2025年鳳凰車研所《制造沒想到》想做點(diǎn)不一樣的視頻。去深入中國最先進(jìn)的制造業(yè)工廠,看看那些產(chǎn)品背后的故事。
我們的第一站,是中國最年輕的整車工廠之一——蔚來新橋F2工廠。從它正式投產(chǎn)的時(shí)間算起,現(xiàn)在的它剛剛兩歲半。
一座整車工廠,一般都有四大工藝:沖壓——焊裝——涂裝——總裝。沖壓車間負(fù)責(zé)把鋼鋁這些金屬材料,壓制成車身的各個(gè)部件。而焊裝車間,負(fù)責(zé)把沖壓好的金屬部件,焊接成一個(gè)完整的白車身。隨后這些白車身,會被送入涂裝車間,進(jìn)行電泳等處理并噴漆,最后送入總裝車間,安裝大到中控臺、天幕、風(fēng)擋玻璃,小到雷達(dá)、攝像頭、車標(biāo)這些零部件,車輛檢查合格之后,就走完了整個(gè)生產(chǎn)流程。
新橋F2工廠的車身車間在眾多汽車制造工廠中獨(dú)樹一幟,其最大的區(qū)別就在焊裝車間,新橋工廠叫它車身車間。這里目前生產(chǎn)ET5、ET5t、ES8、EC7、樂道L60以及最新的ET9,這些產(chǎn)品一半采用傳統(tǒng)的鋼材車身,另一半是全鋁車身。對于全鋁車身來說,不止需要焊接工藝,還要進(jìn)行鉚接、膠接,或者其他機(jī)械連接,所以稱呼為車身車間。
鋼鋁混合車身在汽車制造領(lǐng)域并非罕見,但蔚來在此基礎(chǔ)上解決了一個(gè)整車制造的大難題:如何在保持大批量生產(chǎn)的同時(shí),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高度定制化。這對于汽車制造商來說,無疑是一個(gè)挑戰(zhàn)。因?yàn)槎ㄖ苹a(chǎn)品意味著在沖壓環(huán)節(jié)需要頻繁更換模具,涂裝環(huán)節(jié)需要不斷換色,總裝環(huán)節(jié)則需要海量的零部件倉儲和繁重的配置匹配,對各環(huán)節(jié)的安裝技術(shù)也提出了極高的要求。作為對比,奔馳的定制化車型,一般需要 1-2 個(gè)月的生產(chǎn)周期。而定制化項(xiàng)目更多的保時(shí)捷,往往需要 3-6 個(gè)月。
然而,蔚來卻迎難而上,其在新橋F2工廠生產(chǎn)的所有車型均提供了定制化選擇。以ET5t為例,這款車型提供了兩種電池規(guī)格、十種外觀顏色、五種輪轂款式、六種內(nèi)飾顏色、三種材質(zhì)搭配以及十項(xiàng)選裝配置。而工廠總共需要支持359萬多種個(gè)性化搭配,這無疑對生產(chǎn)線提出了更高的要求。
更加值得一提的是,蔚來還堅(jiān)持“公平”原則,確保先下單的消費(fèi)者能夠先拿到車。這意味著工廠不能按照同一個(gè)SKU進(jìn)行批量生產(chǎn),而是需要根據(jù)消費(fèi)者的訂單進(jìn)行靈活調(diào)整,絕對是地獄難度的考驗(yàn)。
魔方存取平臺:生產(chǎn)流程的智能緩沖器
走進(jìn)蔚來新橋工廠,首先映入眼簾的是一個(gè)巨大的立體車庫,這也是工廠的一大亮點(diǎn)。這個(gè)車庫分為4列6層,最多可以存儲兩百多個(gè)不同顏色、不同車型的白車身,宛如一個(gè)透明的、巨型的“抓娃娃機(jī)”,堪稱工業(yè)奇觀。
新橋工廠里一共有三座魔方,總計(jì)可以儲存超過753白車身。魔方的硬件部分并不復(fù)雜,就是一個(gè)立體庫。軟件才是它發(fā)揮作用的關(guān)鍵。魔方之前的生產(chǎn)流程,無論沖壓、車身還是涂裝車間的關(guān)鍵工藝,都是 100% 由機(jī)器人控制的。如果和訂單耦合,按照訂單生產(chǎn),那就意味著,可能每生產(chǎn)一臺車,就要給幾千噸的沖壓機(jī),更換一次模具,給車身車間的941臺機(jī)器人,切換一遍程序,還要更換涂裝產(chǎn)線的噴漆顏色。
所以,魔方的意義,就是讓沖壓、車身和涂裝這三大車間,與訂單順序解耦。它們只和一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的訂單總量耦合。比如用戶下了1000 個(gè)訂單,有 500 臺A車型,300 臺B車型,CDEF車型各 50 臺,那么沖壓產(chǎn)線就可以按照同一車型,批量生產(chǎn),車身車間加工成完整的白車身之后,就可以進(jìn)入到涂裝車間的魔方存取平臺。
因此,魔方的意義就在于讓沖壓、車身和涂裝這三大車間與訂單順序解耦。它們只和一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的訂單總量耦合。比如,當(dāng)用戶下了1000個(gè)訂單,其中有500臺A車型,300臺B車型,CDEF車型各50臺時(shí),沖壓產(chǎn)線就可以按照同一車型批量生產(chǎn)。車身車間加工成完整的白車身后,進(jìn)入涂裝車間的魔方存取平臺。
在涂裝車間,根據(jù)車身噴漆顏色重新匹配順序,這樣就減少了換色次數(shù),不僅提升了效率,也提高了噴漆的質(zhì)量。當(dāng)這些白車身噴漆結(jié)束,運(yùn)出涂裝車間后,就會存入眼前的這座魔方。在這里,軟件系統(tǒng)會將它們再次與訂單順序匹配,然后進(jìn)入最終的總裝車間。
飛地智能裝配島:柔性生產(chǎn)的神經(jīng)末梢
在蔚來新橋F2工廠的總裝車間,作為工序最繁瑣的部分,這里負(fù)責(zé)將車輛的各個(gè)零部件準(zhǔn)確無誤地安裝到車身上,通常是工廠里人工最多的區(qū)域。新橋工廠比較特別的是,蔚來還是用自己的方法,先解決生產(chǎn)過程中的大題——尾門、天幕、儀表、前后風(fēng)擋。
與傳統(tǒng)整車工廠的總裝線相比,新橋工廠的一個(gè)顯著差異在于其飛地裝配島區(qū)域。在這里,并沒有傳統(tǒng)的輸送機(jī)來運(yùn)送白車身,而是全靠無人駕駛的AGV小車。這些AGV小車不僅負(fù)責(zé)運(yùn)送白車身,還包括天窗、儀表等大零部件的上料。
AGV小車作為工具,其優(yōu)勢在于不僅可以讓產(chǎn)線串聯(lián)或并聯(lián),最關(guān)鍵的是能夠與白車身及零部件之間實(shí)現(xiàn)通信。每個(gè)白車身都內(nèi)置了RFID標(biāo)簽,使得AGV能夠識別自己輸送的白車身型號,并將相應(yīng)零件運(yùn)送到指定的工區(qū),實(shí)現(xiàn)自動匹配。
在飛地裝配島上,有兩個(gè)封閉區(qū)域特別引人注目,它們負(fù)責(zé)裝配一個(gè)超大件——儀表臺。每個(gè)區(qū)域內(nèi)設(shè)置有三臺機(jī)器人和兩條AGV動線。由于儀表臺往往集中了許多定制項(xiàng),如內(nèi)飾顏色、材質(zhì)搭配等,需要高精度匹配。因此,系統(tǒng)會讓兩條路徑上的AGV小車根據(jù)訂單信息,將中控臺和白車身進(jìn)行匹配,并確保同一組的AGV自動進(jìn)入同一個(gè)安裝區(qū)域。
接下來的過程堪稱自動化生產(chǎn)的典范:AGV行駛到安裝位置后,后側(cè)機(jī)器人放入儀表臺;緊接著,前側(cè)的兩臺機(jī)器人會給車身和儀表臺拍攝多張照片,通過視覺計(jì)算確定它們的相對位置,實(shí)現(xiàn)精確匹配;后側(cè)機(jī)器人根據(jù)位置信息實(shí)施安裝,再由前側(cè)的兩臺機(jī)器人擰緊螺絲。整個(gè)過程用時(shí)不到兩分鐘,AGV自動駛出,完成了又一次高效、精準(zhǔn)的裝配。
這就是蔚來新橋F2工廠,實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn),解決個(gè)性化和大批量兩難的核心。魔方存取平臺,讓關(guān)鍵工序有了緩存,并且可以針對下一步的工藝,重新排列生產(chǎn)順序。飛地智能裝配島,可以讓總裝線上,最難裝配的部件,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)匹配,自動安裝。
天工系統(tǒng):數(shù)字孿生賦能制造全流程
在蔚來新橋工廠的總裝線上,工人們使用的電動擰緊槍看似普通,實(shí)則內(nèi)置了5G和WiFi6模塊。當(dāng)工人按照工序擰緊螺絲時(shí),屏幕會實(shí)時(shí)反饋軟件系統(tǒng)的信息。只有符合標(biāo)準(zhǔn)的角度和扭力,系統(tǒng)才會給出綠色反饋,確保所有螺絲都合格。
這一智能化過程只是新橋工廠智能制造的冰山一角。工廠通過打通制造運(yùn)營平臺MOP、物流執(zhí)行系統(tǒng)LES以及質(zhì)量管理系統(tǒng)Q Plant,構(gòu)建了一套名為“天工”的完整系統(tǒng)。天工系統(tǒng)管理的范圍涵蓋了生產(chǎn)、工藝、設(shè)備、人員和物料等各個(gè)方面,堪稱工廠的智能大腦。
為了讓天工系統(tǒng)能夠直接、深切地感知工廠的運(yùn)行狀態(tài),新橋工廠鋪設(shè)了總長90公里的100G光纖網(wǎng)絡(luò),相當(dāng)于修建了一條與北京5環(huán)長度相當(dāng)、帶寬達(dá)10萬兆的光纖通道。這一舉措為工廠的智能化管理提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)設(shè)施支撐。
在參觀新橋工廠之前,我們對先進(jìn)工廠的認(rèn)知可能還停留在擁有世界上最好的設(shè)備、最嚴(yán)苛的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和成熟的工藝上。然而,隨著近年來中國新建的最新、最先進(jìn)工廠的出現(xiàn),我們逐漸意識到,如今的工廠已經(jīng)不僅僅停留在設(shè)備和技術(shù)的層面,而是嘗試用最新的技術(shù)賦予工廠更高效、更聰明的大腦,實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的生產(chǎn)效率。
回顧中國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程,從1958年新中國第一批汽車工人手工測繪、仿制出第一臺轎車東風(fēng)轎車,到1984年德國大眾與中國簽約在上海生產(chǎn)桑塔納轎車,中國用市場換技術(shù),讓現(xiàn)代化的整車制造在中國落地。如今,隨著新能源車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,中國汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)翻開了新的篇章。
大家想讓我們?nèi)ヌ皆L哪座工廠呢?歡迎在評論區(qū)留言告訴我們。
本文來源:鳳凰科技
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蔚來新橋F2工廠是中國最年輕的整車工廠之一,以其柔性生產(chǎn)和定制化能力引人注目。該工廠通過魔方存取平臺實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵工序的緩沖,并利用飛地智能裝配島實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)匹配和自動安裝。天工系統(tǒng)作為智能大腦,賦予了工廠更高效、更聰明的管理能力。
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