在全球工業(yè)界，“工業(yè)4.0”無疑已成為先進(jìn)制造的最酷標(biāo)簽之一，并引發(fā)新一輪的工業(yè)轉(zhuǎn)型競賽。作為德國制造業(yè)中技術(shù)含量、智能化程度和產(chǎn)業(yè)集中度最高的領(lǐng)域之一，汽車行業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)4.0實踐的前沿陣地。寶馬、奔馳、大眾、博世等公司都在紛紛試水并成效顯著。

一般來說，工業(yè)4.0主要包含智能工廠、智能生產(chǎn)和智能物流三大主題。

今天，讓我們一起走進(jìn)德國萊比錫，看看創(chuàng)新的寶馬及其智能的物流，從中學(xué)習(xí)和了解這個工業(yè)4.0的最佳實踐。

入駐萊比錫，建設(shè)樣板工廠

2005年，寶馬投資13億歐元建造的萊比錫工廠正式投產(chǎn)。2006年，第10萬臺寶馬3系列轎車在這里下線。

萊比錫位于德國東部的萊比錫盆地中央，擁有便利的地理位置及聞名的商貿(mào)線路，如今已是德國最重要的工業(yè)重鎮(zhèn)之一。

寶馬將當(dāng)初選擇萊比錫的理由歸結(jié)為：理想的第三方運輸中轉(zhuǎn)站、活躍的市場環(huán)境、24小時不間斷的機(jī)場、高效的物流網(wǎng)絡(luò)、強(qiáng)大的汽車產(chǎn)業(yè)、專業(yè)的熟練勞動力與低成本土地。

其中，不得不提的是萊比錫專業(yè)的物流園區(qū)。該物流園區(qū)由12個單元組成，每個節(jié)點都設(shè)有功能齊全的裝備，如連續(xù)裝卸系統(tǒng)、傳送帶、推車傳送系統(tǒng)等將整個園區(qū)連接起來，園區(qū)內(nèi)可輕松完成裝卸、分揀、配送、倉儲和裝運等一系列物流操作。另外，整個物流園區(qū)的每個建筑單元內(nèi)部都有道路交通系統(tǒng)，并至少配備兩個入口作為功能分區(qū)，每個建筑單元早已裝好通信系統(tǒng)與消防系統(tǒng)，可以讓企業(yè)“拎包入住”。

借助這一高效的物流條件，寶馬的物流網(wǎng)絡(luò)已能從德國直接輻射至中國市場。在萊比錫工廠生產(chǎn)組裝的各種寶馬車型，通過萊比錫的物流網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過俄羅斯，輻射整個亞歐大陸，最后來到中國。

經(jīng)過十年的建設(shè)，寶馬的萊比錫工廠現(xiàn)已成為最具工業(yè)4.0意味的代表性工廠之一，在技術(shù)應(yīng)用、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展方面都走在了前列。

流動的工廠，創(chuàng)新無處不在

寶馬萊比錫工廠的整體設(shè)計思路十分創(chuàng)新，作為核心的中央大樓因其設(shè)計創(chuàng)新性而榮獲2005年德國建筑獎。為能靈活應(yīng)對未來需求，寶馬在萊比錫設(shè)計出了最可持續(xù)和高效靈活的生產(chǎn)與物流模式。

與中國傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)廠房設(shè)計不同，圍繞中央大樓建設(shè)的三大核心生產(chǎn)區(qū)域（即車身車間、噴涂車間和總裝車間）呈現(xiàn)出不規(guī)則排列。

貫穿占地面積40000 m占的中央大樓核心區(qū)域天花板上方的是一個空中走廊，其由一個有600臺輸送機(jī)的懸掛式輸送系統(tǒng)組成，主要用于連接焊裝、涂裝和總裝3個車間。該系統(tǒng)可將原始車身從車身車間輸送到車身倉庫，再送至噴涂車間，之后再將其送回車身倉庫，最后從車身倉庫送至總裝車間。另外，車身倉庫被設(shè)計為一個混裝倉庫，已噴涂車身和原始車身都被暫存于此。

高效物流，讓生產(chǎn)更加智能

在萊比錫工廠，每天約有一萬立方米的材料被輸送至各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為確保物流的高效、精益、低庫存，所要運輸?shù)牟牧媳仨氃谡_時間以正確的順序到達(dá)相應(yīng)地點，這就需要高效精準(zhǔn)的物流系統(tǒng)以及和供貨商之間的密切配合。

寶馬的生產(chǎn)計劃主要按照客戶訂單來制定，零部件供應(yīng)商會按照生產(chǎn)訂單按序供貨，供應(yīng)商與生產(chǎn)之間的JIT生產(chǎn)模式，也因總裝車間獨特的梳狀結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計得到更加充分的實施。

運送不同零組件的貨車可直接開至離裝配線最近的區(qū)域，部件進(jìn)廠后可直接送至相應(yīng)工位完成組裝，與先入庫再二次配送上線的傳統(tǒng)物流方式相比，節(jié)省了大量庫存和不必要的作業(yè)時間。這種創(chuàng)新的物流模式，不僅縮短了生產(chǎn)和物流供應(yīng)的距離，也為未來的生產(chǎn)線擴(kuò)展、引入新技術(shù)打下了良好的基礎(chǔ)，以最小的投資成本實現(xiàn)高效集成。

在寶馬始終提供高品質(zhì)產(chǎn)品的背后，正是有一套高效靈活的生產(chǎn)物流體系作為支撐。從2014年7月開始，萊比錫工廠開始1系和2系車型串行生產(chǎn)，有時候更是需要1系、2系和X1多款車型在一條生產(chǎn)線混合生產(chǎn)。

標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和數(shù)字化的產(chǎn)品設(shè)計為在同一生產(chǎn)線進(jìn)行混合生產(chǎn)提供了可能。寶馬1系和2系車型同屬一個平臺，為此可以共用同一生產(chǎn)線，且裝配時的大部分組件也是通用的。通過選配不同模塊（如汽車電子單元）、不同車體顏色，靈活生產(chǎn)出滿足不同客戶需求的差異化車型，讓模組的數(shù)量大大簡化。而實現(xiàn)小批量、多品種定制化混線生產(chǎn)的重要前提就是標(biāo)準(zhǔn)化，同樣，模塊化和數(shù)字化為此生產(chǎn)模式提供了更多可能。

正因為如此，寶馬萊比錫工廠目前不僅能做到多種車型按訂單生產(chǎn)和混線生產(chǎn)，還能在不損失生產(chǎn)節(jié)拍和品質(zhì)的前提下，實現(xiàn)每臺下線車型都能滿足大規(guī)模定制的市場需求，即每一臺寶馬汽車可以根據(jù)客戶的意愿生產(chǎn)出來。

啟示，規(guī)劃先導(dǎo)應(yīng)對未來

寶馬萊比錫工廠因在靈活生產(chǎn)、可持續(xù)資源利用、企業(yè)精益管理等方面的卓越成就，多次榮獲德國及歐洲權(quán)威機(jī)構(gòu)頒發(fā)的“精益和綠色管理獎”和“最佳工廠”等獎項。而這背后，有來自德國物流研究院這一權(quán)威智力機(jī)構(gòu)的強(qiáng)力支持。

工業(yè)4.0時代下，客戶需求個性化，產(chǎn)品創(chuàng)新周期縮短，生產(chǎn)節(jié)拍加快，這是生產(chǎn)型企業(yè)面臨的重要課題。它不僅要求單體設(shè)備是智能的，且設(shè)備之間還要實現(xiàn)互聯(lián)互通，滿足智能生產(chǎn)和智能物流要求，進(jìn)而打造智能工廠、實現(xiàn)智能制造。

在寶馬萊比錫工廠這一項目上，德國物流研究院的專業(yè)團(tuán)隊在工廠選址、物流集貨、廠區(qū)規(guī)劃等方面給予了寶馬大量支持。

與國內(nèi)常見的四四方方廠區(qū)規(guī)劃不同，德國物流研究院對于寶馬萊比錫工廠“堅持順向規(guī)劃原則”，先明確業(yè)務(wù)流程，再選擇技術(shù)設(shè)備，最后確定適合的建筑形態(tài)，以此保證項目規(guī)劃的成功。

創(chuàng)新的物流規(guī)劃方案，確保了產(chǎn)業(yè)鏈運轉(zhuǎn)順暢，讓寶馬供應(yīng)鏈的效率顯著提高，物流成本大大降低。更重要的是，成就了寶馬高效靈活、智能化、個性化的汽車生產(chǎn)模式。

華晨寶馬沈陽鐵西生產(chǎn)基地

人工智能、5G網(wǎng)絡(luò)以及大數(shù)據(jù)等全新技術(shù)的興起，為中國的各行各業(yè)帶來了新的變革和轉(zhuǎn)機(jī)。其中，在生產(chǎn)領(lǐng)域更是形成了從量變到質(zhì)變的逆轉(zhuǎn)，讓工業(yè)化生產(chǎn)形成了中國制造業(yè)開始向“中國智造”大步挺進(jìn)。

隨著中國經(jīng)濟(jì)邁入由高速增長轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展的歷史時期，造車工廠也在從傳統(tǒng)的工人模式轉(zhuǎn)化為“機(jī)械”模式。在各家整車生產(chǎn)工廠中，應(yīng)用工業(yè)4.0技術(shù)，建造智能工廠，發(fā)展智能制造已經(jīng)成為眾心所向。

前不久，華晨寶馬位于沈陽的生產(chǎn)制造基地就迎來了工業(yè)4.0的新方向。在這座年產(chǎn)超49萬輛的超級工廠中，他們并沒有把“機(jī)器取代人”、 “關(guān)燈工廠”、“無人工廠”當(dāng)做未來制造發(fā)展的方向，而是有了自己更深刻的見解。

華晨寶馬對于“工業(yè)4.0”的智能應(yīng)用，集中于視覺識別技術(shù)、智能數(shù)據(jù)采集分析、自動化創(chuàng)新及數(shù)字化生產(chǎn)流程四大技術(shù)領(lǐng)域，利用先進(jìn)技術(shù)在部分工作中使用機(jī)械完全代替人工的介入，保證生產(chǎn)質(zhì)量的統(tǒng)一與生產(chǎn)高效相結(jié)合。

當(dāng)代整車制造的智能工廠中，大型機(jī)械臂與機(jī)器人的應(yīng)用已經(jīng)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(jī)器人統(tǒng)治的世界”，高度智能的機(jī)器人負(fù)責(zé)著非常復(fù)雜的焊接工作，甚至可以自動提出需求預(yù)警更換焊槍，智能數(shù)據(jù)采集分析技術(shù)自然“肩負(fù)重任”。它可以“個性化”每把焊槍，根據(jù)焊槍的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。

不僅如此，該技術(shù)還可以精準(zhǔn)預(yù)測出焊槍何時需要維護(hù)，何時需要更換焊槍，從而進(jìn)一步優(yōu)化維護(hù)時間。如果焊槍在生產(chǎn)間隙得到維護(hù)，可以減少停機(jī)時間，提升生產(chǎn)效率，更能預(yù)防質(zhì)量缺陷發(fā)生，保障生產(chǎn)的高速流暢進(jìn)行。

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

智能數(shù)據(jù)采集分析技術(shù)是華晨寶馬預(yù)測該方面的一大助手，它可以通過數(shù)據(jù)挖掘及機(jī)器學(xué)習(xí)算法，及時預(yù)測機(jī)器缺陷，通過預(yù)防性維修，確保生產(chǎn)的高效進(jìn)行。

華晨寶馬智能應(yīng)用視覺識別技術(shù) （涂裝車間的自動缺陷檢測系統(tǒng)）

而在視覺識別技術(shù)的應(yīng)用上，主要被植入與缺陷檢測等環(huán)節(jié)，涂裝車間的自動缺陷檢測技術(shù)就是一個很好的應(yīng)用

在這里，4個高度智能的機(jī)械手臂配備了高功率LED探照燈、高反射相機(jī)、LED相機(jī)等充當(dāng)“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(jī)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(tǒng)都會清晰地標(biāo)明。

工作人員只需下達(dá)指令，有瑕疵的車身就交給另一批補(bǔ)漆的機(jī)械手臂全權(quán)負(fù)責(zé)。無論是表面瑕疵還是性能缺陷，視覺識別技術(shù)都能準(zhǔn)確、快速地檢測，并且實時分析反饋。

相比于傳統(tǒng)的人眼監(jiān)測，視覺識別可以用過更快速、更精準(zhǔn)的鏡頭來完成零部件的監(jiān)測。按照正常工作流程，每天開始生產(chǎn)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(fā)現(xiàn)問題已經(jīng)為時過晚，而機(jī)械僅需不到5分鐘就能發(fā)現(xiàn)問題，完成快速的監(jiān)測及響應(yīng)。

寶馬集團(tuán)（BMW Group）透露，其越來越依賴數(shù)字化領(lǐng)域和工業(yè)4.0生產(chǎn)物流領(lǐng)域的 創(chuàng)新技術(shù)。該公司更加關(guān)注物流機(jī)器人、工廠自動運輸系統(tǒng)以及端到端供應(yīng)鏈的數(shù)字化項目等應(yīng)用。據(jù)寶馬集團(tuán)所說，其正在全球范圍內(nèi)的寶馬工廠物流領(lǐng)域進(jìn)行各種創(chuàng)新試點項目，員工現(xiàn)在可以使用智能手機(jī) 和平板電腦等移動設(shè)備控制物流流程，并且使用虛擬現(xiàn)實應(yīng)用規(guī)劃未來物流工作。寶馬集團(tuán)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)物流部門主管Jürgen Maidl表示：“物流是我們生產(chǎn)系統(tǒng)的核心。我們正在進(jìn)行廣泛的突破性 項目，可幫助我們高效透明地操作日益復(fù)雜的物流流程。此外，我們還在利用各種新興創(chuàng)新技術(shù)，并與大學(xué)和 初創(chuàng)企業(yè)進(jìn)行密切合作。我們現(xiàn)在就已經(jīng)在與未來的工業(yè)4.0技術(shù)進(jìn)行合作?！?每天有超過4,000個地方的1,800多家供應(yīng)商向全球30個寶馬集團(tuán)生產(chǎn)基地提供超過3100萬個零部件。數(shù)字化和 創(chuàng)新有助于公司更靈活、更有效地組織物流工作。與此同時，每天約有10,000輛汽車從生產(chǎn)線下線，然后交付 給全球客戶。數(shù)字網(wǎng)聯(lián)交付，即網(wǎng)聯(lián)分配，可確保交付運輸路線更加透明。

在華晨寶馬總裝車間，3D打印快速定制拇指保護(hù)套

在動力總成工廠，AGV無人搬運車負(fù)責(zé)搬運200-300斤重的發(fā)動機(jī)，工人則有機(jī)會更大程度地發(fā)揮自己獨特的認(rèn)知技能。在總裝車間，越來越多的機(jī)器人與人之間不再設(shè)立任何形式的防護(hù)欄。

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

大數(shù)據(jù)作為支撐，完成柔性化生產(chǎn)

率先開展5G應(yīng)用部署

作為全球范圍內(nèi)備受矚目的最新一代移動通信技術(shù)，5G技術(shù)勢必激發(fā)各行各業(yè)的創(chuàng)新潛能，帶來新一波的顛覆性數(shù)字變革。

華晨寶馬率先將5G技術(shù)應(yīng)用于汽車生產(chǎn)與研發(fā)領(lǐng)域，建成全球首個5G汽車生產(chǎn)基地。華晨寶馬目前在沈陽生產(chǎn)基地的鐵西、大東和發(fā)動機(jī)工廠共建設(shè)鐵塔21個，5G基站35個，已實現(xiàn)三大工廠100%的5G覆蓋率，5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度已達(dá)到1Gbps。

華晨寶馬沈陽生產(chǎn)基地采用了中國聯(lián)通和中國移動雙運營商5G網(wǎng)絡(luò)。通過啟用移動邊緣計算技術(shù)，實現(xiàn)5G工廠私有網(wǎng)絡(luò)和公有網(wǎng)絡(luò)的安全靈活切換。