北京奔驰（简称 BBDC）可谓国内轿车总装车厂皇冠上的一颗宝石，BBDC新工厂第一期建设工程 30 万平方米，具备年产10万辆汽车的生产能力，协同工作生产不同款式的奔驰和克莱斯勒品牌汽车，因此高性能的生产线和装配线是其根本保证。数年来，BBDC一直追逐着汽车柔性制造的梦想，在北京奔驰新厂的设计阶段，工程师们便把柔性制造作为战略性措施予以重视，力图通过柔性制造实现跨越式发展，并且选择了西门子故障安全系统为制造产线保驾护航。新厂投产近两年的时间里，通过在汽车产业中市场竞争角逐的洗礼，西门子安全产品作为强大后盾，免除了北京奔驰生产过程中安全控制的后顾之忧。
柔性制造是当代汽车生产中一个充满魔力的词汇，数年来，北京奔驰一直追逐着汽车柔性制造的梦想。所谓“柔性制造”是由信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能灵活、迅速的适应加工对象变换的自动化机械制造系统（Flexible Manufacturing System - FMS）。在国外汽车产业中，主流汽车厂商如通用、福特、宝马、奔驰、丰田、大众、雷诺、沃尔沃等公司都采用了柔性制造系统。经过柔性制造的“温柔”助推，汽车市场上各主要汽车生产厂家之间的竞争形态，从成本、价格为主的竞争，转向市场适应能力、新产品推出速度、产品个性化等方面的竞争，而不具有“柔性制造”能力的厂家将与此绝缘。
在北京奔驰新厂的设计阶段，工程师们便把柔性制造作为战略性措施予以重视。怀着柔性的理念来设计生产线，对工程师们来说，需要一种不同的观念，一种寻求新颖制造的开放观念，正像他们追求任何其他设计目标一样。投入使用的新式产线拥有5种基本车型的生产能力，力图通过柔性制造实现跨越式发展，加速合资企业生产技术与跨国公司的接轨，迎接汽车产业中新一轮市场竞争的洗礼。
柔性制造的钢铁汽车
我们的主人公——北京奔驰-戴姆勒·克莱斯勒汽车有限公司（简称 BBDC）可谓国内轿车总装车厂皇冠上的一颗宝石，BBDC新工厂位于北京经济技术开发区，第一期建设工程 30 万平方米，2006年9月15日建成投产，具备年产10万辆汽车的生产能力，协同工作生产不同款式的奔驰和克莱斯勒品牌汽车，因此高性能的生产线和装配线是其根本保证。新厂目前主要生产梅赛德斯-奔驰E级、C级轿车、克莱斯勒300C、400C、克莱斯勒铂锐等产品。
近期，轿车市场需求继续保持较快增长。截至2007年底，轿车销量达到472.66万辆，同比增长23.46%。2008年1至4月，日系轿车品牌在我国轿车市场中占据28.5%的优势份额，自主品牌轿车市场份额维持在25.9%，德系轿车品牌份额达到21.5%。从行业经济循环角度看，2008年国内轿车行业将主要位于景气的成长阶段。然而面对着来自上下游以及汽车行业本身的激烈竞争，汽车厂商都在竭力追求尽快适应市场变化，满足消费者多样性的汽车“口味”，BBDC志在成为市场中的常胜将军，柔性制造理念应势而生。
图1：BBDC电气&材料主管高宏君先生
BBDC电气&材料主管高宏君先生说：“为了走好奔驰汽车迈向国产化的第一步，我们在新厂的设计中一直柔性化和透明化，这就对操作的高度自动化和生产的安全性依赖非常大。在生产和管理中大量采用计算机控制技术，拥有国际先进水平的国内第一条能够生产5种车型的柔性化生产线，涵盖了冲压、焊装、涂装、总装等整车制造环节。”在BBDC的柔性制造中，两个“融合”是其最大特色，那就是安全系统和控制系统的融合，以及全厂上下控制信息和IT信息的融合。
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控制和安全系统合为一体
西门子和BBDC的合作关系由来已久。“我们知道西门子是在安全技术领域经验丰富而且可靠的合作伙伴，因为高度自动化的安全系统能提高生产过程性能，新组装线和生产工厂总是需要最新的自动化技术，安全技术也如此。”西门子的故障安全系统给高先生留下了很深的印象，“BBDC对安全非常重视，我们不仅要对产品负责，还要对员工负责。在车身车间中，机器及由机器人和输送带组成的传送系统可能存在危险隐患，为此我们通过光栅、光幕、安全开关和急停按钮等措施加强了其安全性能。”
西门子的故障安全解决方案几乎遍布了北京奔驰的各个角落：
通过西门子的故障安全解决方案，BBDC已经建立覆盖整个公司生产装置的安全控制系统，实现了标准化和集成化的安全控制回路。负责BBDC新厂项目安全系统集成的西门子工厂自动化工程有限公司工程部工程师陈旭宏介绍了这个项目的最大亮点：“BBDC使用了安全系统和控制系统集成一体的方法，将安全和控制合成到了一根现场总线上，那样便几乎去除了所有继电器的使用，节省了控制面板的空间和其他硬件，它同样也减少了工程设计、排错和布线的成本。” 使用PROFISAFE，多种SIEMENS标准的电气元件和安全相关的电气元件均联到统一网络上：包括MASTERDRIVER 变频器、MOBY识别系统、ET200eco、F型ET200S、标准ET200变频器、TP170B、PP17-I等。
图2：BBDC生产车间中使用的控制网络
BBDC正在享受着这种整合带来的比“安全”二字更为深远的影响。让我们来看一组数据，仅仅在总装车间P&F输送系统中使用的安全产品，便可省去15个安全继电器和大约60个普通继电器。一个416F-2DP可以实现所有的安全功能，省去了专用安全型PLC。PROFISAFE网络可以连接所有电气控制设备，省去了专用的安全系统网络，立即节省了1200米的布线。电气系统从图纸到接线，现得更加简洁清晰，减少了接线工作量和现场安全硬件调试时间，设计时间减少了大约15%，硬件调试时间减少了大约15%。软件编程更加灵活，安全程序和普通程序均通过STEP7完成，软件调试时间工作量减少了大约20%。这些就是BBDC坚定不移的选用西门子安全解决方案的驱动力所在。
高先生的话语印证了这一观点：“使用集成系统，能够大大降低配线需要，从而节省了配线费用以及柜内空间。另一个主要优点是它的通用工程环境，控制和安全系统只需要用一套工程工具来完成工作。统一的结构大大减少了工程、培训、操作、维护和备件的需求，也相应减少了这些方面的成本费用。我们看到了全集成自动化概念的明显优势，灵活性更强，接线和所需电缆更短，网络功能更加丰富，PROFIBUS集成以及更短的调试时间等。”
物理与信息双重透明
同样在BBDC的项目中，信息透明性方面也是可圈可点的。网络方面为透明性提供了必要的支持，向上与车间管理监控层设备通过工业以太网连接。向下，通过标准的PROFIBUS/ PROFISAFE现场总线系统和现场传感器和操作设备和驱动设备连接，使得生产信息能够直接提交到BBDC的ERP系统。同时，西门子的Moby RFID系统保证工件能够“及时按序”的运送到适当的地点，以便安装到车身的适当部位，同时保证了操作质量。
图3：BBDC总装生产线上使用的动态看板，实时显示生产信息
“透明工厂也是我们在实现柔性制造中非常重视的一个方面，它不仅仅是物理层面生产线的透明，更重要的是实现信息层面的透明，从仪表、到控制、再到管理整个信息链的透明。”高先生总结了这种透明性带来的好处，“这样的透明框架可以使我们更好的与IT部门进行合作，并且开始逐渐为将来的集成，数据管理和后续技术采用制定标准，实现更为优秀的业务连贯性。透明化的实现使得我们每日的生产例会变得更具意义。”透明性还带来了一些超出预期的效益，除了改善操作的安全性，提高跨车间管理的可视性，它加强了BBDC处理突发事件的恢复能力，减少为了改善设计而使系统变得更为复杂的情况。
图4：西门子故障安全解决方案充分实现了BBDC的多种需求
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系统上线之后，运行良好，没有遇到任何问题，高先生认同BBDC目前的成功很大程度上得益于对西门子产品的选用：“奔驰的企业文化一向比较保守，对西门子的选择是基于前期的铺垫和经验的积累，拥有扎实的基础。”使用西门子全新SIMATIC安全集成概念，BBDC通过简单的硬件配置和接线和简单的软件配置，便可以实现和满足汽车生产车间不同区域的安全等级要求，最高等级可以达到SIL3/ AK6/ EN954-1 Category4。
联想到西门子在今年汉诺威展会上展示的长达百米的大众VW Tiguan汽车自动化的生产线，充分体现了西门子在汽车领域的强大实力。生产线从原料制备、钢材轧制开始，到具有自主导航的物流运输系统、零部件和车身的焊接、装配、喷漆，最后到整车组装一气呵成。西门子的TIA解决方案支撑着这条自动化生产线的命脉。
图5：西门子在汉诺威展会上展示的大众VW Tiguan汽车自动化的生产线
在中国汽车产业，在钢材大幅涨价、其它原材料也处在上升趋势、人工成本上升、货币紧缩政策导致企业融资成本上升等生产端的因素会传递给企业较大的成本、费用压力，但轿车市场的竞争格局又不支持产品的价格提升，总体还是降价为主，柔性制造是许多厂家的唯一出路。BBDC只是西门子在汽车行业成功案例的一个缩影，其丰富的行业经验和工艺Know How，成为在市场中独领风骚的竞争优势。随着柔性制造技术的进一步普及，故障安全系统必将越来越凸现其重要性，拥有更加广阔的应用天地。
（原创）
