未来工厂长什么样？工业4.0+5G，人和机器完美融合

张涛说，越是进入到工业4.0时代，越需要员工发挥追求极致的『工匠精神』。而一辆性能优异、品质完美的汽车的打造，背后需要将工业4.0技术+工匠精神二者完美融合。机器越先进越全能，其协助人、解放人和成就人的价值越高。

文｜杨小林

图｜来源网络

国家4A级风景区、德国工业4.0样板工厂、全球首个5G汽车生产基地，当这三个相当前卫但又略显烧脑的标签都集中在一起时，你能想象中看到什么？没错，那就是汽车智造未来的模样。

当然，在真正走进华晨宝马铁西工厂之前，尽管笔者在脑海中努力刻画着：一个同时具备上述三种『气质』的现代化汽车工厂，它的未来感究竟是怎样的？但来到现场还是被震撼到了。

从外观上看，华晨宝马铁西工厂的布局，跟其他任何一个汽车制造商的并没有两样——按照汽车智造四大工艺（冲压、焊装、涂装和总装）布置的规整厂房，按德国标准的一丝不苟的生产流程……

但是，当你第一次走进华晨宝马工厂，第一次坐在员工食堂就餐时，抬眼看到头顶上方那条从食堂上空穿流而过的白车身流水线时，你不得不感叹：德国的工程师具备一种『现实浪漫主义』精神。

在这种精神感召下，原本冰冷的汽车制造和加工流程，开始具备了人性的关怀和温度。这条从华晨宝马员工食堂头顶上穿越的白车身流水线，在中间的拐角处还设定了一个自动转接的『圆盘』，其过程庄严得有点像政权交接仪式。

不过，如果不深入探究，这仍然只是汽车『智造』未来的表象。对于互联科技和数字化技术加持的汽车智造而言，其看重的并不是更富仪式感的生产流程本身，而是更加精准的需求定制、更高效的物料配送和『零缺陷』的产品品质。

在工业4.0理念和5G技术的加持下，华晨宝马铁西工厂正在将这一切，从理想变成现实。从铁西工厂，笔者看到了汽车『智造』未来的模样——这里的机器设备不仅高度自动化，而且更加智能化。

尤其是在云计算和大数据的支持下，机器设备和人达成了一种前所未有的默契：那些考验耐力、重复操作和对精准度要求极高的加工流程，最大限度地由机器来完成，而更富创造力的工作则交给训练有素的工人完成。

更高效的生产，更完美的品质

『工业4.0』的概念于2011年在德国被提出，其代表着机器智能联网，以及将信息通信技术应用于工业进程。从消费者层面感知到工业4.0带来的变化是，产品需求可以个性化定制，品质保障全流程监控。

『任何一次工业革命的发生，都将带来两大成果：更高效的生产和更完美的品质。』11月中旬，刚从华晨宝马大东工厂调任铁西工厂任厂长的张涛告诉车壹条，过去几次工业革命，终极目标都是提高生产力，工业4.0时代也一样。

作为宝马集团在全球范围内唯一的女厂长，张涛先后在华晨宝马沈阳大东和铁西工厂从事生产管理工作，先后参与并负责包括3系(参数|图片)和5系(参数|图片)在内的多款华晨宝马新车国产项目。可以说，张涛始终在打造全球最先进的汽车工厂。

车壹条此番受邀参观的华晨宝马铁西工厂，就是生产『史上最强一代BMW 3系』G20（标准轴距）/G28（加长轴距）母工厂，这里荣获了德国工业4.0的样板工厂、国家4A景区和国内首家5G汽车工厂等先进『称号』。

这其中，最让媒体关注的是，已经高度自动化和智能化的汽车制造体系，在进入工业4.0时代又将产生怎样的蜕变？尤其是在生产效率上，前三次工业革命（蒸汽机、电动化和自动化）带来的革新显而易见。

反倒是，进入『物联网』和『云计算』时代的工业4.0，其提高生产效率的同时，大幅提高生产品质，尤其是奔向工业制造领域『零缺陷』终极目标，又是如何实现的呢？张涛给出了她理解中的答案。

『讲到提高效率这方面，第一个体现，比如我们虚拟生产线测试，这种技术就是在我们设计这条生产线之初有模拟的测试生产线，可以减少物理性移动，降低对环境造成的影响，还能让产品提前上市。』

张涛说，这就是工业4.0战略对提高效率的最佳体现，最终结果就是，能够让客户更早也更好地体验到『上马』的新产品。与自动化时代更聚焦与每个生产环节和加工流程内的效率相比，工业4.0时代的生产效率提升，则更加专注于产品研发、制造和物流配送的全周期效率提升。

『第二个体现在预防性维护这方面。我举例来说，比如车身车间，大家知道我们的机器自动化程度有多高，背后就有多少数据。我们可以通过数据分析，做到预防性维护，也减少了停线的时间。『张涛举例说，另外一个对生产效率的提升，体现在有效减少之前浪费的时间，比如减少设备检测所需的时间。

『大家今天看到在冲压车间全新的数字化光学面品检测设备——ABIS。过去需要人工20分钟才能完成的检测工作，现在只需要1分钟。有的冲压件，由于根据形状大小差异，可能只需30秒就能够完成检测，同时还能保证提供给客户非常完美的产品。』

一个典型的例证就是，在铁西工厂下线的全新BMW 3系，其冲压采用全球领先的6序伺服冲压机，自重为26台BMW 3系的重量，冲压压力高达10000吨，但冲压精度达到了惊人的0.02mm，仅仅相当于一根头发直径的三分之一，可谓追求『毫厘中的美感』。

如此高精度的加工流程和工艺，其设备的高效检修和维护，同样需要工业4.0体系来支撑。尤其是当产品在技术和性能上『再上一个台阶』时，生产最新一代汽车的设备和工艺必须做到『与时俱进』，而工业4.0技术的加持，则对完成这些高难度的加工和检测工作至关重要。

例如，全新一代BMW3系搭载的宝马最新调校升级的2.0T发动机，出于对性能输出的要求需要进一步提高燃油喷射的压力。为了保证整个燃油系统在350bar 的压力之下没有丝毫泄露， BMW 在产品设计和生产过程都采用了最先进的技术，每一台发动机的燃油系统都进行了100% 的全自动气密性检查。

这项气密性检查并非普通的压缩空气检查，而是在高压下采用稀有气体——氦气进行检查，任何轻微的泄露，都会被灵敏的传感器察觉。在张涛看来，与自动化时代仅仅是提升单个制造环节和流程的生产效率相比，工业4.0时代的效率提升则着眼于全周期和全链条的效率提升，甚至包括产品后期维修的效率。

例如，无论是在生产3系的华晨宝马铁西还是在制造5系的大东工厂，都能通过前期收集的大数据，查找到每一辆交付给用户的新车身上每一个螺栓的拧紧扭矩是多少。这意味着，生产负责人可以实时通过大数据分析模型，对任何可能产生的偏差，在萌芽状态就得到纠正。

张涛说，一旦从大数据的分析中出现相关问题的反馈，就可以通过工程师对大数据进行追溯和分析：『比如扭矩没打到位，不外乎三种情况：第一，里面有焊渣，打的时候遇到阻碍，没有打到扭矩值；第二，没有垂直打紧，而是打到壁上；第三，套筒磨损了。』

这样的结果就是，在工业4.0时代的未来制造环节，一辆大规模量产的汽车在越来越多领域的品质管控上（尤其是在大数据能监测到的制造环节），可以实现『零缺陷』。『过去我们讲，什么叫零缺陷，说达到六个西格玛，每百万个成品中有三个缺陷，现在我们（华晨宝马）是几乎达到零缺陷。』

在铁西工厂，在大数据的监测下，几百把电动打紧工具每天都要产生28万个数据。张涛说，这种情况下，华晨宝马会利用机器自我学习，模拟三种缺陷模式，当扭矩没打紧或者没打到位的时候，后台会立刻出现一个曲线，根据曲线相对应的模式，立刻对相关生产设备进行维护保养。

这和传统的自动化制造时代，只有当缺陷产品流入市场后再发现问题，然后通过问题追溯产品工艺和流程风险的做法完全不同。『传统的情况是什么？有一天如果扭矩突然超出公差，我们开始解决问题，不是零缺陷，是事后问题的解决。现在有了大数据，即使在公差范围内稍微有一点点偏差，我们就开始解决问题。』

新智造，重新定义人和机器的关系

在工业4.0时代，一个旧话题数度被重提，那就是：当工厂越来越智能、机器和机器人能干的事越来越多时，那些大量的工人该怎么办？他/她们如何克服『随时可能被智能化机器代替』的那种焦虑，由如何通过『打怪升级』，完成进入工业4.0时代的能量储存和升级？

在日系汽车『精益制造』的杰出代表丰田汽车公司，早年提出的一个理念是『以人为本的自动化』，而且，在日文自动化的『动』子里，往往还加了个单人旁的部首，以此向所有在岗员工传递一个清晰而明确的信号：任何机器轰鸣的制造工厂里，都少不了比机器更关键作用的『人』。

对此，张涛给出了一个异曲同工，但听上去更符合中国当下语境的答案。张涛说，越是进入到工业4.0时代，越需要员工发挥追求极致的『工匠精神』。而一辆性能优异、品质完美的汽车的打造，背后需要将工业4.0技术+工匠精神二者完美融合。机器越先进越全能，其协助人、解放人和成就人的价值越高。

在华晨宝马铁西工厂，有几个代表工业4.0时代的『人机高度协同』的场景，让到场媒体印象深刻。

例如，在铁西工厂的总装车间，越来越多的机器人与人之间不再设立任何形式的防护栏，这样的做法看上去让人更加担心工人的作业安全。但工厂的负责人介绍说，既然敢于让员工与机器如此近距离的『亲密接触』，其实在安全防护的问题上早已经得到妥善解决。

在这里，3D打印可以快速地定制化人体工程学生产工具，比如3D打印的拇指套，可以为工人提供了专属的『防护』。同时，3D打印的线束固定装置，符合人体工学设计，让操作工人更快地工作，更准确地操作。无线安灯系统同时帮助员工实现无线语音交流，质量信息唾手可得。

随着工人得到更多技术的助力，他们的工作将更多聚焦于如何通过数字化及技术应用让生产更高效，确保更高的生产质量。

在华晨宝马的沈阳生产基地，现代化轻型机器人和智能设备在生产中支持员工执行着重复、高精度的作业，让生产操作工人升级成为生产线的操作者和教练。在动力总成工厂，AGV无人搬运车负责搬运200-300斤重的发动机，工人则有机会更大程度地发挥自己独特的认知技能。

而在总装车间，到场的参观的媒体随处可见到轻型机器人系统与操作工人并肩协作，符合人体工学设计的同时更保证了灵活、高质量的生产。这里的涂胶工作因其复杂的零件形状和位置，备受挑战。而天线罩人机协作涂胶机让操作工人和机器人紧密地协作，稳定、精准地完成涂胶任务。

在涂胶作业过程中，操作人员只需将零件放入机器人手臂，设备将自动读取零件信息，与后台订单数字对比无误后开始涂胶。当机器人受到外力大于30牛顿米（N.m）时，设备会暂停所有工作，保证操作人员的安全，充分体现工业4.0背景下的个性化和数字化智能制造。

『如刚才所说，在华晨宝马，科技是以人为本的，在我们设置生产线及生产工艺方面，我们都会考虑人机工程，也就是如何更好地保护我们的人。』张涛认为，人是企业成功发展的第一要素。『正是因为我们的员工，我们的产量才能从最初的几千台一直到去年的将近50万台。我们的员工做出了巨大的贡献。』

张涛告诉车壹条，步入工业4.0新时代，机器与人的关系不再是互相取代，而是互相成就。『当然，我们也会面临一个问题，即：随着工作角色的变化，如何能够让员工快速适应当前新技术下的生活和工作。我们会设置不同的培训目标。就像我刚才举的几个例子，我们鼓励我们的员工去创新。』

张涛说，工匠精神的核心是精益求精、追求极致，并在此过程中展现创造力，而执行起来最关键的还是靠人。

『在过去，我们的员工维修模具，如果模具不合格，无法上压机，就会耽误冲压，占用生产时间，需要停线去维修。我们的员工就去思考怎么能够不停止冲压车间的工作，于是员工自己发明了离线检测设备，离线检测和维护模具，不用停止冲压车间的工作。』

让张涛引以为傲的是，由员工发起并创新的离线检测模具工艺，已经成功申请技术专利并引起业界同行的强烈关注，甚至有来参观考察的其他整车企业负责人，当场表示要购买这项专利的使用权。而在张涛眼中，这样的通过发挥员工工匠精神而实现的『华晨宝马式自主创新』，类似的案例不胜枚举。

『相信大家在冲压车间也看到了，我们全新BMW 3系的车身更锋利的腰线，更强的运动感，不仅得益于首次引入的「锐棱成型」生产技术，让车身圆角半径由原来的6mm减小到了3mm，也源于资深工程师的精湛手艺，让模具表面更加光滑明亮，保证了钢坯切割更锋利、更精准。』

在华晨宝马看来，工业4.0意味着人同样重要。随着机器开始承担更多精确、繁重的工作，人的创造力得以释放，他们可以更聚焦于如何创造生产价值，提升效率及保障质量。对于华晨宝马而言，让数字化助人『一臂之力』，整合人机优势，智能化人机协作，才是智能制造的未来。

而5G时代的到来，则为华晨宝马这样的工业4.0样板工厂，提供了另外一个持续『打怪升级』的风口。

华晨宝马目前在沈阳生产基地的铁西、大东和发动机工厂共建设铁塔21个，5G基站35个，已实现三大工厂100%的5G覆盖率，5G网络的传输速度已达到1Gbps。华晨宝马沈阳生产基地采用了中国联通和中国移动双运营商5G网络。通过启用移动边缘计算技术，实现5G工厂私有网络和公有网络的安全灵活切换。

尤其是在5G技术的加持下，通信技术的迭代和数字化浪潮的袭来，在让工业4.0时代的『人机高度协同』充满更大想象空间的同时，也对现有员工的综合素质要求提出了更大的挑战。对此，张涛给出的应对之道是，通过日常培训让员工时刻保持理念上的清醒，通过工艺和流程的革新，让员工融入水平与时俱进。

在人才培养上，华晨宝马早就建立了完整、多层次、全方位的人才培养体系。早在2006年，宝马就将有德国『工匠精神』秘诀之称的双元制职业教育模式引入中国——这一理念与中国实际情况结合，采用『职业院校+培训中心+在岗实训』的『1+1+1』职业教育模式，满足华晨宝马对于高技能型技术工人的培训需求。

张涛说，华晨宝马一直在员工中力推VPS持续优化项目，该项目鼓励员工从生产细节着手，提出一些合理的优化建议并进一步落实。『好的建议不仅会得到公司的奖励，还会做成展板，与员工们共同分享。在整个项目的参与过程中，员工将不仅获得新知识，更能体会追求生产精益求精的过程。』

如今，在工业4.0技术和工匠精神的双重加持下，华晨宝马已经成为宝马全球在生产品质和技术创新中首屈一指的排头兵。而据张涛透露，宝马已经确定要不断追加投资，包括铁西新工厂、大东工厂的改建升级项目，未来三年会陆续招聘并培训超过5000名员工。

随着5G通讯时代的到来，已经处于领跑位置的华晨宝马，还将在工业4.0时代谱写出怎样的『新智造』篇章？相信时间很快能给出答案。