“工業(yè)4.0”概念2013年悄然進(jìn)入中國(guó)，2014年得到廣泛熱議，2015年又該如何落地，想必這是全行業(yè)、全社會(huì)都尤為關(guān)注的。眾所周知，工業(yè)4.0分為三大主題：智能工廠、智能生產(chǎn)和智能物流。

　　目前看來(lái)，德國(guó)汽車行業(yè)作為制造業(yè)中技術(shù)含量、智能化程度較高，產(chǎn)業(yè)集中度較高的代表，能夠成為工業(yè)4.0的前沿陣地，如寶馬、奔馳、大眾、博世等公司都紛紛試水工業(yè)4.0。其中，寶馬萊比錫工廠作為寶馬公司在德國(guó)技術(shù)最先進(jìn)、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展都走在最前列的汽車工廠，可以看作是最具4.0工廠味道的代表之一。

　　寶馬選址萊比錫的主要原因

　　萊比錫位于德國(guó)東部的萊比錫盆地中央，得益于便利的地理位置及聞名的商貿(mào)線路，其成為今日德國(guó)最重要的工業(yè)重鎮(zhèn)之一。

　　近年來(lái)，越來(lái)越多的大型企業(yè)加速遷往萊比錫。2006年，亞馬遜（Amazon）在萊比錫新開(kāi)物流中心,占地超過(guò)7公頃。2010年，加拿大未來(lái)電子（Futuacre Eletronic）在萊比錫北部建立了一個(gè)歐洲物流中心，為整個(gè)歐洲供應(yīng)元部件。不過(guò)，更值得一提的還屬汽車產(chǎn)業(yè)，目前寶馬與保時(shí)捷都在萊比錫設(shè)立工廠。隨著一系列汽車巨頭的入駐，萊比錫不僅遵循歐盟向東擴(kuò)張的策略，也在國(guó)際市場(chǎng)扮演著物流中轉(zhuǎn)站的重要角色。

　　如今，寶馬的物流網(wǎng)絡(luò)已能從德國(guó)直接輻射至中國(guó)市場(chǎng)。在萊比錫工廠生產(chǎn)組裝的各種寶馬車型，通過(guò)萊比錫的物流網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過(guò)俄羅斯，輻射整個(gè)亞歐大陸，最后來(lái)到中國(guó)。

　　除了地理優(yōu)勢(shì)外，萊比錫的專業(yè)物流園區(qū)也極具誘惑力。該物流園區(qū)由12個(gè)單元組成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都設(shè)有功能齊全的裝備，如連續(xù)裝卸系統(tǒng)、傳送帶、推車傳送系統(tǒng)等將整個(gè)園區(qū)連接起來(lái)，園區(qū)內(nèi)可輕松完成裝卸、分揀、配送、倉(cāng)儲(chǔ)和裝運(yùn)等一系列物流操作。另外，整個(gè)物流園區(qū)的每個(gè)建筑單元內(nèi)部都有道路交通系統(tǒng)，并至少配備兩個(gè)入口作為功能分區(qū)，每個(gè)建筑單元早已裝好通信系統(tǒng)與消防系統(tǒng)，可以讓企業(yè)“拎包入住”。

　　由此看出，寶馬選擇萊比錫主要?dú)w為六大理由：理想的第三方運(yùn)輸中轉(zhuǎn)站、活躍的市場(chǎng)環(huán)境、24小時(shí)不間斷的機(jī)場(chǎng)、高效的物流網(wǎng)絡(luò)、強(qiáng)大的汽車產(chǎn)業(yè)、專業(yè)的熟練勞動(dòng)力與低成本土地。

　　寶馬汽車公司投資13億歐元建造的萊比錫工廠于2005年正式投產(chǎn)。2006年，萊比錫工廠下線了第10萬(wàn)臺(tái)寶馬3系轎車。2010年，成功下線了第100萬(wàn)臺(tái)寶馬1系轎車。進(jìn)入2013年，萊比錫工廠開(kāi)啟全新電動(dòng)時(shí)代，開(kāi)始生產(chǎn)寶馬i系列電動(dòng)汽車。2014年，寶馬最新款2系運(yùn)動(dòng)轎車也在萊比錫正式投產(chǎn)。

　　萊比錫工廠的物流創(chuàng)新

　　寶馬萊比錫工廠的整體設(shè)計(jì)思路十分創(chuàng)新，作為核心的中央大樓因其設(shè)計(jì)創(chuàng)新性而榮獲2005年德國(guó)建筑獎(jiǎng)。為能靈活應(yīng)對(duì)未來(lái)需求，寶馬在萊比錫設(shè)計(jì)出了最可持續(xù)和高效靈活的生產(chǎn)與物流模式。與中國(guó)傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)廠房設(shè)計(jì)不同，圍繞中央大樓建設(shè)的三大核心生產(chǎn)區(qū)域（即車身車間、噴涂車間和總裝車間）呈現(xiàn)出不規(guī)則排列(圖1)。

　　貫穿占地面積40000 m²的中央大樓核心區(qū)域天花板上方的是一個(gè)空中走廊，其由一個(gè)有600臺(tái)輸送機(jī)的懸掛式輸送系統(tǒng)組成，主要用于連接焊裝、涂裝和總裝3個(gè)車間。該系統(tǒng)可將原始車身從車身車間輸送到車身倉(cāng)庫(kù)，再送至噴涂車間，之后再將其送回車身倉(cāng)庫(kù)，最后從車身倉(cāng)庫(kù)送至總裝車間。另外，車身倉(cāng)庫(kù)被設(shè)計(jì)為一個(gè)混裝倉(cāng)庫(kù)，已噴涂車身和原始車身都被暫存于此。

　　鑒于車身穿梭于空中走廊的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使得主要辦公區(qū)和生產(chǎn)車間兩者能夠相互滲透、融為一體，讓工廠整體感更強(qiáng)，甚至在員工食堂和會(huì)議室也能看到實(shí)時(shí)的車身輸送過(guò)程和訂單不同階段；這讓各生產(chǎn)區(qū)域之間實(shí)現(xiàn)了高效互聯(lián)，使車身輸送過(guò)程做到一覽無(wú)余。由此，寶馬的工程師們可以在車間或是走廊、甚至餐廳的任何地方，實(shí)時(shí)跟蹤訂單狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和調(diào)整生產(chǎn)進(jìn)度，讓人與工廠實(shí)現(xiàn)完美融合。

　　在萊比錫工廠，每天約有一萬(wàn)立方米的材料被輸送至各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為確保物流的高效、精益、低庫(kù)存，所要運(yùn)輸?shù)牟牧媳仨氃谡_時(shí)間以正確的順序到達(dá)相應(yīng)地點(diǎn)，這就需要高效精準(zhǔn)的物流系統(tǒng)以及和供貨商之間的密切配合。

　　寶馬的生產(chǎn)計(jì)劃主要按照客戶訂單來(lái)制定，零部件供應(yīng)商會(huì)按照生產(chǎn)訂單按序供貨，供應(yīng)商與生產(chǎn)之間的JIT生產(chǎn)模式，也因總裝車間獨(dú)特的梳狀結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)得到更加充分的實(shí)施。運(yùn)送不同零組件的貨車可直接開(kāi)至離裝配線最近的區(qū)域，部件進(jìn)廠后可直接送至相應(yīng)工位完成組裝，與先入庫(kù)再二次配送上線的傳統(tǒng)物流方式相比，節(jié)省了大量庫(kù)存和不必要的作業(yè)時(shí)間。這種創(chuàng)新的物流模式，不僅縮短了生產(chǎn)和物流供應(yīng)的距離，也為未來(lái)的生產(chǎn)線擴(kuò)展、引入新技術(shù)打下了良好的基礎(chǔ)，以最小的投資成本實(shí)現(xiàn)高效集成。

　　寶馬汽車的“工業(yè)4.0”之路

　　寶馬萊比錫工廠因在精益管理方面的卓越成就，而多次榮獲德國(guó)及歐洲權(quán)威機(jī)構(gòu)頒發(fā)的“精益和綠色管理獎(jiǎng)”和“最佳工廠”等獎(jiǎng)項(xiàng)，這些都得益于萊比錫工廠在靈活生產(chǎn)、可持續(xù)資源利用、企業(yè)精益管理等方面的持續(xù)創(chuàng)新。

　　在寶馬始終提供高品質(zhì)產(chǎn)品的背后，正是有一套高效靈活的生產(chǎn)物流體系作為支撐。該工廠經(jīng)理表示“寶馬永遠(yuǎn)是為客戶及自己的員工著想，質(zhì)量永遠(yuǎn)是我們的最高優(yōu)先級(jí)”。從2014年7月開(kāi)始，萊比錫工廠開(kāi)始1系和2系車型串行生產(chǎn)，有時(shí)候，更是需要1系、2系和X1多款車型在一條生產(chǎn)線混合生產(chǎn)。由于寶馬萊比錫工廠繁忙的業(yè)務(wù)需求，工廠人員近年來(lái)持續(xù)增加。2014年7月，萊比錫工廠共有4000名員工，其中1400名都是2011-2014年間新加入的。

　　標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和數(shù)字化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的基礎(chǔ)，這一點(diǎn)在寶馬萊比錫工廠能夠得到充分印證。寶馬1系和2系車型同屬一個(gè)平臺(tái)，為此可以共用同一生產(chǎn)線，且裝配時(shí)的大部分組件也是通用的。通過(guò)選配不同模塊（如汽車電子單元）、不同車體顏色，靈活生產(chǎn)出滿足不同客戶需求的差異化車型，讓模組的數(shù)量大大簡(jiǎn)化。而實(shí)現(xiàn)小批量、多品種定制化混線生產(chǎn)的重要前提就是標(biāo)準(zhǔn)化，同樣，模塊化和數(shù)字化為此生產(chǎn)模式提供了更多可能。

　　正因?yàn)槿绱耍瑢汃R萊比錫工廠目前不僅能做到多種車型按訂單生產(chǎn)和混線生產(chǎn)，還能在不損失生產(chǎn)節(jié)拍和品質(zhì)的前提下，實(shí)現(xiàn)每臺(tái)下線車型都能滿足大規(guī)模定制的市場(chǎng)需求，即每一臺(tái)寶馬汽車可以根據(jù)客戶的意愿生產(chǎn)出來(lái)，這一點(diǎn)很符合工業(yè)4.0的特性之一。

　　1.傳統(tǒng)工藝 經(jīng)典傳承

　　一臺(tái)經(jīng)典的寶馬汽車在萊比錫工廠“從無(wú)到有”，會(huì)經(jīng)過(guò)沖壓車間、車身車間、涂裝車間和總裝車間四個(gè)階段。

　　沖壓車間負(fù)責(zé)將汽車鋼板精美塑形，這是萊比錫工廠的生產(chǎn)起點(diǎn)。約100米長(zhǎng)的沖壓線可生產(chǎn)不同車型需要的絕大多數(shù)車身部件，包括車架側(cè)部件、車門、車頂及引擎蓋等。車間里的伺服高速?zèng)_壓機(jī)達(dá)到了萬(wàn)噸級(jí)，是全球同級(jí)別沖壓機(jī)中技術(shù)最先進(jìn)、速度最快的。數(shù)百片鋼板在車身車間被焊接組成車身，超過(guò)5000個(gè)焊點(diǎn)足以確保車身的堅(jiān)固性。車間機(jī)器人數(shù)量約有800臺(tái)，是萊比錫工廠里自動(dòng)化程度最高的車間(圖2)。

　　涂裝車間主要擔(dān)負(fù)兩大職責(zé)：確保白車身不染塵埃和為白車身著色，并確保車身光澤晶亮持久。在這里，每臺(tái)車都需要噴涂最為環(huán)保的四層水性車漆。頭兩層漆主要為防止腐蝕和提供不受環(huán)境影響的最佳保護(hù)。待四層噴涂完成后，每輛車就有了不同的個(gè)性，繽紛色彩足以滿足客戶的不同需求（圖3）。

　　寶馬之所以能根據(jù)客戶需求定制出獨(dú)一無(wú)二的產(chǎn)品，總裝車間發(fā)揮了重要作用。在車輛組裝過(guò)程中，工人按照客戶訂單進(jìn)行定制化組裝，這就對(duì)物流提出了更高要求，必須按序?qū)⑺璁a(chǎn)品準(zhǔn)確送至生產(chǎn)線上。由于實(shí)現(xiàn)了模塊化的組件設(shè)計(jì)，裝配線上幾乎不會(huì)出現(xiàn)兩輛完全一樣的車型。在產(chǎn)品交付用戶前，還要經(jīng)過(guò)嚴(yán)苛的檢測(cè)，只有符合寶馬質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后，才能離開(kāi)萊比錫。

　　2.寶馬開(kāi)啟全新電動(dòng)時(shí)代

　　寶馬萊比錫工廠作為世界上最先進(jìn)、可持續(xù)的汽車工廠之一，在汽車產(chǎn)業(yè)逐漸步入電動(dòng)時(shí)代的今天，也力爭(zhēng)成為電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)軍者。2013年9月，萊比錫工廠正式投產(chǎn)寶馬電動(dòng)汽車i3，2014年5月，寶馬i8相繼投產(chǎn)。除了推出全新的i系列電動(dòng)車型外，寶馬也力爭(zhēng)在新車型的生產(chǎn)工藝上有所創(chuàng)新。

　　寶馬用于生產(chǎn)i系列車型的車間與傳統(tǒng)汽車制造工藝有很大不同。由于i系列的車身主要采用碳纖維強(qiáng)化塑料（以下簡(jiǎn)稱CFRP），CFRP生產(chǎn)車間相當(dāng)于傳統(tǒng)的沖壓車間，制造出的CFRP部件按照覆蓋件和結(jié)構(gòu)件分別運(yùn)送至噴涂車間和車身車間。用于表面的覆蓋件在噴涂車間完成顏色噴涂，結(jié)構(gòu)件在車身車間完成拼接成型，最后在總裝車間完成整車裝配。值得一提的是，雖然仍有噴涂車間，但因?yàn)椴捎萌虏牧希啾葌鹘y(tǒng)鋼制車身的防銹工序，省去了清洗、磷化及電泳等前處理工序。i系列的噴涂車間，只會(huì)對(duì)覆蓋件進(jìn)行噴涂處理，工序的簡(jiǎn)化極大減少了能源的消耗。

　　以寶馬i8為例，整個(gè)車身結(jié)構(gòu)按材料可分為兩部分，一是CFRP材料的車身，另一是車頭處的鋁合金支架總成。在車身車間拼接成型后，車身抵達(dá)總裝車間完成最后的裝配工序。車身抵達(dá)總裝線的第一道工序是安裝車頂。CFRP材質(zhì)的車頂與同材質(zhì)車身采用粘合方式進(jìn)行固定，兩者依靠夾具貼合30分鐘后即可保持粘合狀態(tài)。

　　在夾具輔助車頂粘合期間，裝配人員會(huì)完成整車線束的鋪設(shè)工作，每包線束對(duì)應(yīng)一輛車。第一個(gè)工位的裝配工作結(jié)束后，撤掉車頂夾具送至第二個(gè)工位，而后依次完成儀表臺(tái)、座椅、車門、內(nèi)飾等安裝。最后是合車工位，即車身與包括動(dòng)力系統(tǒng)、電池及懸架在內(nèi)的車底總成完成裝配（圖4）。

　　對(duì)于一款電動(dòng)汽車，動(dòng)力總成和電池安裝于車底的金屬框架中，不僅起到托盤(pán)的作用，在被動(dòng)安全方面，也對(duì)電池及車身起到重要的保護(hù)作用。待所有裝配工序完畢后，同樣是將車輛駛離裝配線進(jìn)入質(zhì)檢環(huán)節(jié)。由于在最后一個(gè)工位的裝配過(guò)程中，一直在給電池充電，所以車輛能以電動(dòng)模式在車間內(nèi)移動(dòng)，這樣也省去了車間內(nèi)的尾氣回收系統(tǒng)。由于寶馬i系列車型在生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)保的杰出貢獻(xiàn)，2013年12月，寶馬萊比錫工廠被授予LEED（領(lǐng)先能源與環(huán)境設(shè)計(jì)）金獎(jiǎng)。

　　3.全球最可持續(xù)的汽車工廠

　　截止2013年，寶馬集團(tuán)已連續(xù)8年成為全球最具可持續(xù)發(fā)展力的汽車制造商，這得益于寶馬一直致力于研發(fā)環(huán)保車型，不斷采用新技術(shù)，持續(xù)降低汽車制造工藝中對(duì)資源消耗和環(huán)境的影響。在萊比錫工廠，從環(huán)保無(wú)污染的生產(chǎn)流程, 到不斷研發(fā)低能耗的新能源汽車，再到實(shí)施各種綠色回收項(xiàng)目，寶馬始終在公司運(yùn)營(yíng)過(guò)程中將資源利用率最大化，將可持續(xù)發(fā)展貫穿于整個(gè)價(jià)值鏈。

　　萊比錫工廠做到最大限度自然采光，將電能使用降至最低。因?yàn)槿R比錫天氣不算太炎熱，只需解決供暖問(wèn)題即可，而工廠內(nèi)部供暖主要來(lái)自于附近發(fā)電廠排出的“廢氣”。由于工廠采用的是柔性生產(chǎn)方式，按照訂單生產(chǎn)可以靈活調(diào)節(jié)產(chǎn)能，避免不必要的資源浪費(fèi)。

　　寶馬i系列車型的生產(chǎn)過(guò)程更將環(huán)保做到極致。廠房與其他常規(guī)車型不在一起，i系列生產(chǎn)所需的電能全部來(lái)源于工廠旁的四個(gè)大型風(fēng)機(jī)（圖1）。i系列作為寶馬最新的電動(dòng)車型，在汽車設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、能源利用乃至舊車回收再利用的整個(gè)閉環(huán)汽車生命周期都做到了環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。

　　寶馬給中國(guó)制造業(yè)的啟示

　　當(dāng)前，德國(guó)汽車制造業(yè)已率先進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代。其從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈管理，全程實(shí)現(xiàn)了智能裝配、智能生產(chǎn)配送和智能供應(yīng)鏈調(diào)度。

　　縱觀中國(guó)，制造業(yè)一直作為我國(guó)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，但近年來(lái)，中國(guó)制造卻面臨“前后夾擊”的布局。一方面，東南亞國(guó)家憑借更廉價(jià)的勞動(dòng)力，吸引了在中國(guó)的外資企業(yè)轉(zhuǎn)移產(chǎn)能；另一方面，歐美國(guó)家重振制造業(yè)，造成在華的外資高端制造業(yè)回流。中國(guó)制造業(yè)發(fā)展多年，仍徘徊于產(chǎn)業(yè)鏈中低端，轉(zhuǎn)型升級(jí)將成為當(dāng)前中國(guó)制造業(yè)必須的抉擇。從這一角度看，中國(guó)制造企業(yè)更應(yīng)抓住機(jī)遇實(shí)現(xiàn)崛起。《中國(guó)制造業(yè)發(fā)展綱要(2015-2025)》被譽(yù)為“中國(guó)版工業(yè)4.0規(guī)劃”，主要借鑒德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略，有的放矢地推動(dòng)中國(guó)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造，促進(jìn)工業(yè)化和信息化深度融合，加快中國(guó)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)型步伐。

　　工業(yè)4.0時(shí)代下，客戶需求個(gè)性化，產(chǎn)品創(chuàng)新周期縮短，生產(chǎn)節(jié)拍加快，這不僅是生產(chǎn)型企業(yè)面臨的重要課題，也是對(duì)支撐生產(chǎn)的物流產(chǎn)業(yè)提出的巨大挑戰(zhàn)。不僅要求單體設(shè)備是智能的，且設(shè)備之間還要實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，滿足智能生產(chǎn)和智能物流要求，進(jìn)而打造智能工廠、實(shí)現(xiàn)智能制造。在此方面，德國(guó)弗勞恩霍夫物流研究院(Fraunhofer IML，簡(jiǎn)稱德國(guó)物流研究院)作為歐洲最具權(quán)威的物流規(guī)劃和應(yīng)用研究機(jī)構(gòu)，一直不斷引領(lǐng)全球物流技術(shù)裝備業(yè)的發(fā)展，將新技術(shù)和解決方案的研發(fā)與應(yīng)用作為業(yè)務(wù)核心，其也是德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略的倡導(dǎo)者之一。

　　在寶馬萊比錫項(xiàng)目上，德國(guó)物流研究院榮譽(yù)院長(zhǎng)庫(kù)恩教授帶領(lǐng)的專業(yè)團(tuán)隊(duì)在工廠選址、物流集貨、廠區(qū)規(guī)劃等方面給予了寶馬大量技術(shù)支持。此外，德國(guó)物流研究院還在萊比錫物流園區(qū)規(guī)劃和設(shè)計(jì)方面給予了專業(yè)支持，并對(duì)萊比錫地區(qū)物流潛力進(jìn)行了專業(yè)評(píng)估。

　　與國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的四四方方廠區(qū)規(guī)劃不同，德國(guó)物流研究院對(duì)于寶馬萊比錫工廠“堅(jiān)持順向規(guī)劃原則”，先明確業(yè)務(wù)流程，再選擇技術(shù)設(shè)備，最后確定適合的建筑形態(tài)，以此保證項(xiàng)目規(guī)劃的成功。創(chuàng)新的物流規(guī)劃方案，確保了產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)轉(zhuǎn)順暢，讓寶馬供應(yīng)鏈的效率顯著提高，物流成本大大降低。更重要的是，成就了寶馬高效靈活、智能化、個(gè)性化的汽車生產(chǎn)模式。