發(fā)。
本文來自微信公眾號 “遠(yuǎn)川科技評論”（ID：kechuangych），作者：羅松松，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。
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