北京奔馳（簡稱 BBDC）可謂國內(nèi)轎車總裝車廠皇冠上的一顆寶石，BBDC新工廠第一期建設(shè)工程 30 萬平方米，具備年產(chǎn)10萬輛汽車的生產(chǎn)能力，協(xié)同工作生產(chǎn)不同款式的奔馳和克萊斯勒品牌汽車，因此高性能的生產(chǎn)線和裝配線是其根本保證。數(shù)年來，BBDC一直追逐著汽車柔性制造的夢想，在北京奔馳新廠的設(shè)計階段，工程師們便把柔性制造作為戰(zhàn)略性措施予以重視，力圖通過柔性制造實現(xiàn)跨越式發(fā)展，并且選擇了西門子故障安全系統(tǒng)為制造產(chǎn)線保駕護(hù)航。新廠投產(chǎn)近兩年的時間里，通過在汽車產(chǎn)業(yè)中市場競爭角逐的洗禮，西門子安全產(chǎn)品作為強(qiáng)大后盾，免除了北京奔馳生產(chǎn)過程中安全控制的后顧之憂。
柔性制造是當(dāng)代汽車生產(chǎn)中一個充滿魔力的詞匯，數(shù)年來，北京奔馳一直追逐著汽車柔性制造的夢想。所謂“柔性制造”是由信息控制系統(tǒng)、物料儲運(yùn)系統(tǒng)和一組數(shù)字控制加工設(shè)備組成，能靈活、迅速的適應(yīng)加工對象變換的自動化機(jī)械制造系統(tǒng)（Flexible Manufacturing System - FMS）。在國外汽車產(chǎn)業(yè)中，主流汽車廠商如通用、福特、寶馬、奔馳、豐田、大眾、雷諾、沃爾沃等公司都采用了柔性制造系統(tǒng)。經(jīng)過柔性制造的“溫柔”助推，汽車市場上各主要汽車生產(chǎn)廠家之間的競爭形態(tài)，從成本、價格為主的競爭，轉(zhuǎn)向市場適應(yīng)能力、新產(chǎn)品推出速度、產(chǎn)品個性化等方面的競爭，而不具有“柔性制造”能力的廠家將與此絕緣。
在北京奔馳新廠的設(shè)計階段，工程師們便把柔性制造作為戰(zhàn)略性措施予以重視。懷著柔性的理念來設(shè)計生產(chǎn)線，對工程師們來說，需要一種不同的觀念，一種尋求新穎制造的開放觀念，正像他們追求任何其他設(shè)計目標(biāo)一樣。投入使用的新式產(chǎn)線擁有5種基本車型的生產(chǎn)能力，力圖通過柔性制造實現(xiàn)跨越式發(fā)展，加速合資企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)與跨國公司的接軌，迎接汽車產(chǎn)業(yè)中新一輪市場競爭的洗禮。
柔性制造的鋼鐵汽車
我們的主人公——北京奔馳-戴姆勒·克萊斯勒汽車有限公司（簡稱 BBDC）可謂國內(nèi)轎車總裝車廠皇冠上的一顆寶石，BBDC新工廠位于北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，第一期建設(shè)工程 30 萬平方米，2006年9月15日建成投產(chǎn)，具備年產(chǎn)10萬輛汽車的生產(chǎn)能力，協(xié)同工作生產(chǎn)不同款式的奔馳和克萊斯勒品牌汽車，因此高性能的生產(chǎn)線和裝配線是其根本保證。新廠目前主要生產(chǎn)梅賽德斯-奔馳E級、C級轎車、克萊斯勒300C、400C、克萊斯勒鉑銳等產(chǎn)品。
近期，轎車市場需求繼續(xù)保持較快增長。截至2007年底，轎車銷量達(dá)到472.66萬輛，同比增長23.46%。2008年1至4月，日系轎車品牌在我國轎車市場中占據(jù)28.5%的優(yōu)勢份額，自主品牌轎車市場份額維持在25.9%，德系轎車品牌份額達(dá)到21.5%。從行業(yè)經(jīng)濟(jì)循環(huán)角度看，2008年國內(nèi)轎車行業(yè)將主要位于景氣的成長階段。然而面對著來自上下游以及汽車行業(yè)本身的激烈競爭，汽車廠商都在竭力追求盡快適應(yīng)市場變化，滿足消費(fèi)者多樣性的汽車“口味”，BBDC志在成為市場中的常勝將軍，柔性制造理念應(yīng)勢而生。
圖1：BBDC電氣&材料主管高宏君先生
BBDC電氣&材料主管高宏君先生說：“為了走好奔馳汽車邁向國產(chǎn)化的第一步，我們在新廠的設(shè)計中一直柔性化和透明化，這就對操作的高度自動化和生產(chǎn)的安全性依賴非常大。在生產(chǎn)和管理中大量采用計算機(jī)控制技術(shù)，擁有國際先進(jìn)水平的國內(nèi)第一條能夠生產(chǎn)5種車型的柔性化生產(chǎn)線，涵蓋了沖壓、焊裝、涂裝、總裝等整車制造環(huán)節(jié)?！痹贐BDC的柔性制造中，兩個“融合”是其最大特色，那就是安全系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的融合，以及全廠上下控制信息和IT信息的融合。
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控制和安全系統(tǒng)合為一體
西門子和BBDC的合作關(guān)系由來已久?！拔覀冎牢鏖T子是在安全技術(shù)領(lǐng)域經(jīng)驗豐富而且可靠的合作伙伴，因為高度自動化的安全系統(tǒng)能提高生產(chǎn)過程性能，新組裝線和生產(chǎn)工廠總是需要最新的自動化技術(shù)，安全技術(shù)也如此?！蔽鏖T子的故障安全系統(tǒng)給高先生留下了很深的印象，“BBDC對安全非常重視，我們不僅要對產(chǎn)品負(fù)責(zé)，還要對員工負(fù)責(zé)。在車身車間中，機(jī)器及由機(jī)器人和輸送帶組成的傳送系統(tǒng)可能存在危險隱患，為此我們通過光柵、光幕、安全開關(guān)和急停按鈕等措施加強(qiáng)了其安全性能?！?BR> 西門子的故障安全解決方案幾乎遍布了北京奔馳的各個角落：
通過西門子的故障安全解決方案，BBDC已經(jīng)建立覆蓋整個公司生產(chǎn)裝置的安全控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化和集成化的安全控制回路。負(fù)責(zé)BBDC新廠項目安全系統(tǒng)集成的西門子工廠自動化工程有限公司工程部工程師陳旭宏介紹了這個項目的最大亮點(diǎn)：“BBDC使用了安全系統(tǒng)和控制系統(tǒng)集成一體的方法，將安全和控制合成到了一根現(xiàn)場總線上，那樣便幾乎去除了所有繼電器的使用，節(jié)省了控制面板的空間和其他硬件，它同樣也減少了工程設(shè)計、排錯和布線的成本?！?使用PROFISAFE，多種SIEMENS標(biāo)準(zhǔn)的電氣元件和安全相關(guān)的電氣元件均聯(lián)到統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)上：包括MASTERDRIVER 變頻器、MOBY識別系統(tǒng)、ET200eco、F型ET200S、標(biāo)準(zhǔn)ET200變頻器、TP170B、PP17-I等。
圖2：BBDC生產(chǎn)車間中使用的控制網(wǎng)絡(luò)
BBDC正在享受著這種整合帶來的比“安全”二字更為深遠(yuǎn)的影響。讓我們來看一組數(shù)據(jù)，僅僅在總裝車間P&F輸送系統(tǒng)中使用的安全產(chǎn)品，便可省去15個安全繼電器和大約60個普通繼電器。一個416F-2DP可以實現(xiàn)所有的安全功能，省去了專用安全型PLC。PROFISAFE網(wǎng)絡(luò)可以連接所有電氣控制設(shè)備，省去了專用的安全系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，立即節(jié)省了1200米的布線。電氣系統(tǒng)從圖紙到接線，現(xiàn)得更加簡潔清晰，減少了接線工作量和現(xiàn)場安全硬件調(diào)試時間，設(shè)計時間減少了大約15%，硬件調(diào)試時間減少了大約15%。軟件編程更加靈活，安全程序和普通程序均通過STEP7完成，軟件調(diào)試時間工作量減少了大約20%。這些就是BBDC堅定不移的選用西門子安全解決方案的驅(qū)動力所在。
高先生的話語印證了這一觀點(diǎn)：“使用集成系統(tǒng)，能夠大大降低配線需要，從而節(jié)省了配線費(fèi)用以及柜內(nèi)空間。另一個主要優(yōu)點(diǎn)是它的通用工程環(huán)境，控制和安全系統(tǒng)只需要用一套工程工具來完成工作。統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)大大減少了工程、培訓(xùn)、操作、維護(hù)和備件的需求，也相應(yīng)減少了這些方面的成本費(fèi)用。我們看到了全集成自動化概念的明顯優(yōu)勢，靈活性更強(qiáng)，接線和所需電纜更短，網(wǎng)絡(luò)功能更加豐富，PROFIBUS集成以及更短的調(diào)試時間等。”
物理與信息雙重透明
同樣在BBDC的項目中，信息透明性方面也是可圈可點(diǎn)的。網(wǎng)絡(luò)方面為透明性提供了必要的支持，向上與車間管理監(jiān)控層設(shè)備通過工業(yè)以太網(wǎng)連接。向下，通過標(biāo)準(zhǔn)的PROFIBUS/ PROFISAFE現(xiàn)場總線系統(tǒng)和現(xiàn)場傳感器和操作設(shè)備和驅(qū)動設(shè)備連接，使得生產(chǎn)信息能夠直接提交到BBDC的ERP系統(tǒng)。同時，西門子的Moby RFID系統(tǒng)保證工件能夠“及時按序”的運(yùn)送到適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)，以便安裝到車身的適當(dāng)部位，同時保證了操作質(zhì)量。
圖3：BBDC總裝生產(chǎn)線上使用的動態(tài)看板，實時顯示生產(chǎn)信息
“透明工廠也是我們在實現(xiàn)柔性制造中非常重視的一個方面，它不僅僅是物理層面生產(chǎn)線的透明，更重要的是實現(xiàn)信息層面的透明，從儀表、到控制、再到管理整個信息鏈的透明?！备呦壬偨Y(jié)了這種透明性帶來的好處，“這樣的透明框架可以使我們更好的與IT部門進(jìn)行合作，并且開始逐漸為將來的集成，數(shù)據(jù)管理和后續(xù)技術(shù)采用制定標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)更為優(yōu)秀的業(yè)務(wù)連貫性。透明化的實現(xiàn)使得我們每日的生產(chǎn)例會變得更具意義?！蓖该餍赃€帶來了一些超出預(yù)期的效益，除了改善操作的安全性，提高跨車間管理的可視性，它加強(qiáng)了BBDC處理突發(fā)事件的恢復(fù)能力，減少為了改善設(shè)計而使系統(tǒng)變得更為復(fù)雜的情況。
圖4：西門子故障安全解決方案充分實現(xiàn)了BBDC的多種需求
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系統(tǒng)上線之后，運(yùn)行良好，沒有遇到任何問題，高先生認(rèn)同BBDC目前的成功很大程度上得益于對西門子產(chǎn)品的選用：“奔馳的企業(yè)文化一向比較保守，對西門子的選擇是基于前期的鋪墊和經(jīng)驗的積累，擁有扎實的基礎(chǔ)?！笔褂梦鏖T子全新SIMATIC安全集成概念，BBDC通過簡單的硬件配置和接線和簡單的軟件配置，便可以實現(xiàn)和滿足汽車生產(chǎn)車間不同區(qū)域的安全等級要求，最高等級可以達(dá)到SIL3/ AK6/ EN954-1 Category4。
聯(lián)想到西門子在今年漢諾威展會上展示的長達(dá)百米的大眾VW Tiguan汽車自動化的生產(chǎn)線，充分體現(xiàn)了西門子在汽車領(lǐng)域的強(qiáng)大實力。生產(chǎn)線從原料制備、鋼材軋制開始，到具有自主導(dǎo)航的物流運(yùn)輸系統(tǒng)、零部件和車身的焊接、裝配、噴漆，最后到整車組裝一氣呵成。西門子的TIA解決方案支撐著這條自動化生產(chǎn)線的命脈。
圖5：西門子在漢諾威展會上展示的大眾VW Tiguan汽車自動化的生產(chǎn)線
在中國汽車產(chǎn)業(yè)，在鋼材大幅漲價、其它原材料也處在上升趨勢、人工成本上升、貨幣緊縮政策導(dǎo)致企業(yè)融資成本上升等生產(chǎn)端的因素會傳遞給企業(yè)較大的成本、費(fèi)用壓力，但轎車市場的競爭格局又不支持產(chǎn)品的價格提升，總體還是降價為主，柔性制造是許多廠家的唯一出路。BBDC只是西門子在汽車行業(yè)成功案例的一個縮影，其豐富的行業(yè)經(jīng)驗和工藝Know How，成為在市場中獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷的競爭優(yōu)勢。隨著柔性制造技術(shù)的進(jìn)一步普及，故障安全系統(tǒng)必將越來越凸現(xiàn)其重要性，擁有更加廣闊的應(yīng)用天地。
（原創(chuàng)）
