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走進汽車生產線:西門子全集成自動化的魅力

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 16:01:11 來源:ZOL

  當寶馬進入精耕細作時代,這個老牌豪華車廠商前進的步伐恰恰成為中國豪華車市場的風向標。作為寶馬認定的未來15年全新自動化技術的首選全球供應商,西門子毫無疑問是寶馬在中國的新戰略下可靠的合作夥伴。這個“可靠的合作夥伴”雖然為普通中國消費者知之甚少,卻或許是商業領袖們想弄明白、政策製定者樂於見到的成就寶馬領先地位的重要支撐。

  中國汽車市場超高速增長的好日子結束了,這已是所有汽車廠商的共識。最近兩年,整個汽車市場一直處於“微增長”shidai,jishizaihaohuachelingyu,qizengsuyecongqunianxiabanniankaishifanghuan。ruhefuyupinpaixindejiazhi,xunzhaodaogengduolirunzengchangdian,yuelaiyuechengweihaohuachepinpaizhongdiansikaodewenti。

  從1994年正式進入中國到2012年的18年間,寶馬在中國銷量增長超過400倍bei。但dan在zai慶qing祝zhu其qi合he資zi公gong司si華hua晨chen寶bao馬ma成cheng立li十shi周zhou年nian的de同tong時shi,這zhe個ge老lao牌pai豪hao華hua車che廠chang商shang又you麵mian臨lin了le新xin的de挑tiao戰zhan。它ta不bu僅jin要yao繼ji續xu在zai諸zhu多duo豪hao華hua汽qi車che品pin牌pai的de激ji烈lie競jing爭zheng中zhong廝si殺sha,還hai得de應ying對dui前qian赴fu後hou繼ji的de後hou來lai者zhe的de衝chong擊ji。而er且qie,這zhe些xie打da算suan對dui中zhong國guo市shi場chang發fa起qi新xin一yi輪lun進jin攻gong的de豪hao華hua車che品pin牌pai都dou公gong布bu了le雄xiong心xin勃bo勃bo的de國guo產chan計ji劃hua。越yue來lai越yue成cheng熟shu的de中zhong國guo消xiao費fei者zhe對dui豪hao華hua車che的de需xu求qiu也ye逐zhu漸jian開kai始shi多duo元yuan化hua。未wei來lai中zhong國guo豪hao車che市shi場chang競jing爭zheng由you此ci升sheng級ji。

  為了贏得競爭,寶馬打算在中國市場精耕細作,“把最新、最好的產品、技術和服務帶到中國”。其在沈陽投建的第二個工廠——華晨寶馬鐵西工廠是為此進行的重要布局。

  寶(bao)馬(ma)的(de)目(mu)的(de)是(shi)讓(rang)鐵(tie)西(xi)工(gong)廠(chang)成(cheng)為(wei)其(qi)全(quan)球(qiu)最(zui)先(xian)進(jin)的(de)工(gong)廠(chang)之(zhi)一(yi)。為(wei)此(ci),鐵(tie)西(xi)工(gong)廠(chang)引(yin)入(ru)了(le)德(de)國(guo)寶(bao)馬(ma)和(he)西(xi)門(men)子(zi)以(yi)及(ji)眾(zhong)多(duo)國(guo)際(ji)供(gong)應(ying)商(shang)聯(lian)合(he)開(kai)發(fa)的(de)工(gong)廠(chang)建(jian)設(she)L7標準,這是寶馬集團高效生產的最高標準之一,基於西門子的控製架構開發而成。

  作為寶馬集團全球最先進工廠之一的鐵西工廠,全麵應用西門子全集成自動化(TIA,Totally Integrated Automation)解決方案,在Simatic Manager集成環境下使用了可編程控製器(PLC,Programmable Logic Controller)編程軟件STEP7、配合西門子LIS超寬帶實時定位識別係統,且集成了PROFIsafe安全技術解決方案。製造過程的通訊采用Profinet網絡傳輸,底層執行器和中間控製器也主要由西門子提供,如:SimaticS7控製器、Sinamics驅動產品等。

  鐵(tie)西(xi)工(gong)廠(chang)在(zai)電(dian)氣(qi)和(he)機(ji)械(xie)設(she)備(bei)的(de)選(xuan)擇(ze)上(shang)也(ye)遵(zun)循(xun)寶(bao)馬(ma)全(quan)球(qiu)標(biao)準(zhun),因(yin)此(ci)就(jiu)需(xu)要(yao)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)具(ju)備(bei)極(ji)高(gao)的(de)開(kai)放(fang)程(cheng)度(du)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)。事(shi)實(shi)上(shang),西(xi)門(men)子(zi)是(shi)目(mu)前(qian)世(shi)界(jie)上(shang)唯(wei)一(yi)一(yi)家(jia)能(neng)夠(gou)覆(fu)蓋(gai)從(cong)產(chan)品(pin)設(she)計(ji)到(dao)生(sheng)產(chan)整(zheng)個(ge)價(jia)值(zhi)鏈(lian)的(de)供(gong)應(ying)商(shang)。

  “寶馬有很多自己定製的生產係統,這就要求設備方給我們很大的支持,西門子在這方麵做了很多工作。”寶馬總裝設備規劃部一位對西門子電氣設備頗為熟悉的負責人說,“西門子設備的兼容性本身就很好,軟件非常開放,的確是基於客戶需求在做自動化集成,讓我們有充分自由選擇的空間。”

  西門子的TIA概念在其中得到了完美展現。TIA是西門子在1996年首先提出來的概念,並且隨後在軟硬件上不斷推陳出新。這個概念的目的是讓工業自動化從局部走向整合,通過統一的數據管理、通訊、組態和編程環境讓自動化設備與係統無縫連接,既縮短了工程時間、提高生產效率,還降低了設備運轉和維修的成本。

  耗資15億歐元,占地麵積2.07平方公裏的鐵西工廠,擁有衝壓、車身、塗裝和總裝四大完整的汽車製造工藝。總裝車間是工廠的最後一道關口,將發動機以及傳動係統、內飾和儀表板、座zuo椅yi等deng所suo有you的de其qi他ta附fu件jian裝zhuang配pei到dao塗tu裝zhuang完wan成cheng的de車che身shen上shang,使shi其qi成cheng為wei一yi輛liang名ming副fu其qi實shi的de汽qi車che,因yin此ci對dui汽qi車che質zhi量liang和he產chan量liang都dou起qi著zhe至zhi關guan重zhong要yao的de作zuo用yong。與yu其qi他ta車che間jian相xiang比bi,總zong裝zhuang車che間jian更geng需xu要yao在zai生sheng產chan上shang分fen秒miao必bi爭zheng,對dui設she備bei運yun行xing率lv的de要yao求qiu更geng高gao。

  走進總裝車間,基於TIA概念的西門子產品“無處不在”。西門子先進的設備、解決方案和專業的服務能夠保證設備運行率達到99%以上,穩定運行的生產線有利於實現寶馬對質量和效率的不懈追求。

  ximenzishidianzidianqigongchenglingyulingxiandeqiye,shebeidewendingxingzaitiexigongchangyiqijianshezhongbiaoxianchuse。tongguoyiqijiansheshijianzhongdeyoushenglietai,ximenzichenggongjingbiaochengweizongzhuangchejianerqigongchengdezongchengbaoshang。tiexigongchangerqijianshedemubiaoshibachanliangcong15台/小時提高到30台/小xiao時shi。為wei了le實shi現xian這zhe個ge目mu標biao,讓rang人ren工gong與yu機ji器qi有you機ji結jie合he,縮suo短duan每mei條tiao生sheng產chan線xian上shang的de節jie拍pai時shi間jian,是shi西xi門men子zi在zai二er期qi建jian設she中zhong對dui總zong裝zhuang車che間jian的de改gai造zao方fang向xiang之zhi一yi。

  在總裝車間的合車工位,車身與底盤及動力總成首次結合在一起。西門子將合車工位從原來的1個人工工位細化成12個工位。其中,隻有4個(ge)工(gong)位(wei)需(xu)要(yao)配(pei)備(bei)工(gong)人(ren),其(qi)餘(yu)全(quan)部(bu)是(shi)自(zi)動(dong)化(hua)完(wan)成(cheng)。而(er)每(mei)個(ge)螺(luo)絲(si)的(de)擰(ning)緊(jin)程(cheng)度(du)都(dou)被(bei)電(dian)腦(nao)錄(lu)入(ru)係(xi)統(tong)並(bing)保(bao)存(cun)直(zhi)到(dao)車(che)輛(liang)報(bao)廢(fei),確(que)保(bao)每(mei)一(yi)項(xiang)數(shu)據(ju)都(dou)是(shi)可(ke)追(zhui)溯(su)的(de)。在(zai)新(xin)的(de)設(she)計(ji)下(xia),車(che)身(shen)與(yu)底(di)盤(pan)及(ji)動(dong)力(li)總(zong)成(cheng)的(de)結(jie)合(he)可(ke)以(yi)按(an)照(zhao)流(liu)水(shui)線(xian)的(de)方(fang)式(shi)連(lian)續(xu)進(jin)行(xing),減(jian)少(shao)了(le)部(bu)件(jian)的(de)等(deng)待(dai)時(shi)間(jian)。

  總裝車間承擔的另一個重任是通過生產的靈活性來配合寶馬對中國市場的精耕細作。今年5月,華晨寶馬在中國正式啟動BMW專屬定製服務,首先應用於BMW5係車型,年內推廣到BMW3係和X1上。

  全新BMW3係標準軸距、長軸距和X1都(dou)是(shi)鐵(tie)西(xi)工(gong)廠(chang)目(mu)前(qian)生(sheng)產(chan)的(de)車(che)型(xing)。為(wei)客(ke)戶(hu)提(ti)供(gong)專(zhuan)屬(shu)定(ding)製(zhi)服(fu)務(wu),意(yi)味(wei)著(zhe)工(gong)廠(chang)要(yao)實(shi)現(xian)訂(ding)單(dan)式(shi)生(sheng)產(chan),這(zhe)也(ye)是(shi)當(dang)前(qian)汽(qi)車(che)行(xing)業(ye)的(de)一(yi)個(ge)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)。所(suo)謂(wei)訂(ding)單(dan)式(shi)生(sheng)產(chan),最(zui)基(ji)本(ben)的(de)做(zuo)法(fa)是(shi)根(gen)據(ju)經(jing)銷(xiao)商(shang)獲(huo)得(de)的(de)訂(ding)單(dan),在(zai)工(gong)廠(chang)“按需生產”,從而很好地控製庫存。隨著消費者個性化需求的增加,訂單式生產又成為汽車廠家營銷的新武器——用戶可以根據自己的喜好選擇車型甚至車輛的配置,工廠再根據訂單實際要求進行相應的生產。

  寶馬的最終目標是將鐵西工廠打造成一個全球生產靈活性最高的工廠,使其一個生產線能同時生產多個車型。

  其qi中zhong蘊yun含han的de挑tiao戰zhan是shi,如ru何he通tong過guo有you效xiao的de生sheng產chan組zu織zhi和he物wu流liu運yun送song,保bao證zheng每mei輛liang汽qi車che生sheng產chan時shi的de精jing確que性xing和he穩wen定ding性xing,同tong時shi在zai適shi當dang的de時shi間jian將jiang適shi當dang型xing號hao的de設she備bei輸shu送song到dao適shi當dang的de車che輛liang。在zai西xi門men子ziTIA概念的支持下,這些挑戰在總裝車間都得到了有效解決。

  有了西門子LIS識別係統的輔助,總裝車間取消了原來專門用於掃描車輛條形碼的工位。車輛每到一個工位,車型、車輛識別碼(VIN,Vehicle Identification Number)、根gen據ju車che輛liang的de不bu同tong配pei置zhi需xu要yao裝zhuang配pei的de各ge種zhong零ling件jian等deng信xin息xi會hui自zi動dong顯xian示shi在zai工gong位wei前qian方fang的de操cao作zuo屏ping上shang,甚shen至zhi會hui自zi動dong提ti供gong圖tu片pian及ji裝zhuang配pei輔fu助zhu指zhi令ling直zhi接jie引yin導dao工gong人ren完wan成cheng相xiang應ying工gong作zuo。

  “立體倉庫”則是二期建設中西門子對總裝車間進行的改造項目之一,全部應用西門子PLC來lai完wan成cheng。該gai係xi統tong在zai不bu需xu要yao人ren工gong幹gan預yu的de情qing況kuang下xia,針zhen對dui不bu同tong車che型xing,可ke以yi從cong倉cang庫ku調tiao出chu所suo需xu要yao的de動dong力li總zong成cheng托tuo盤pan排pai成cheng相xiang應ying的de生sheng產chan序xu列lie,為wei工gong人ren操cao作zuo提ti供gong具ju體ti支zhi持chi。這zhe在zai很hen大da幅fu度du上shang降jiang低di了le工gong人ren裝zhuang錯cuo零ling部bu件jian或huo者zhe裝zhuang的de零ling部bu件jian不bu達da標biao的de風feng險xian,不bu但dan提ti高gao了le生sheng產chan效xiao率lv,更geng保bao證zheng了le車che輛liang的de質zhi量liang。

  在總裝車間靈活生產上發揮重要作用的還有西門子提供的基於SimaticS7-400自zi動dong化hua係xi統tong的de解jie決jue方fang案an。這zhe個ge係xi統tong所suo具ju有you的de模mo板ban擴kuo展zhan和he配pei置zhi功gong能neng,使shi其qi能neng夠gou按an照zhao不bu同tong的de需xu求qiu靈ling活huo組zu合he。以yi合he車che步bu驟zhou為wei例li,按an照zhao西xi門men子zi工gong廠chang自zi動dong化hua工gong程cheng有you限xian公gong司si(SFAE)汽車項目組項目經理裘驍峰的說法,“隻要把車型輸進去,需要的軸距就可自動調整,精確度可以達到0.5毫米以內”。在中國市場,由於本土消費者對於後排舒適度的關注,推出標準軸距和加長軸距的同款車型已經成為汽車廠商們的重要賣點。西門子SiamticS7-400係統在車輛軸距選擇上的靈活性,對寶馬的價值不言而喻。

  走在明亮、潔淨的廠房裏,你除了會不斷顛覆對“工廠”和“車間”的傳統理解,還很難忽略那些同時“飛在頭上”和“走在身邊”的de車che身shen。整zheng個ge車che間jian分fen為wei兩liang層ceng,合he理li利li用yong了le空kong中zhong和he地di麵mian物wu流liu的de空kong間jian優you勢shi,可ke以yi讓rang零ling部bu件jian和he預yu裝zhuang模mo塊kuai盡jin可ke能neng通tong過guo最zui短duan的de路lu線xian輸shu送song到dao生sheng產chan線xian上shang。

  為了讓物流傳送更穩定快捷,西門子充分發揮本地研發的創新能力,減少機械設備的能源消耗,加快了新車上市的速度。

  “以前車身輸送運行軌跡是筆直向上,上升到一定高度往前平移,然後再向上,這樣不僅速度慢,還容易對機器造成磨損,”裘驍峰回憶說,“我(wo)們(men)就(jiu)提(ti)出(chu)了(le)車(che)身(shen)輸(shu)送(song)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)軌(gui)跡(ji)優(you)化(hua)的(de)方(fang)案(an),把(ba)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)的(de)路(lu)線(xian)改(gai)成(cheng)斜(xie)著(zhe)向(xiang)上(shang)走(zou),有(you)效(xiao)縮(suo)短(duan)了(le)運(yun)轉(zhuan)時(shi)間(jian)。接(jie)下(xia)來(lai),西(xi)門(men)子(zi)在(zai)中(zhong)國(guo)其(qi)他(ta)汽(qi)車(che)廠(chang)商(shang)的(de)生(sheng)產(chan)線(xian)建(jian)設(she)中(zhong),都(dou)會(hui)以(yi)此(ci)為(wei)參(can)照(zhao)模(mo)板(ban)來(lai)做(zuo)。”

  由於生產的特殊性,總裝車間是鐵西工廠工人數量最多的車間,目前有2000多名工人。擁有C型鉗的翻轉工位是總裝車間的另一大特色。這也是國內第一條翻轉工位生產線,全部吊具由西門子在上海建造、測(ce)試(shi)後(hou)運(yun)輸(shu)到(dao)鐵(tie)西(xi)工(gong)廠(chang)完(wan)成(cheng)安(an)裝(zhuang)與(yu)調(tiao)試(shi)。車(che)身(shen)能(neng)夠(gou)翻(fan)轉(zhuan),汽(qi)車(che)的(de)底(di)盤(pan)裝(zhuang)配(pei)就(jiu)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)流(liu)水(shui)線(xian)來(lai)完(wan)成(cheng),改(gai)變(bian)了(le)以(yi)往(wang)必(bi)須(xu)在(zai)一(yi)個(ge)工(gong)位(wei)完(wan)成(cheng)所(suo)有(you)底(di)盤(pan)裝(zhuang)配(pei)的(de)傳(chuan)統(tong)方(fang)式(shi),有(you)效(xiao)提(ti)高(gao)了(le)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)。翻(fan)轉(zhuan)工(gong)位(wei)在(zai)設(she)計(ji)時(shi)還(hai)充(chong)分(fen)考(kao)慮(lv)了(le)人(ren)體(ti)工(gong)程(cheng)學(xue)原(yuan)理(li),使(shi)不(bu)同(tong)身(shen)高(gao)的(de)員(yuan)工(gong)在(zai)安(an)裝(zhuang)不(bu)同(tong)部(bu)件(jian)時(shi),能(neng)夠(gou)選(xuan)擇(ze)自(zi)己(ji)最(zui)省(sheng)力(li)、最舒適的工作姿勢。

  就像總裝車間高效穩定的生產必須依靠每個一線工人良好的工作狀態,西門子TIA在實際執行過程的出色表現也需要每個現場支持人員發揮高水平的職業素養。身為項目經理,裘驍峰每天至少要在總裝車間走滿7到8圈quan。這zhe樣yang做zuo的de目mu的de一yi方fang麵mian是shi及ji時shi發fa現xian和he處chu理li現xian場chang問wen題ti,另ling一yi方fang麵mian也ye是shi為wei了le拜bai訪fang客ke戶hu,傾qing聽ting他ta們men的de建jian議yi和he意yi見jian。為wei了le保bao證zheng每mei天tian都dou能neng及ji時shi了le解jie現xian場chang和he客ke戶hu反fan饋kui,裘qiu驍xiao峰feng的de休xiu息xi時shi間jian經jing常chang花hua在zai了le練lian競jing走zou上shang。“作為一個好的現場管理者一定要有很好的體能。”他解釋說。

  zaizongzhuangchejiandeerqijianshezhong,jingchangbaxiuxishijianyongzaifuwukehushangdeximenziyuangonghaibuzhiyouqiuxiaofeng。youyuerqijiansheshiyigegaizaoxiangmu,bixuzaibuyingxiangzongzhuangchejianzhengchangshengchandeqiantixiajinxing。zhejiuyiweizhe,ximenzideyuangongbixuliyongzhourihuozhejiejiarizheyangdegongchangxiuxishijian,wanchengxiangmugaizao。zhengshizhuanyedejishuhechanpinyijizhuanyerenyuanxiangjiehe,caizuizhongsuzaochuximenzi“可信賴的合作夥伴”形象。而作為寶馬認定的未來15年全新自動化技術首選全球供應商,西門子毫無疑問是寶馬在中國精耕細作時最重要的合作夥伴之一。

  盡管中國汽車市場增速明顯放緩,並終將回歸理性低速增長,寶馬依然在此寄予厚望。據麥肯錫預測,中國最早將在2016年取代美國成為全球最大豪華車市場,到2020年預計將超越歐洲市場。而不管是寶馬還是大眾、奔馳,這些為消費者熟知的汽車公司在中國攻城略地的背後,其實都離不開西門子這樣可信賴的核心夥伴。

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