2025年鳳凰車研所《制造沒想到》想做點不一樣的視頻。去深入中國最先進的制造業工廠,看看那些產品背后的故事。
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。從它正式投產的時間算起,現在的它剛剛兩歲半。
一座整車工廠,一般都有四大工藝:沖壓——焊裝——涂裝——總裝。沖壓車間負責把鋼鋁這些金屬材料,壓制成車身的各個部件。而焊裝車間,負責把沖壓好的金屬部件,焊接成一個完整的白車身。隨后這些白車身,會被送入涂裝車間,進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、風擋玻璃,小到雷達、攝像頭、車標這些零部件,車輛檢查合格之后,就走完了整個生產流程。
新橋F2工廠的車身車間在眾多汽車制造工廠中獨樹一幟,其最大的區別就在焊裝車間,新橋工廠叫它車身車間。這里目前生產ET5、ET5t、ES8、EC7、樂道L60以及最新的ET9,這些產品一半采用傳統的鋼材車身,另一半是全鋁車身。對于全鋁車身來說,不止需要焊接工藝,還要進行鉚接、膠接,或者其他機械連接,所以稱呼為車身車間。
鋼鋁混合車身在汽車制造領域并非罕見,但蔚來在此基礎上解決了一個整車制造的大難題:如何在保持大批量生產的同時,實現產品的高度定制化。這對于汽車制造商來說,無疑是一個挑戰。因為定制化產品意味著在沖壓環節需要頻繁更換模具,涂裝環節需要不斷換色,總裝環節則需要海量的零部件倉儲和繁重的配置匹配,對各環節的安裝技術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 個月的生產周期。而定制化項目更多的保時捷,往往需要 3-6 個月。
然而,蔚來卻迎難而上,其在新橋F2工廠生產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格、十種外觀顏色、五種輪轂款式、六種內飾顏色、三種材質搭配以及十項選裝配置。而工廠總共需要支持359萬多種個性化搭配,這無疑對生產線提出了更高的要求。
更加值得一提的是,蔚來還堅持“公平”原則,確保先下單的消費者能夠先拿到車。這意味著工廠不能按照同一個SKU進行批量生產,而是需要根據消費者的訂單進行靈活調整,絕對是地獄難度的考驗。
魔方存取平臺:生產流程的智能緩沖器
走進蔚來新橋工廠,首先映入眼簾的是一個巨大的立體車庫,這也是工廠的一大亮點。這個車庫分為4列6層,最多可以存儲兩百多個不同顏色、不同車型的白車身,宛如一個透明的、巨型的“抓娃娃機”,堪稱工業奇觀。
新橋工廠里一共有三座魔方,總計可以儲存超過753白車身。魔方的硬件部分并不復雜,就是一個立體庫。軟件才是它發揮作用的關鍵。魔方之前的生產流程,無論沖壓、車身還是涂裝車間的關鍵工藝,都是 100% 由機器人控制的。如果和訂單耦合,按照訂單生產,那就意味著,可能每生產一臺車,就要給幾千噸的沖壓機,更換一次模具,給車身車間的941臺機器人,切換一遍程序,還要更換涂裝產線的噴漆顏色。
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。它們只和一個時間段內的訂單總量耦合。比如用戶下了1000 個訂單,有 500 臺A車型,300 臺B車型,CDEF車型各 50 臺,那么沖壓產線就可以按照同一車型,批量生產,車身車間加工成完整的白車身之后,就可以進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。它們只和一個時間段內的訂單總量耦合。比如,當用戶下了1000個訂單,其中有500臺A車型,300臺B車型,CDEF車型各50臺時,沖壓產線就可以按照同一車型批量生產。車身車間加工成完整的白車身后,進入涂裝車間的魔方存取平臺。
在涂裝車間,根據車身噴漆顏色重新匹配順序,這樣就減少了換色次數,不僅提升了效率,也提高了噴漆的質量。當這些白車身噴漆結束,運出涂裝車間后,就會存入眼前的這座魔方。在這里,軟件系統會將它們再次與訂單順序匹配,然后進入最終的總裝車間。
飛地智能裝配島:柔性生產的神經末梢
在蔚來新橋F2工廠的總裝車間,作為工序最繁瑣的部分,這里負責將車輛的各個零部件準確無誤地安裝到車身上,通常是工廠里人工最多的區域。新橋工廠比較特別的是,蔚來還是用自己的方法,先解決生產過程中的大題——尾門、天幕、儀表、前后風擋。
與傳統整車工廠的總裝線相比,新橋工廠的一個顯著差異在于其飛地裝配島區域。在這里,并沒有傳統的輸送機來運送白車身,而是全靠無人駕駛的AGV小車。這些AGV小車不僅負責運送白車身,還包括天窗、儀表等大零部件的上料。
AGV小車作為工具,其優勢在于不僅可以讓產線串聯或并聯,最關鍵的是能夠與白車身及零部件之間實現通信。每個白車身都內置了RFID標簽,使得AGV能夠識別自己輸送的白車身型號,并將相應零件運送到指定的工區,實現自動匹配。
在飛地裝配島上,有兩個封閉區域特別引人注目,它們負責裝配一個超大件——儀表臺。每個區域內設置有三臺機器人和兩條AGV動線。由于儀表臺往往集中了許多定制項,如內飾顏色、材質搭配等,需要高精度匹配。因此,系統會讓兩條路徑上的AGV小車根據訂單信息,將中控臺和白車身進行匹配,并確保同一組的AGV自動進入同一個安裝區域。
接下來的過程堪稱自動化生產的典范:AGV行駛到安裝位置后,后側機器人放入儀表臺;緊接著,前側的兩臺機器人會給車身和儀表臺拍攝多張照片,通過視覺計算確定它們的相對位置,實現精確匹配;后側機器人根據位置信息實施安裝,再由前側的兩臺機器人擰緊螺絲。整個過程用時不到兩分鐘,AGV自動駛出,完成了又一次高效、精準的裝配。
這就是蔚來新橋F2工廠,實現柔性生產,解決個性化和大批量兩難的核心。魔方存取平臺,讓關鍵工序有了緩存,并且可以針對下一步的工藝,重新排列生產順序。飛地智能裝配島,可以讓總裝線上,最難裝配的部件,實現精準匹配,自動安裝。
天工系統:數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,實則內置了5G和WiFi6模塊。當工人按照工序擰緊螺絲時,屏幕會實時反饋軟件系統的信息。只有符合標準的角度和扭力,系統才會給出綠色反饋,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營平臺MOP、物流執行系統LES以及質量管理系統Q Plant,構建了一套名為“天工”的完整系統。天工系統管理的范圍涵蓋了生產、工藝、設備、人員和物料等各個方面,堪稱工廠的智能大腦。
為了讓天工系統能夠直接、深切地感知工廠的運行狀態,新橋工廠鋪設了總長90公里的100G光纖網絡,相當于修建了一條與北京5環長度相當、帶寬達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實的基礎設施支撐。
在參觀新橋工廠之前,我們對先進工廠的認知可能還停留在擁有世界上最好的設備、最嚴苛的技術標準和成熟的工藝上。然而,隨著近年來中國新建的最新、最先進工廠的出現,我們逐漸意識到,如今的工廠已經不僅僅停留在設備和技術的層面,而是嘗試用最新的技術賦予工廠更高效、更聰明的大腦,實現更優的生產效率。
回顧中國汽車產業的發展歷程,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轎車,到1984年德國大眾與中國簽約在上海生產桑塔納轎車,中國用市場換技術,讓現代化的整車制造在中國落地。如今,隨著新能源車產業的蓬勃發展,中國汽車產業已經翻開了新的篇章。
大家想讓我們去探訪哪座工廠呢?歡迎在評論區留言告訴我們。
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,以其柔性生產和定制化能力引人注目。該工廠通過魔方存取平臺實現關鍵工序的緩沖,并利用飛地智能裝配島實現精準匹配和自動安裝。天工系統作為智能大腦,賦予了工廠更高效、更聰明的管理能力。
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