从制造到智造：车企如何把工厂作为方法？
远川科技评论
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2006年，美国国家地理频道上线了一个名叫《超级工厂》（Ultimate Factories）的纪录片，揭秘了像可口可乐、乐高、劳斯莱斯幻影、百威啤酒以及宝马Z4这样的明星产品都是怎么一步一步被生产出来的。
这部片子既满足了人们对工厂的好奇心，也帮助人们建立对制造业更立体的认知，并且最终意识到一个关键问题：每个伟大的产品背后不仅有伟大的发明家，同时也有一套伟大的生产体系。
汽车就是最好的例子。实际上，人类历史上所有划时代的生产方式革命，都是从汽车开始的。
比如上世纪初，虽然亨利·福特发明了T型车，但是直到它借鉴屠宰厂引入流水线作业之后才让T型车的价格变得亲民，不仅让自己成为来亿万富翁，也让美国成为一个车轮上的国家；上世纪六七十年代，丰田通过实践摸索出了一套精益生产的做法，让JIT（准时生产）深入人心，并被其他行业像素级复刻。
进入到21世纪之后，计算机、机器人以及各种新技术在生产线上开始普及，推高了整个汽车行业的自动化和数字化水平，许多技术都外溢到了其他行业。
在汽车行业，生产制造从未过时，相反，随着竞争加剧和技术进步，它变得前所未来的复杂和重要，许多公司都将“工厂”作为自己的最强产品，比如宝马。
作为传统整车厂中的佼佼者，宝马在业内一直被视为生产灵活、工艺先进、产业整合能力强的标杆。
今年6月23日，华晨宝马生产基地大规模升级项目——里达工厂正式开业，该项目以150亿元总投资创下宝马在华历史上单项投资之最，印证了宝马集团对华长期信心和承诺。里达工厂的开业意味着宝马iFACTORY战略在中国正式落地。
为何要在一座工厂身上花这么多钱？一座好的工厂究竟可以给车企带来什么？汽车生产的未来是什么？这是本文试图解答的问题。
《终极工厂》总共拍了6季，一共62集，其中汽车类节目占比超过一半，足以证明汽车在制造业中的标杆地位。
和可乐、薯片、啤酒这样的快消品相比，汽车的复杂度显然要高得多，生产流程也更长，和航空军工产品相比，汽车的零部件数量与制造复杂度虽然稍逊一筹，但因为身处一个充分竞争市场，属于大众消费品，更强调成本和性能之间取得平衡。
如果说航空航天业代表了一个国家高精尖技术水平，那么汽车制造更像是反映一个国家制造业综合能力的一面镜子。
众所周知，一辆汽车的零部件有上万个，上世纪六十年代之后，由于产业链分工越来越细，整车厂自制的零部件越来越少，而是转为层层外包，涉及的供应商成百上千家，比如整车厂会把车门系统外包给一家Tier 1，后者可能会把车窗外包给一家Tier 2，之后Tier 2又可能会把车窗升降马达外包出去，最终形成一个类似于金字塔式的供应链结构。
层层外包的供应链结构虽然一定程度上解放了整车厂的时间和空间，提高了零部件供应商的规模效应，但也给整车厂的生产和管理提出了更大的挑战。
一方面，供应链环节环环相扣，像一个高速运转的齿轮，一场千里之外的黑天鹅事件所引发的零部件短缺，都有可能导致整条生产线无法正常运转，而且随着规模效应不断提高，任何一个细小的缺陷都有可能酿成一场质量危机，可能由此产生数额巨大的召回成本。
另一方面，由于消费者的需求日益个性化，模块化造车平台逐渐普及，一条生产线往往会生产不同品牌的不同车型，这也要求不同环节之间紧密配合，提高生产节拍的同时，要减少不必要的错误和浪费，因为生产环节上的每一处浪费最后都会体现在终端售价和公司的资产负债表上。
在生产制造这件事上，没有人可以抄近路，像丰田、大众、宝马这样的传统整车厂在这方面积累了极为丰富的经验，像特斯拉、蔚小理这样的公司最初也要从丰田、宝马、福特等公司里请老师傅来严格把关，但即便如此，在之后的生产过程中也免不了要走一些弯路。
一百年前，位于底特律的胭脂河工厂无疑是最优秀的那个，因为它规模足够大，面积有540个足球场大，而且追求对所有零部件的绝对可控，除了发动机、底盘和轮胎厂之外，还有发电厂、炼煤厂、炼钢炉以及轧钢厂等。
五十年前，丰田通过JIT减少了库存和浪费，在同等产量下，丰田工厂的面积要比对方小得多，成为同行争相学习的对象。为了学习丰田的先进经验，通用甚至在80年代和丰田在美国成立了一家叫NUMMI的合资工厂，这家工厂后来辗转成为特斯拉的第一座整车厂。
汽车产业发展到现在，除了比亚迪和特斯拉依然追求垂直一体化之外，其他整车厂基本上都接受了产业链的分工协作，也不再把工厂规模和零件自制率作为最重要的目标来追求，随着时代的进步，一座优秀工厂的内涵也在与时俱进，除了不断提升精益生产的水平，数字化和绿色成为两个不能忽视的指标。
需要强调的是，数字化不等于自动化，后者是指用机器来替代人工，主要采用供应商的解决方案，而数字化更多是从公司的实际需求出发，也不仅限于生产端的效率提升，而是贯穿在企业经营的方方面面，而这是传统供应商的标准化产品无法解决的问题。
换句话来说，在汽车行业，数字化能力是“要不来、讨不来、买不来的”，只有在充分洞察不同环节的不同需求之后，借助先进技术，才能在实践中摸索出最适合自己的一套打法，从而构建自己的竞争壁垒。
过去，由于数据传输、储存和计算的成本比较高，传统工厂的数字化转型可望不可及，但随着信息计算的发展，包括AI、机器学习、数字孪生等技术的进步，传统工厂如今也可以插上数字化的翅膀，让生产变得更快、更精确、更透明，做到及时发现问题，解决问题。
比如华晨宝马铁西工厂的建设中就采用了数字孪生的技术，通过对厂房建设、设备安装以及调试进行计算机模拟从而提升效率，既可以减少因为产线调试导致的停工，又可以在冲压和焊接的过程中减少误差，提升产品质量。
在电动化时代，一座整车厂除了要考虑自动化和数字化水平，绿色、可持续也成了一道必答题，而所谓的“绿色”并不仅仅只电力来源，而是一个系统概念，贯穿在研发、采购、生产、运输、建设等各个环节。
比如在生产环节上，大东工厂的涂装车间可以实现100%的水再生；在运输方式上，华晨宝马通过铁路来减少二氧化碳的排放；在可再生能源上，宝马全球所有的工厂都在使用可可再生能源，比如沈阳工厂用光伏发电，欧洲工厂用风电和水电。
刚开业的里达工厂更是绿色制造的典范。在电力来源上，它拥有辽宁省首个热电联产系统（CHP），从使用煤炭转为使用天然气，将节约至少50%的能源；在技术上，通过最先进的设备和AI技术来节省能源；在电池回收方面，和浙江华友循环合作实现电池原材料的闭环管理。
而且，里达工厂对绿色的定义延展到了生态环境和生物多样性保护的范畴。厂区内拥有11,000多株不同种类的树木， 7,500平方米的花园，其中还有900平方米的人工湖以及33种不同类型的植物。可持续的绿化和海绵城市系统收集雨水，滋养植物并补充地下水。
目前， 整个宝马沈阳生产基地都使用100%可再生电力。宝马沈阳生产基地已拥有占地29万平方米的太阳能电池板，在辽宁省位列第一。这些太阳能电池板每年可产生44,000 兆瓦时的电力——足以支撑9,000个普通家庭一整年的用电。太阳能电池板的扩建将在未来几年继续进行，在里达工厂的扩建面积将达120,000平方米。
目前，全球汽车行业正在向智能电动的方向转型，根本目的也是为了实现全球社会经济的可持续发展，为此，宝马不仅在产品和技术上不断推陈出新，在生产制造端也树立了一个榜样，这是很多电动新势力望尘莫及之处。
宝马推出的iFACTORY战略通过精益、数字化和绿色三个维度上的卓越实践在汽车行业树立了一个全新的标杆。
比如在精益生产上，宝马iFACTORY可以实现灵活的生产方式，同一条产线上可以实现不同驱动类型和不同产品的共线生产，同时，还可以更加从容灵活地处理供应链短缺情况，并且根据市场和用户需求的变化做出快速反应。
过去一年多，由于疫情以及上游零部件短缺等问题，汽车行业遭受了前所未有的供应链危机，对整车厂的供应链和生产管理都提出了前所未有的挑战，而宝马集团通过强大的产业协同能力克服了重重困难，去年在华销量达到84.6万辆，同比增长8.9%。
6月23日开业的沈阳里达工厂也严格遵循了iFACTORY的标准，一方面，它以电动车制造为导向，在需要时可以将100%产能投入到电动车生产，但又保持了宝马特有的柔性生产，能够响应客户的个性化需求、快速推出新产品。
比如，它是宝马集团第一座全面采用虚拟仿真技术的工厂。与众不同的是，它从一开始就完全在虚拟环境进行规划和模拟，从厂区规划、建筑设计、产线布局、设备调试到物流集成，都建立了数字孪生模型并进行模拟，而且在千兆5G网络的支持下，AR、实时视频传输等技术得以在里达工厂落地。
里达工厂通过最先进的技术把“工业元宇宙”搬到了现实，不仅缩短了工厂的建设周期，降低了工程建设成本，还避免了约50%的施工中因设计缺陷导致的工程变更。
此外，里达工厂也是一座真正数据驱动的工厂，打通了研发、采购、物流、生产和服务等环节的数据孤岛，不断提升产品质量，另外，里达工厂也是一座真正的绿色工厂，100%使用可再生电力，同时也在生产过程中采用了诸多循环工艺，减少浪费和碳排放。
值得一提的是，2010年至今，宝马沈阳投生产基地累计获得资已超过830亿元人民币，建成集研发、采购、动力总成和整车生产为一体的宝马全球最大生产基地，而里达工厂是目前投资最大的一个项目，整体投资达150亿元，这是因为这座工厂承载宝马在智能电动时代转型的决心与野心。
到2023年，宝马集团将在中国提供约13款纯电动车型。到2025年，纯电动汽车的销量将占宝马集团中国市场销量的25%，届时，基于全新构架的“新世代”车型将正式亮相。
目前，里达工厂已经顺利投产宝马的的一款中型纯电动轿车i3，里达工厂在精益、数字化和绿色方面的能力不仅可以为i3的生产保驾护航，同时也可以在未来为宝马集团的电动化转型提供更多坚实的支撑。
2013年4月，德国正式推出“工业4.0”战略。2015年5月，中国也正式印发《中国制造2025》，全面推动制造强国的战略，同年，默克尔访华时，宣布要共同推进新工业革命和业态。
作为两国合作最紧密的产业，汽车产业一直备受关注，这不仅因为汽车产业产值大，产业链带动效应强，也是因为它应用了许多最先进的技术，如果能在汽车产业被验证，就有可能被其他行业效仿，为其他行业的转型升级赋能。
里达工厂的投产既是中德合作的又一个典范，同时也能够为制造业的转型升级提供更多有价值的实践探索和启发。
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