生产方式的变革坚定而缓慢,但它将深刻改变人类理解世界的方式。

汽车制造这件事情,遵循着百年来流水线生产发明后的雏形,经过不断优化,形成接近完美的系统配合:冲压制造部件,焊接组合车身,喷涂完成着色,总装完成产品。在这个过程中,人作为每个流程中的“把关人”,对焊接质量、喷涂瑕疵,以及总装过程中的零部件配合度进行检查鉴定。同时完成一些机器不方便的细节组装工作。
造车的子系统彼此独立,遵循严格的交付标准,在长时间的优化中,子系统本身的问题都在内部被逐渐解决。但如果从整体系统角度来看,汽车制造中遇到的系统性难题由系统本身产生,长期难以解决。
例如,传统造车过程中,白车身会在冲压和焊装后,残留未释放的结构应力。进入喷漆车间后,在冷喷漆与热烤漆的双重影响下,应力释放,车身出现不同程度的结构变化。这种系统性的配合问题,从单个环节去工艺优化的层面改进有限,因此在过去常常只能面临钣金或报废重造的结局。
这样的“困局”还有很多,主要出现在系统层面,问题复杂多样,成为汽车制造中的“天花板”,总结下来主要分为三类:
1、  部门之间“各说各话”,整体一致性和效率受标准所困,生产效率再难提升。
2、  工厂本身“结构僵硬”,新技术应用和新产品投产都是“险关”,生产灵活性受限。
3、  员工长期“重复劳动”,对企业长期安全生产和个人成长都形成了困局,生产力困顿。
这些系统性问题依附于系统本身存在,随着竞争加剧日益凸显出来:消费者希望能够得到企业的快速反馈,享受更新的产品;企业本身也需要继续提升效率,提升产品的质量。更重要的是,在零碳愿景和可持续发展的要求下,工厂的精细化管理成为一个必选项。
在这个背景下,数字化变革从“早晚要做”变为“不做就会被淘汰”。如何做好数字化变革,成为决定企业未来生命力的关键。
如何在“黑土地”种下数字化?
衡量一个企业的数字化变革是否务实,“协同”和“管控”是绕不开的两个维度。
协同,代表着通过数字交流方式,打破以往流程冗杂的信息交流,形成新的生产关系;管控,则是能够从以往的被动式管理向主动式管理变革,将风险进一步降低。
因此,诸如“云计算、大数据、物联网”等基础技术,就要从概念走向应用。将新技术形成生产力,就要让对的人来创造新工具。7月19日,在华晨宝马2021数字化工厂体验日上,华晨宝马铁西工厂展示了自身数字化转型的实践成果。
从企业角度,创造“工具台”,是华晨宝马数字化转型的第一步。华晨宝马为生产线上的设备进行了数字化升级,包括传感器升级和网络模块升级,形成设备的“数字生命”,并让“视觉”“触觉”都能够统一上传到华晨宝马的大数据云当中。
华晨宝马大东工厂总装车间生产总监吴磊表示,在传统工厂的管理中,工厂是设备和员工组成的,但在数字化时代,“数据终端”才是生产线的最小单元。
根据吴磊介绍,工厂在硬件升级中所需的数据接口和传感器标准实现了统一化、模块化,最大限度的利用了现有设备,未来随着数字化程度进一步提升,各种模块都可以独立升级,例如WiFi模块可以更换为5G模块,实现性能更强的网络升级。
除了硬件统一,数字化升级过程中,软件语言和界面交互也实现了统一,所有生产设备的功能,都规范成了可以调用的API,简单拖拖鼠标,就可以像市面上热销的编程机器人那样,形成机器人的规范动作,并形成数字化生产流程。
华晨宝马打造了软硬合一的“标准工具台”。随后,不同部门,不同业务单元的员工“走上来”,先将自身业务实现数字化,再从跨部门层面用“统一的语言”来尝试协作新可能。
在车身车间的车身裙板抓取工位上,数字化的“协同”价值正在凸显。机器人在通过视觉识别自动抓取零件的基础上,多个分工机器人实现了利用5G相互配合,告别了过去“节拍不一致”的尴尬局面。
另一方面,在华晨宝马动力总成工厂,AI视觉检测系统带来的“管控”能力,正从质量管控延伸到产业链管控。过去纯人工检测发动机缸盖质量的情况下,检测员需要对每天约2000个缸盖进行高精度全面检查,十分疲倦;在AI视觉检测帮助下,机器不仅可以以99.7%的准确率识别瑕疵,并可以将可疑点标注在检测员面前的屏幕上,检测员在确认的过程中,也实现了对AI的深度学习训练,进一步提高机器准确性。
在这个过程中,华晨宝马通过该系统记录和分析质量数据,反馈给供应商定制化的精确质量趋势反馈,供应商可以根据大数据总结出来的反馈精确调整工艺,提高良品率。
同时,这种管控还实现了“维护预测”,对于每一台终端的实时状态,收集大数据后进行预测性计算,可以在故障产生之前就实现预管理和维护。例如焊接机器人,在焊枪出现性能下降前,就会自动安排维护,形成趋势判断,做到提前预防,减少了整体维护成本。
华晨宝马汽车有限公司技术及生产高级副总裁戴鹤轩认为:“华晨宝马坚信技术要服务于人。直接意义上,数字化技术应该在工艺流程上服务于人;间接上讲,通过获得数据,整合数据,从而能够依托事实依据解决问题,帮助人更好的判断重大决策。”
在体验日现场,工厂不同工位的员工,骄傲的带着东北味的普通话,介绍不同生产节点的,各种自主研发的“数字化工具”。在这样的数字化升级中,生产线变成了“大积木”,员工的重复劳动和疲劳程度大大降低,生产力被解放出来,生产线上的员工可以更专注于技术升级和流程优化,以及和其他业务部门一起研究新的业务可能性。
数字化工厂的想象力,正在进入下一个阶段。
“东北味”的未来制造业,将要改变世界
作为宝马体系全球最大的生产基地,铁西工厂在诞生时,集合了宝马体系全球最先进的技术。在数字化改革的浪潮中,铁西工厂一马当先,利用数字化成果将宝马全球体系链接起来。
戴鹤轩在接受虎嗅的专访时表示,铁西工厂的数字化成果未来会跳出生产层面,扩展到研发、销售,甚至是未来场景服务中去:“在过去,各个部门、各个环节都有自己的语言。未来,通过语音识别、人工智能把信息提炼出来,让末端的信息反馈到上游的研发、生产,变成他们理解的问题。形成数据闭环,这对现在和未来高质量产品的保障是必要的。”
数字化天然的链接效应,会自动打破旧生产关系中的“围墙”,将以往独立的业务单元连接起来。
以文初提到的车身应力形变为例,数字化给出了新的解决方式:总装车间拿到喷涂完成的车身之后,由机器人扫描的车身详细数据,会第一时间通过算法形成误差收集和错误趋势分析,工程师不仅知道哪里形变,更重要的是知道了不同区域、不同车身烤漆工艺下、不同部分的形变概率和强度,因此大数据总结报告可以直接反馈到焊接甚至冲压分段,这样可以提前预留形变量,最终实现更好的产品一致性。
通过VR及AR技术,华晨宝马还可以让全球任意体系的工程师与现场人员“共享视野”,直接在实操人员的视野中圈出检查区域、工作重点,甚至可以直接打开工程文档,双方在“视野共享”中实现了“工作流共享”,大幅度提高了效率。
通过数字化链接,华晨宝马正在将全球宝马体系更深入的联合起来;更重要的是,利用自身号召力,华晨宝马将供应商也纳入到了数字化进程中,通过平台共用与数据共享,华晨宝马推动整个供应体系向数字化方向实行转型。
数字化转型需要长期、持续、稳定的良好环境,更需要生态的支撑。这是华晨宝马认为深化可持续发展的关键方式,戴鹤轩认为:“数字化总能创造多种效益,包括可持续发展。数字化能提高透明度,可以端到端的看到整个各种各样的关系,在整个价值链上实现效应。因此,对于可持续发展来说数字化具有关键的意义。”
这与2020年5月13日,工业和信息化部发布的《关于工业大数据发展的指导意见》中提到的,推进更大范围、更高水平、更深层次的工业数据应用不谋而合。进一步挖掘工业数据应用成为我国促进制造业高质量发展的关键抓手,华晨宝马则通过自身数字化转型的改革,身体力行的展示了中国智造可以如何成为下一代制造业范本。
这将推动生产关系进入下一个时代。
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