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在寶馬Mini位于英國牛津的制造工廠，機(jī)器人的數(shù)量在短時(shí)間內(nèi)從600臺(tái)激增到1,500臺(tái)，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。全新的車輛平臺(tái)、一流的制造技術(shù)加上對(duì)其英國三家工廠高達(dá)7.5億英鎊的設(shè)備投資，這一切成就了寶馬公司新一代Mini車型。
全新的車輛平臺(tái)、一流的制造技術(shù)加上對(duì)其英國三家工廠高達(dá)7.5億英鎊的設(shè)備投資，這一切成就了寶馬公司新一代Mini車型。這些投資大部分用于升級(jí)寶馬位于牛津的工廠，此外還包括用于斯溫頓（Swindon）沖壓工廠（大部分Mini車身面板在此生產(chǎn)）及伯明翰工廠（發(fā)動(dòng)機(jī)在此生產(chǎn)）的設(shè)備升級(jí)。
“在提高車輛質(zhì)量方面有兩個(gè)關(guān)鍵因素，分別是產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造所需的設(shè)備與物料，”工廠總監(jiān)FrankBachmann表示。“但是對(duì)于Mini這樣的車型，還有其他一些因素，涉及到那些很難通過人工操作完成的任務(wù)。機(jī)器人的連續(xù)性、可重復(fù)性以及流程控制能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人工操控，這也是我們?yōu)槭裁赐度氪罅抠Y金購入機(jī)器人的原因。”
此外對(duì)提升Mini車型質(zhì)量還起到關(guān)鍵作用的是全新一代可升級(jí)、輕量化柔性平臺(tái)UKL1，該平臺(tái)是針對(duì)2015款MiniHatchback轎車（美國版為Hardtop硬頂版）設(shè)計(jì)的。該平臺(tái)不僅對(duì)Mini工廠來說非常重要，對(duì)整個(gè)寶馬集團(tuán)來說都意義重大。通過該平臺(tái)，很多零部件在Mini和寶馬其他車型之間都實(shí)現(xiàn)了共享，這大大提升了整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性。
在這次設(shè)施升級(jí)中，牛津工廠獲得了大部分的投資資金，新建了一個(gè)全新的用于專門用途的車身制造車間，采用了大量的機(jī)器人。用于新Hatchback車型車身制造機(jī)器人的數(shù)量現(xiàn)在是435臺(tái)，之前車身車間的機(jī)器人數(shù)量通常是340-360臺(tái)（具體車型有所不同）。
車身車間
牛津工廠全新的車身車間總共配置了1,000多臺(tái)機(jī)器人，用于新一代Mini車型車身的組裝工作。目前白車身車間的面積也增加到了10萬平方米。牛津工廠大部分投資也都用到了車身組裝設(shè)施方面。這些機(jī)器人不僅可以確保車身組裝的精度，還可以適用于各種不同車型的需求。
所有機(jī)器人都布置在三個(gè)車架臺(tái)周圍——通常是兩個(gè)車架臺(tái)。這種車身組裝方式可以容納多種車身造型，靈活度大大高于以前。靈活的平臺(tái)概念使采用更多的小尺寸面板成為可能（MiniHatchback為435個(gè)），這也需要更多的點(diǎn)焊操作。普通的Mini車身外殼大約需要4000-5000個(gè)焊點(diǎn)，這樣才能夠確?；窘Y(jié)構(gòu)的牢固性，才能在非常高的精度下安裝各種不同的車身面板。每個(gè)工作站都有八個(gè)機(jī)器人同時(shí)在一個(gè)車身上作業(yè)，分三層。每個(gè)車身的組裝精度均采用Perceptron攝像頭進(jìn)行檢測，其精度可達(dá)0.05mm，相當(dāng)人類頭發(fā)直徑的一半。這些攝像頭布置于五個(gè)工作站上，對(duì)車身的502個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行檢測。
與大多數(shù)車身工廠采用兩條相同的平行產(chǎn)線不同，牛津工廠僅采用一條產(chǎn)線，每個(gè)車身都采用相同的流程，經(jīng)由同一批操作工和機(jī)器人。這樣做的好處是，可以保證質(zhì)量的一致性，且效率更高。
寶馬為每個(gè)機(jī)器人都配備了1000個(gè)手爪。這些手爪負(fù)責(zé)處理各種工模具和多個(gè)Mini車型的各種車身面板。這些機(jī)器人均采用最新的可編程邏輯控制器，有些還采用了視覺系統(tǒng)，而且智能程度非常高，具有主動(dòng)辨識(shí)功能，可以從包裝盒中抓取零件。而智能化程度低的機(jī)器人在開始抓取循環(huán)之前要先對(duì)裝滿零部件的盒子進(jìn)行探測。
在牛津工廠總裝車間，其他在生產(chǎn)效率方面的改進(jìn)還包括：在其中兩條生產(chǎn)線上采用的高度可調(diào)的平板系統(tǒng)；44輛將預(yù)組裝的駕駛員座艙運(yùn)送到生產(chǎn)線的自動(dòng)搬運(yùn)小車；玻璃組裝單元的六個(gè)全新機(jī)器人，其中兩個(gè)還配備了攝像頭，用于檢測組裝的一致性。車頂組裝設(shè)備現(xiàn)在也完全自動(dòng)化了。在發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到引擎艙的過程中也采用了攝像頭來確保組裝的精確度。
涂裝車間
牛津工廠是寶馬集團(tuán)下第一家采用其集成噴涂工藝（IPP，IntegratedPaintProcess）的工廠。該工藝廢除了底漆及干燥兩道工序，不僅對(duì)環(huán)境有利，還節(jié)省了能源，總體排放可降低10%以上。涂裝車間現(xiàn)在還提高了涂膠自動(dòng)化程度，并且面漆的機(jī)器人數(shù)量也得到了增加，這兩方面的改進(jìn)不僅提升了生產(chǎn)質(zhì)量，還減少了浪費(fèi)。
涂膠系統(tǒng)共有12個(gè)機(jī)器人，高效地將車內(nèi)飾、發(fā)動(dòng)機(jī)艙、車頂及后擋板開孔處等部件上的焊接點(diǎn)填上密封膠，防止水的進(jìn)入。除了降低侵蝕的風(fēng)險(xiǎn)外，這個(gè)過程還切斷了噪音進(jìn)入車內(nèi)的通道。自動(dòng)化可以確保密封膠涂覆質(zhì)量的一致性，而且可以最大化地減少材料的使用。
車門、后擋板和發(fā)動(dòng)機(jī)罩開孔處的面涂都采用了自動(dòng)化的方式，可以提高表面處理的質(zhì)量并減少油漆的浪費(fèi)。這些操作都是通過9個(gè)機(jī)器人來完成，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)的效率。
新一代Mini有一個(gè)雙層前隔板，將發(fā)動(dòng)機(jī)艙和乘客艙分離開來，這樣可以降低傳遞到乘客艙的噪音。隔音的泡沫也是自動(dòng)填入到隔板內(nèi)的。機(jī)器人噴射出兩種化學(xué)材料，材料混合后在隔板空間內(nèi)形成密實(shí)質(zhì)輕的隔音泡沫，同時(shí)還可以加強(qiáng)車身強(qiáng)度。
質(zhì)量管理
新一代Mini車型大概有超過3,600個(gè)零部件。如何確保這些零部件在首次組裝的時(shí)候就可以精確地連接在一起，而且在整個(gè)生命周期都可以保持穩(wěn)定，這就涉及到質(zhì)量管理問題。這個(gè)問題主要由牛津工廠的質(zhì)量與工程中心負(fù)責(zé)。
該中心采用了復(fù)雜精密的測試設(shè)備，其中包括幾何光學(xué)測量單元。該單元配備的攝像頭可以記錄800萬像素的圖像，每個(gè)像素都代表了一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。這些圖像可以組成在一起形成整車及每個(gè)系統(tǒng)的3D圖像，而且精度非常高。彩色圖像顯示了車型每個(gè)部件在尺寸方面的精確性——從整個(gè)面板到一個(gè)螺栓。這種圖像不僅可以用于大批量生產(chǎn)部件的測量，還可以校驗(yàn)定位孔的位置，確保零部件之間的間隙正確無誤，所有部件都按規(guī)定的外形尺寸安裝。
質(zhì)量與工程中心的主要任務(wù)就是確保整個(gè)車型及其所有組成部件（MiniHatchback有3,600個(gè)獨(dú)立的部件）在組裝完成后都與最初的電腦設(shè)計(jì)的圖紙完全吻合，這對(duì)于確保產(chǎn)品的質(zhì)量來說至關(guān)重要。
該中心還采用了一個(gè)全鋁模型，與新一代Mini車型的尺寸完全一致。該模型的幾何誤差被控制在0.2mm之內(nèi)，是車身及所有車身附件制造的參照模板。該模型不僅可以確保車型在整個(gè)生產(chǎn)中其尺寸都可以精確無誤，且保持一致，還可以確保車輛在整個(gè)生命周期內(nèi)都可以做到與出廠時(shí)一樣。
沖壓工廠
寶馬斯溫頓車身沖壓廠也引進(jìn)了幾項(xiàng)全新的制造技術(shù)。這些技術(shù)包括接觸式激光焊接設(shè)備，用于焊接MiniHatchback復(fù)雜引擎蓋面板的八塊沖壓件。具體的操作是將引擎蓋外面板的邊緣折彎到內(nèi)面板結(jié)合的邊緣處。這兩個(gè)接觸的面板邊緣再采用細(xì)絲通過焊接形成連續(xù)實(shí)心焊縫接頭，可有效地防腐蝕。之前這兩塊面板是采用滾邊工藝連接在一起的，雖然也采用了膠粘劑和密封膠來防止腐蝕的發(fā)生，但是這種方式總很難避免空心的形成，從而導(dǎo)致生銹。新的工藝徹底杜絕了這種現(xiàn)象的發(fā)生。還有一個(gè)創(chuàng)新工藝是遠(yuǎn)程焊接，可以形成較長的連續(xù)焊接接頭，而且精度更高，整個(gè)流程比點(diǎn)焊更快，這也是寶馬集團(tuán)第一次采用這樣的技術(shù)。
該工廠在車門組裝方面還采用了一個(gè)新的工藝，通過新的夾具夾持系統(tǒng)，不同的車門現(xiàn)在可以在同一個(gè)生產(chǎn)單元采用相同的機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn)，車門多樣性可達(dá)5個(gè)。采用相同的硬件來生產(chǎn)多個(gè)不同的產(chǎn)品是相當(dāng)復(fù)雜的，但是效率非常高。此外，該生產(chǎn)單元還采用了一個(gè)全新的線性模具更換系統(tǒng)，可以更快地更換模具，這也幫助提升了生產(chǎn)效率。
可持續(xù)性
寶馬集團(tuán)目前正在開展730個(gè)項(xiàng)目，用于降低寶馬在英國所有制造設(shè)施所產(chǎn)生的碳排放和廢棄物排放。其中，279個(gè)項(xiàng)目是在牛津和斯溫頓工廠進(jìn)行的。
在節(jié)能減排方面，有一項(xiàng)技術(shù)值得一提的是全新的電泳涂裝設(shè)施。電泳涂裝是利用外加電場使懸浮于電泳液中的顏料和樹脂等微粒定向遷移并沉積于電極之一的基底表面的涂裝方法。它是車身面板的第一道保護(hù)漆，采用該工藝也是為了確保車身每一處都可以涂覆到油漆。之前采用的是三步電泳方式，現(xiàn)在采用的是十二步電泳，可以更準(zhǔn)確地保證車身每個(gè)區(qū)域的厚度都精確無誤地達(dá)到要求。有些區(qū)域相對(duì)來說可能更容易被腐蝕，新的系統(tǒng)可以針對(duì)每個(gè)Mini不同的車身形狀進(jìn)行區(qū)別對(duì)待。主要的目標(biāo)是針對(duì)每個(gè)車身涂覆合適厚度的油漆，從而達(dá)到節(jié)省材料和能源，同時(shí)確保出色的防腐蝕保護(hù)的目的。
牛津工廠的新車身車間對(duì)整個(gè)工廠的環(huán)境提升起到了非常大的作用。新廠房在隔熱方面下了很大的功夫，降低了空調(diào)的使用成本，而車間的機(jī)器人也有了節(jié)能休眠模式。屋頂安裝的大型風(fēng)扇可以控制室內(nèi)空氣的循環(huán)和室外空氣的進(jìn)入，從而降低加熱和冷卻的量。車身車間還采用了廢水收集系統(tǒng)，用于衛(wèi)生間沖洗之用，而且所有3,869盞點(diǎn)燈都是經(jīng)程序獨(dú)立控制的。
涂裝車間由于對(duì)空氣流通實(shí)現(xiàn)了更加精確的控制，從而降低了天然氣和電能的使用，在這兩個(gè)方面分別減少了730噸和1,130噸二氧化碳的排放。此外，涂裝車間將還采用了濕度控制技術(shù)，可以更加精確地控制車間內(nèi)的濕度——濕度對(duì)涂裝質(zhì)量來說至關(guān)重要，這項(xiàng)技術(shù)可以幫助每年減少420噸的二氧化碳排放。整個(gè)2013年，牛津和斯溫頓工廠所有175項(xiàng)節(jié)能措施總共節(jié)省了47.8兆瓦的能源，相當(dāng)于2,390戶英國普通家庭一年的能源消耗量。
此外，44輛自動(dòng)運(yùn)輸小車采用電容進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使用壽命是傳統(tǒng)電池的三倍，而且能源效率更高。
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