换个视角揭秘小米汽车超级工厂

十年前,我参与做过一次奔驰C级的长期测试项目,实话讲,相比于现在的体系化测试,2014年那会的长测更多是以体验为主,而当下主流的车机测试在那时也仅限娱乐功能层面,与手机的互联主要依靠蓝牙。

那一年,小米在凭借低价机策略迅速打开智能手机市场局面的同时,小米4的发布也开启了向高端市场的布局。而奔驰C级、小米4这两个同期的产物在当时却因蓝牙协议的部分缺失导致无法播放蓝牙音乐,在与双方客服沟通后,得到了模糊的答复,究其原因,无非是与两个品牌的受众人群不重叠相关,因此,也就没必要大费周章的去搞定制通讯协议这件事了。

在这十年间,中国品牌无论是手机还是智能车,在中国市场乃至全球市场都有着无以比拟的发展速度,类似尴尬的事情也会随着市场的成熟和品牌的认同感成为一段谈资。

小米汽车工厂的隔壁就是北京奔驰相关工厂

十年后,就在奔驰C级出生地的隔壁,小米汽车工厂落成并开启了首款车型的交付。关于小米生产汽车这件事,在与何小鹏的采访中有过透露,巧合的是,小鹏汽车也是在2014年成立的。2018年有幸对话何小鹏,关于雷军是否造车这件事,何小鹏在当时给了否定的答案,但也证实了雷军确实有过下场造车的念头,而这个念头在2013年的时候被否决了。

2021年1月15日,美国宣布把小米列入制裁企业名单,也就是在那一天,雷军开始再次思考造车。3月30日,雷军宣布小米进军智能电动车市场。

就在 小米SU7首批交付的前期,我有幸来到小米汽车超级工厂参观,这个坐落在北京亦庄的工厂占地71.8万平方米,相当于故宫的占地面积。

除了传统汽车工厂的冲压、焊装、喷漆、总装四大车间外,为满足车身集成化以及新能源电池总成的生产需要,还设置了压铸车间和电池组装车间。这里不得不提及的是,压铸车间是最能够代表现阶段汽车工厂先进性的元素之一,凭借一体化技术省去对应的分焊线工艺,因此,它也是高自动化率的基础,当然,轻量化、结构刚性也是该技术的优势。目前,特斯拉、极氪、问界、小鹏、蔚来都在应用一体化压铸技术。

压铸车间:数据的孰高孰低是制造工艺所需也是产业综合实力的体现,共同推动大压铸技术在中国汽车行业的普及任重道远。

一体式压铸实现了将传统焊装工艺的72个焊接件合而为一,在轻量化方面也实现了10kg的减重

完成压铸后形成的是毛坯件

需要经过三步处理将铝液交道留下的残余部分逐一去除

小米汽车工厂所采用的9100吨压铸机与海天集团进行联合开发,这并非只是与供应商之间的采购合作,结合小米SU7后地板的制造标准,小米技术团队进行了压铸工艺的全链路系统整合开发,通过与国内外顶尖的供应商合作,解决了压铸过程中的温控、喷涂、真空度控制等技术环节,进而达到满足小米SU7后地板的生产技术标准。在质检方面则动用了X光设备,结合AI模型对压铸件进行工艺质量把控。

后地板总成要通过X光进行探伤检测

通过AI技术对X光片进行分析,从而确保检测效率和准确性

除了硬件设备外,一体化压铸部件的材料也涉及行业的塔尖技术突围

实际上,压铸技术在制造领域已经很成熟了,即便是在传统汽车领域也有着较为广泛的应用,如发动机的缸盖、缸体等等都是通过压铸技术实现结构成型以及部件强度的,只不过应用在体积较大的车身结构件上,则是近几年随着新能源车对生产效率、轻量化、结构强度的新需求下才逐渐得以发展、应用的。

冲压车间

一体式压铸成型的后地板在经过质检后会被送到车身焊装车间,在压铸车间的隔壁,四个车门、前后备箱盖以及车身侧围都在冲压车间进行同步生产,相比此前走过的其他汽车工厂,目前小米汽车工厂只有一条压机总吨位6900吨5序主冲压线,所以,在生产过程中,要根据排产计划将四门、两盖以及侧围通过更换模具进行分批冲压生产。

这条全自动的冲压线,每4秒就能完成一个部件的生产。当然,如果后期能够多增设一条冲压线,就能省去模具切换所耗费的时间。换句话说,小米汽车工厂的最大产能还有提升空间。的确,目前这样的冲压线部署能够满足现阶段的整车交付需要,但在工厂园区内也预留了增设产线的空间,以此为迎接下一阶段的产品扩产做好准备。

覆盖件最重要的是冲压工艺精度的控制,它直接影响着车身型面以及线条的视觉精准性,例如两个覆盖件之间型面、线条的衔接等。

小米SU7的车身型面设计采取多曲面线条的组合

车身两侧从车头贯穿至车尾的175°涟漪曲面为小米SU7带来了很强的视觉流畅感,这也为冲压工艺带来新的挑战,传统意义上的曲面主要控制在155°以内,为了能达到更极致的效果,所使用的模具研合规格相比传统精度提高了1倍以上。

小米SU7将车身精度工艺直接对标BBA,平常大家喜欢用车门缝隙的大小和均匀性来判断一辆车的制造工艺,感兴趣的朋友,可以找个塞尺做个简单测量。不过,冲压只是一个开始,决定最终效果的还受车身焊装和总装工艺影响。

车身焊装车间:大量采用视觉技术提升自动化程度

采用一体化压铸成型的车身后地板为车身焊装车间的工序做了减法,传统工序则需要为后地板的成型设置一条分焊线,将车身地板按前中后三段进行焊接后,移至主焊线与车身侧围进行焊装。此外,中部地板也因CTB的车身结构变成了一个结构框架,现在只需要将全铝材质的一体化后地板与车底框架采用热熔自攻丝进行连接即可。

关于焊接工艺,几年前总能引发导论的激光焊接并没有在小米工厂得到应用,激光焊接主要应用于车顶与车身侧围的链接,现在,包括小米SU7在内的很多新能源车都采用的全景玻璃车顶让激光焊接失去了用武之地。另外,由于小米SU7采用的是钢铝混合材质的车身,所以,也需要根据不同材料的金属特性按需采用诸如点焊、自冲铆接、热熔自攻丝、以及结构胶等工艺。

传统焊装工艺的整车焊点在3000-6000个之间,小米SU7的整车连接点为2340个,同时车身强度达到了51000Nm/deg。顺便说下,车身强度不仅与安全相关,它也是操控性的基础,车身刚性的提升可以抑制车辆在转弯时车身发生扭曲,从而确保四个车轮的循迹性。

物流自动化在车身车间也是一个看点,这些物流小车根据排产计划可以自行将摆满物料的货架送到指定工位,相比要依靠地面导线的传统自动化物流系统,我们开玩笑的说,只要把它加上一套吸尘系统,它跟家里的扫地机器人也没什么区别了。像这个的自动视觉机器人整个车间有181个,他们组成了物流网络为车身产线提供了有序且稳定的物料配给效率。

视觉技术实现车门从运输到安装的无人化操作

从车身车间完成焊装的每一个白车身都会进行激光雷达的整车检测,这是基于白车身工艺质量的最后一次验收。大致的原理是将激光雷达扫描形成的车身型面数据与标准的车身三维数据进行比对,激光雷达的识别精度达到了0.05mm(头发丝的直径在0.05-0.12mm),通过207个关键检测点来确保车身焊装的生产质量一致性。

涂装车间对内部环境控制有着严格的要求,进出涂装车间需要严格的防尘服穿着要求以及若干道除尘通道才能进入,因为只有这样,才能让整个车间处于无尘状态。试想下,那些材质平平的日常服饰在穿着时因静电所吸附在表面的灰尘,对于穿搭品味来说简直是灾难级的崩塌。

内部以每分钟7万转的旋转将油漆液滴分散到微米级

立面部分通过施加静电来确保漆雾的附着力

在喷漆工序中,7轴喷涂机器人“手持”雾化器,其内部以每分钟7万转的旋转将油漆液滴分散到微米级,你能看到的画面是喷出的漆雾落向车身表面,但其实在这个过程中,还有一道给漆雾施加静电的动作,这也是为了能够提升漆雾在车身表面的附着力。只有在绝对的无尘环境下,车漆的喷涂工艺才能呈现出镜面般的平整、光滑。

总装车间

整车生产的最后一个环节是总装车间,相比前几个车间,总装车间的生产线需要更多依靠人来完成整车装配,当然,一些辅助设备的应用,可以有效减轻装配工人的负重,同时,每一处安装都有量化标准可循并实现线下人工质检、线上化状态监控和数据存储。

在总装车间工序中,唯合装工序最为壮观,你会看到车身与车底总成完成合体的一幕,国外的工厂则把这一环节称之为“结婚”,很是形象的诠释了合而为一的场面。相比传统动力车型,新能源车型的车底总成集成度更高,至少没有像排气管,中央传动轴这样的部件,关键点变成了CTB结构的装配精度。

可以看到,包括CTB结构的电池总成在内的车底总成被平铺在可升降的滑板上,为确保装配精度能控制在苛刻的0.1mm(IOS标准A4纸厚度0.104mm)。

首先要对各零件之间的位置误差做到±0.5mm以内,它的难度在与悬架与车身的连接孔位对接,由于悬架部分有较大的位移自由度,传统工序则是需要人进行外力辅助来帮助悬架连接点与车身孔位的对接,小米工厂的合装工序采用固定悬架的方式,可以看到,上叉臂是提前安装到车身塔顶位置,这样,在合车过程中,固定的减振支柱与轴承座在孔位在对接过程中就只剩X轴的运动维度(前面提到各零件间的误差不足±0.5mm),这就确保了安装点位的顺利衔接。

拧紧力矩更是关键中的关键。合车工序的连接点超过50个,接下来要做的是针对不同位置的50余个连接点进行拧紧力矩的控制,在整个拧紧过程中,机械臂会根据不同位置的贴合要求进行顺序拧紧,以CTB电池总成为例,拧紧顺序有中央位置的螺栓像两侧进行依次拧紧,直至平顺贴合后再达到所需的固定力矩标准。

每个车间的工序都有很多门道,加以篇幅都能成为米粉的兴趣点,这不仅是对小米汽车品牌的传播,更是为中国汽车工业的传播打造了一张名片。

面向公众开放参观

与美国旧金山的Tesla工厂一样,小米汽车超级工厂除承担生产职能外,后续还会面向社会开放参观,承担品牌面向公众科普的职能。通过预约,用户可以先抵达工厂东侧的小米旗舰店,这个全国最大的门店不仅涵盖了小米生态的所有产品和技术的展示,这里还是北京地区的交付中心。

在人们的印象中,工厂内机械化的流水线以及噪音和环境状态都会让人感到乏味,再加之像接待领导一样面向用户输出标准参数信息肯定无法拉进与用户的距离。以之前参观Tesla工厂的经历来看,能够在这样的环境下提高用户的兴趣和好奇,获得用户对品牌的好感和信任,这与讲解员的状态有很大关系,Tesla工厂内负责接待用户的讲解员似乎参加了类似迪士尼NPC培训班,在神态、肢体语言层面为工厂生产工序赋予了强烈的“剧情”演绎,这样的代入感显然能够让参观者从喜悦到好奇,随着参观路线的推进,在讲解员演绎下剧情跌宕起伏,当巨大的机械臂抓起车身在空中挥舞的一幕呈现在参观者面前时足以令其为之痴迷,讲解员也会随着参观者的状态进行互动,甚至达到自己给自己讲high的状态,在一次精心编排的剧本中为每一位参观者留下深刻的记忆点。

如果小米汽车超级工厂的开放参观也能为用户提供类似游乐场化的参观体验,相信这一定能为米粉的转化起到关键作用。

本内容来自汽车之家创作者,不代表汽车之家的观点和立场。
车系: 小米SU7
标签: 工厂揭秘
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