是工业4.0的代表!也是建筑设计的杰作!宝马莱比锡工厂特别之处

数字科技互联界 2024-09-19 04:23:34

它曾被号称是最接近工业4.0的精益汽车工厂;它是一座汽车工厂,但却在建筑设计界获奖无数,是“建筑界女魔头”扎哈·哈迪德的得意代表作,对宝马具有革新意义;这座工厂很有趣,把四座硕大的风力发电机建在了工厂基地,为生产电动车型提供绿色能源;这座工厂拥有极为巧妙的“手指结构”装配线设计,非常灵活,目前能够在同一条生产线上生产两大品牌,并支持三种不同的动力系统,这在宝马全球生产网络中是首创......今天,小编就带你走进宝马莱比锡工厂。

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本文由e-works祖哥原创发布,文中图片均来自于宝马官网、Zaha Hadid Architects官网等,仅用作编辑目的。

如果你没有去过莱比锡,宝马位于中国沈阳的铁西工厂想必您有所耳闻。莱比锡工厂正是铁西工厂的原型,是铁西工厂的模仿对象,铁西工厂又被誉为“东方莱比锡”。

宝马铁西工厂内景

下文,小编将为您揭开宝马德国莱比锡工厂的5大独到之处:

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革命性的建筑杰作

堪称艺术馆的汽车工厂

宝马莱比锡工厂的中央大楼由著名建筑师扎哈·哈迪德设计,展现了建筑如何能积极影响团队合作和生产力。这个独特的建筑是工厂的沟通中心,连接着所有生产区域。

Photography @ Helene Binet(via Zaha Hadid Architects)

Photography @ Helene Binet(via Zaha Hadid Architects)

Photography @ Helene Binet(via Zaha Hadid Architects)

中央大楼是工厂和所有流程的核心,容纳了大量的管理和质量控制职能,并连接生产区域。形式与功能在这里结合。车身在被从一个生产区运送到下一个生产区时,可以从入口大厅看到。它们会从经理、设计师和专家的办公桌旁经过,甚至高悬在访客的头顶上方。

整个环境都是开放的,处于不断地运动中。办公区域便于接近,促进了思想的交流。透明的结构便于快速响应和协调,这对于宝马的质量和高效流程是一个决定性的优势。

Photography @ Helene Binet(via Zaha Hadid Architects)

宝马中央大楼对传统办公室进行了颠覆性的重新诠释,将建筑及其功能转变为一个更具活力和吸引力的“神经中枢”或“沟通节点”。它将整个制造园区的所有动线汇聚在一起,创造了一个超越传统“白领/蓝领”空间分隔的场所。中央大楼的概念和设计得到了广泛的认可,其中包括荣获2005年"德国建筑奖"。这是一个20年前的工厂设计,到现在依然具有科幻色彩和未来感,可以说在当时非常大胆和前卫。

莱比锡工厂厂区鸟瞰

02

极具灵活性的“手指结构”

或“梳齿结构”装配线

宝马莱比锡工厂的物流方案总设计师是德国物流研究院的院长库恩教授。他作为世界顶级物流专家,主持过众多城市物流规划与企业供应链设计项目,为德国物流业的发展做出了杰出贡献。

和国内常见的“四四方方”的厂区规划不同,德国物流研究院在宝马莱比锡项目上“坚持顺向规划原则”,先明确目标后设计业务流程,再选择技术设备,最后确定适合的建筑形态,以保证项目规划的成功。

宝马集团莱比锡工厂的可持续性和灵活性生产结构是其巨大优势,因为它能够应对未来的挑战。工厂的基础结构可以轻松修改和扩展,以适应未来的需求。生产大楼围绕中央大楼呈环形排列,距离短,未来扩展或新生产技术的整合有许多选择。中央大楼是工厂的核心和沟通中心,行政和质量中心都设在这里,为员工和访客提供空间。供应中心紧邻装配线,供应商和合作伙伴负责组件的预装配,这些组件按照顺序被送到装配线上。

莱比锡工厂结构示意图(图源:Allaboutlean)

装配线运行在装配大楼内部,每个“手指”都有一个环路。在上面的地图中,我根据手指命名这些分支,尽管我不确定宝马是否也是这样命名,或者仅仅使用编号。不管怎样,莱比锡的宝马工厂有五个“手指”,但一个拥有更多或更少“手指”的装配线也是可以想象的。

这种“手指”装配线相比传统的装配线有两个优势。第一是灵活性,第二是材料供应的便利性。宝马首次在莱比锡工厂尝试了这种系统,发现它非常适合他们的需求。他们计划在未来的工厂(有足够空间的工厂)中继续使用这种系统。据了解,他们位于南卡罗来纳州的工厂也在采用这种结构。

第一个优势是灵活性,以及为未来车型预留的装配线适应性。

宝马通常在一条装配线上运行所有产品,并且节拍时间很快。在莱比锡工厂,节拍时间为58秒,这是汽车装配线中相对较快的。然而,未来的车型可能会有不同的需求。下面的这段视频展示了莱比锡工厂一条生产线生产 Mini countryman 和 BMW 2个品牌以及3种驱动形式的场景,是其灵活性的最佳证明:

最为人知的是,当工厂在2005年开始生产时,电动车还只是概念车。第一辆商业化的宝马电动车是2013年的i3,随后是2014年的插电式混合动力车i8。i3从一开始就在莱比锡生产。然而,由于电动车动力系统不同,装配线需要更多的空间来增加额外的工位,以安装电池、电缆和其他内燃机不需要的部件。即便同样是驱动系统,车辆可能会有不同的功能和装配需求,更多或更少的工位将更为合适。

在莱比锡工厂的历史中,曾生产过十几款现在不再制造的车型,装配线也因此进行了多次调整。许多时候,这些变化需要更多的空间来增加新的或不同的装配工位。如果现有的装配线已经充分利用了可用空间,那么就没有办法扩展了。或许你可以在装配线的开头或结尾延长。

手指结构装配线示意图(图源:Allaboutlean)

总而言之,如果你不想移动大量昂贵的设备,可能需要在装配线的中间留出一些空间。而这正是“指状结构”的用武之地。这些“指状”部分允许你在五个不同位置中间延伸装配线,每个位置最多可延伸200米(然后再返回),直到到达相邻的建筑。这为装配线提供了极大的灵活性。BMW已经实际应用了这一点。如果你对比2005年该工厂的航拍照片和2024年的地图,你会发现有不少“手指”得到了延伸。2005年时还没有“拇指”,而“食指”也更短,“小指”似乎也有所延长。这些扩展可以在装配线运行期间进行,只有在最后连接时才需要停线。

第二个优势是材料供应的便利性。

“指状结构”设计使得卡车可以直接开进间隙处,几乎直接将材料送到装配线上。在莱比锡工厂,80%的零件都是按时生产(JIT)和按顺序生产(JIS)交付的。物流仓库也直接围绕装配建筑建设,常常通过桥梁直接连接到装配大厅。总的来说,这种“指状”设计使得材料运输到使用点变得更加方便。

手指结构装配线物流示意图(图源:Allaboutlean)

手指型总装产线布局国内少见,一是“每根手指”都可以快速伸缩,方便因为产品设计变化对工艺和产线的随时调整;二是产线全部沿着手指型厂房的外墙部署,每个工位都可以设置出入口,运送不同零组件的货车可直接开至离装配线工位最近的区域,零部件通过最近的出入口直接进入车间后送至相应工位完成组装,与先入库再二次配送上线的传统物流方式相比,节省了大量库存和不必要的作业时间。而且外部物流的任何变化对厂内影响很小,实现了高效物流拉动。

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四个大风车

践行绿色能源,可持续发展

2013年7月,四台风力发电机正式投入使用,每台的发电能力为2.5兆瓦,总年发电量达到26吉瓦时。这些绿色能源直接用于工厂电力供应,专供生产宝马i3和i8系列使用。该项目由风电场开发商wpd负责实施和运营,并将产生的电力出售给宝马。碳纤维增强塑料(CFK)首次在汽车行业的大规模生产中使用。到2030年,宝马集团的目标是在整个产品生命周期内减少40%的碳排放。

莱比锡工厂还是绿色氢能应用的开拓者,宝马一直在探索氢能作为生产中可行能源的潜力。在莱比锡工厂,宝马使用氢能为内部物流车辆提供动力,不管是叉车、工业卡车还是AGV小车。据悉,宝马集团在氢能源动力系统研发领域已深耕40余年,并累积了超过20年的氢燃料电池技术研发经验。

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莱比锡工厂

是宝马迈向电动未来的关键

电动化是宝马集团“第一战略”的核心支柱之一。宝马的“project i”旨在开发轻量化、环保的城市电动车概念,解决大城市中的出行和可持续性问题。项目分为三个阶段:首先是Mini E的示范项目,其次是2012年基于1系双门轿跑的BMW ActiveE全电动车测试,最后阶段是i3和i8电动车的开发。

早在2007年,宝马集团就启动了旨在推出电动车产品的“Project i”专门项目,莱比锡工厂在其中扮演了关键角色——从2013年起开始生产纯电动的BMW i3,汽车生产迎来了一个新时代。从2014年开始生产插电式混合动力超级跑车BMW i8。

BMW i8的生产

“Project i”项目孕育了新的生产技术和生产流程,实践了从电动化核心零部件到电动车整车生产的全过程。如今,宝马集团全球其它工厂在开始进行电动车生产时,都纷纷前往莱比锡工厂观摩和学习。

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莱比锡工厂是真正的以人为本

上文也提到了,莱比锡工厂的总体设计,尤其是中央大楼,就是为了创造一个开放的、透明的、易于交流的、超越传统“白领/蓝领”空间分隔的场所,为员工打造出色的工作环境。

BMW规定任何零部件超过6kg就必须配机械臂等助力装置,整个产线对如何进行劳动保护,方便工人操作等方面考虑非常细致,比如装配台位根据装配工人的体位按照预设的程序可以自动升降。借住协作机器人和机械外骨骼等。据官网介绍,宝马莱比锡工厂的总投资已超过40亿欧元。

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