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全線整合,，一馬當(dāng)先——西門子全集成自動(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)老牌豪華車廠商又面臨了新的挑戰(zhàn),。它不僅要繼續(xù)在諸多豪華汽車品牌的激烈競(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)豪華車的需求也逐漸開始多元化,。未來(lái)中國(guó)豪車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)由此升級(jí),。

    為了贏得競(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——華晨寶馬鐵西工廠是為此進(jìn)行的重要布局,。

寶馬的目的是讓鐵西工廠成為其全球*的工廠之一。為此,，鐵西工廠引入了德國(guó)寶馬和西門子以及眾多國(guó)際供應(yīng)商聯(lián)合開發(fā)的工廠建設(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，基于西門子的控制架構(gòu)開發(fā)而成,。

作為寶馬集團(tuán)全球*工廠之一的鐵西工廠,，全面應(yīng)用西門子全集成自動(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子提供，如：Simatic S7控制器,、Sinamics驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品等,。

鐵西工廠在電氣和機(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*的開放程度與可靠性,。事實(shí)上,，西門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)西門子電氣設(shè)備頗為熟悉的負(fù)責(zé)人說(shuō),，“西門子設(shè)備的兼容性本身就很好,，軟件非常開放,，的確是基于客戶需求在做自動(dòng)化集成，讓我們有充分自由選擇的空間,。”

西門子的TIA概念在其中得到了*展現(xiàn),。TIA是西門子在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,，擁有沖壓,、車身、涂裝和總裝四大完整的汽車制造工藝,?？傃b車間是工廠的最后一道關(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身上，使其成為一輛名副其實(shí)的汽車,，因此對(duì)汽車質(zhì)量和產(chǎn)量都起著至關(guān)重要的作用,。與其他車間相比，總裝車間更需要在生產(chǎn)上分秒必爭(zhēng),，對(duì)設(shè)備運(yùn)行率的要求更高,。

 走進(jìn)總裝車間,，基于TIA概念的西門子產(chǎn)品“無(wú)處不在”,。西門子*的設(shè)備、解決方案和專業(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)線有利于實(shí)現(xiàn)寶馬對(duì)質(zhì)量和效率的不懈追求,。

 西門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,，西門子成功競(jìng)標(biāo)成為總裝車間二期工程的總承包商。鐵西工廠二期建設(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)線上的節(jié)拍時(shí)間，是西門子在二期建設(shè)中對(duì)總裝車間的改造方向之一,。

 在總裝車間的合車工位,，車身與底盤及動(dòng)力總成首次結(jié)合在一起。西門子將合車工位從原來(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,，車身與底盤及動(dòng)力總成的結(jié)合可以按照流水線的方式連續(xù)進(jìn)行,，減少了部件的等待時(shí)間。

總裝車間承擔(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專屬定制服務(wù)，首先應(yīng)用于BMW 5系車型,，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都是鐵西工廠目前生產(chǎn)的車型,。為客戶提供專屬定制服務(wù),，意味著工廠要實(shí)現(xiàn)訂單式生產(chǎn)，這也是當(dāng)前汽車行業(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)銷商獲得的訂單，在工廠“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)又成為汽車廠家營(yíng)銷的新武器——用戶可以根據(jù)自己的喜好選擇車型甚至車輛的配置,，工廠再根據(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)是將鐵西工廠打造成一個(gè)全球生產(chǎn)靈活性最高的工廠，使其一個(gè)生產(chǎn)線能同時(shí)生產(chǎn)多個(gè)車型,。

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)能囕v,。在西門子TIA概念的支持下，這些挑戰(zhàn)在總裝車間都得到了有效解決,。

有了西門子LIS識(shí)別系統(tǒng)的輔助,，總裝車間取消了原來(lái)專門用于掃描車輛條形碼的工位,。車輛每到一個(gè)工位，車型,、車輛識(shí)別碼（VIN,，Vehicle Identification Number）、根據(jù)車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)中西門子對(duì)總裝車間進(jìn)行的改造項(xiàng)目之一，全部應(yīng)用西門子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)不同車型，可以從倉(cāng)庫(kù)調(diào)出所需要的動(dòng)力總成托盤排成相應(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,，更保證了車輛的質(zhì)量,。

在總裝車間靈活生產(chǎn)上發(fā)揮重要作用的還有西門子提供的基于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,。以合車步驟為例，按照西門子工廠自動(dòng)化工程有限公司（SFAE）汽車項(xiàng)目組項(xiàng)目經(jīng)理裘驍峰的說(shuō)法,，“只要把車型輸進(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毫米以內(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)軸距的同款車型已經(jīng)成為汽車廠商們的重要賣點(diǎn),。西門子Siamtic S7-400系統(tǒng)在車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,、潔凈的廠房里,，你除了會(huì)不斷顛覆對(duì)“工廠”和“車間”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”的車身,。整個(gè)車間分為兩層,，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)最短的路線輸送到生產(chǎn)線上,。

為了讓物流傳送更穩(wěn)定快捷，西門子充分發(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,，加快了新車上市的速度,。

“以前車身輸送運(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)，西門子在中國(guó)其他汽車廠商的生產(chǎn)線建設(shè)中,，都會(huì)以此為參照模板來(lái)做,。”

由于生產(chǎn)的特殊性，總裝車間是鐵西工廠工人數(shù)量最多的車間,，目前有2000多名工人,。擁有C型鉗的翻轉(zhuǎn)工位是總裝車間的另一大特色。這也是國(guó)內(nèi)*條翻轉(zhuǎn)工位生產(chǎn)線,，全部吊具由西門子在上海建造,、測(cè)試后運(yùn)輸?shù)借F西工廠完成安裝與調(diào)試。車身能夠翻轉(zhuǎn),，汽車的底盤裝配就可以通過(guò)流水線來(lái)完成,，改變了以往必須在一個(gè)工位完成所有底盤裝配的傳統(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),。

就像總裝車間高效穩(wěn)定的生產(chǎn)必須依靠每個(gè)一線工人良好的工作狀態(tài)，西門子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間走滿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)問題,，另一方面也是為了拜訪客戶,，傾聽他們的建議和意見。為了保證每天都能及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)和客戶反饋,，裘驍峰的休息時(shí)間經(jīng)?；ㄔ诹司毟?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),。

在總裝車間的二期建設(shè)中,，經(jīng)常把休息時(shí)間用在服務(wù)客戶上的西門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間正常生產(chǎn)的前提下進(jìn)行,。這就意味著，西門子的員工必須利用周日或者節(jié)假日這樣的工廠休息時(shí)間,，完成項(xiàng)目改造,。正是專業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)品以及專業(yè)人員相結(jié)合，才最終塑造出西門子“可信賴的合作伙伴”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,，西門子毫無(wú)疑問是寶馬在中國(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)者熟知的汽車公司在中國(guó)攻城略地的背后，其實(shí)都離不開西門子這樣可信賴的核心伙伴,。