探访小米汽车工厂:揭秘一辆小米SU7是如何诞生的?

生产一辆小米汽车最快需要多久?
答案是76秒。
走进位于北京亦庄的小米汽车工厂,你会被车间之大和自动化程度之高所震撼。“挥舞着手臂自动装配的机械臂、代替人眼识别的智能质检系统、拉着中大件满地跑的AMR机器人”……超过700台的机器人正忙着进行安装、检测、运输。在这里,综合自动化率超过91%,关键工艺自动化率达到100%。车间外,一排排经过生产、测试的小米汽车已经整装待发。
图片
小米汽车发布会前夕,北京青年报记者走访了小米汽车工厂,这里三年前还是一片光地,如今工厂的占地面积71.8万平方米,占地面积相当于一个故宫大小,与紧邻着的奔驰北汽的工厂组成片区内最大的汽车制造基地。一辆辆最新发布的小米SU7就在这里源源不断地下线,在产能爬满后,工厂每小时可以生产40辆小米SU7,相当于每76秒就有一台新车下线。
图片
据介绍,在小米汽车工厂外,还有一家大型门店,提供产品展厅、交付中心和驾驶体验区等,消费者可以在此体验小米汽车自动驾驶技术的乐趣,还可以将新车从此开回家。而作为中国智能制造的代表,未来,小米汽车工厂还将建成4A级景区,面向公众开放参观。
大压铸:72个零件合一 三段式结构降低维修成本
走进小米汽车工厂可以看到,目前工厂拥有六大车间,包括:冲压、大压铸、车身、涂装、总装和电池。在一些车间最中央位置,还拥有工程师的办公室,据介绍,这是为了研发人员更快改进产品而设计的。
图片
大压铸,是小米的五大核心自研技术之一。在去年12月28日小米汽车技术发布上,小米创始人、董事长兼CEO雷军就介绍了小米在电驱、电池、大压铸、智能座舱、智能驾驶领域的五大核心自研技术,成为小米制胜新赛道的关键。
走进大压铸车间,可以看到一台台“工业巨兽”不断运转,单单一个压铸机就有718t,压铸岛占地840平米,足有两个篮球场那么大。而这里总共9100t的一体化大压铸设备集群,每120秒就可以生成一个压铸件,给人一种工业设计的庞大与精妙的巧妙结合之感。
压铸是什么?事实上,传统的车企,并不设有这一车间环节。三年多前,特斯拉将“一体化压铸”概念引入中国,原先由70多个零件冲压、焊接而成的Model Y车后架,在不到2分钟内就被一体压铸成型。目前,也只有在特斯拉、小米等先进工厂内,才会有专门的压铸车间。
压铸可以说是小米汽车工厂生产制造的第一个环节。压铸的过程类似于制造各种形状的蜡烛——先融化,再用模具一次性打造出完整的形状——小米使用的“蜡液”是小米自研泰坦合金,在这里,700度高温的溶液态铝,通过340倍个标准大气压的压力,以25倍的重力加速度在100毫秒内注入到模具。
图片
据工程师介绍,小米汽车的一个大压铸件是由72个零件合一而成的,而利用这一工艺生产出来的压铸件,焊点可减少840个,减重17%,生产效率比传统的地板焊接工艺提升了10倍。
特斯拉此前宣称,“如果用2-3个大型压铸件替换370个零件,组成下车体总成,将使制造成本降低40%。”那是不是大压铸程度越高,车就越便宜?业内人士表示,这笔帐不能这么算,那是因为,一旦一体化的压铸件需要后期维修时,会大大提高成本。这也是为何不少特斯拉车主,动辄就要20、30万维修费,快抵得上一辆车的售价了,保险价格也居高不下。
那么小米是如何解决这一问题的?据介绍,小米汽车将压铸分为了三段式,大幅降低了维修成本,设置多重缓冲区,显著提升结构刚强度,低速后碰不影响压铸件,高速后碰保证驾驶员安全。不仅让维修成本降低,也让安全系数更高。
图片
车身与总装:机器人配合完成车身安装 精度小于1张纸的厚度
在小米的车身车间,可以直观地看到一台车是如何被安装起来的。整个车间381台机器人,加上20多名员工,就完成了车间全部的工作,对比同级别车间,是其效率的三倍,堪称自动化典范。
北青报记者现场一条产线看到,在车身被悬吊着送到工位后,一个工位上的8台机器人开始工作,拍照机器人负责定位,自动上料的机器人负责抓取车门并搭建,两侧的机械臂会同时带着拧紧枪,前来拧螺栓、打铰链,所以单侧就有4台机器人,几秒钟便可以安装好一台车的车门。
图片
这就是小米车间内定制开发的100%“四门两盖+翼子板”自动装配系统,这样的系统可以实现极窄车身间隙,目前在国内仅有特斯拉和小米可以做到。在小米车身车间内,这样的工位还有许多。
而车门等冲压件是怎么运输而来的?这就要靠“无人驾驶”AMR视觉机器人了。进入工厂内,会随处可见AMR小车,它和传统物流AGV最大的区别是,不需要电磁引导线。整个工厂内光AMR小车就有181个,它们全部采用激光雷达感知方案,相当于车间内的“无人驾驶”,它们可以依据各车间的生产情况自由调整路线,当遇到人的时候,也会避让或者停下来。
在涂装车间,此前是银色的车身,就会陆续变成了彩色。目前,小米汽车发布了9种颜色,那么这么多种颜色的订单,怎么改色呢?
据介绍,小米汽车的快速换色系统可以应用于各颜色油漆的快速填充、清洗和定量供漆,实现车型颜色的无极切换,切换时间仅为40分钟。而通过柔性化颜色排序系统,既可以对订单库颜色智能编组,减少喷漆换色频率;又可以建立新的“订单拉动”生成方式,减少25%订单交付时间。
最后,在总装车间,北青报记者看到,前后风挡、全景天幕均由机械臂自动化装配;车身的电池合装定位精度达到0.1mm,缝隙之小甚至无法塞入一张A4纸。在这里,从零件到车体合装完毕,全程耗时不到30秒,相比传统的车企快了1倍。
“这是F1车队同款,不仅精度高,还可以把‘拧螺丝’的记录保存10年,后续有任何问题都可以追溯”,工程师介绍说。
检测:自研设备用光代替人眼 准确率超99.9%
“利用X光探伤技术,可以在84秒内,为设备拍摄28张照片,并在1秒内判定完成这个零件是否符合标准”,工程师介绍说:“这一技术是小米自研的,效率为人工的100倍以上”。
走进小米工厂,几乎看不到工人,在检测环节,也是机器在出力,在大压铸车间,刚刚制造好的零件被送往X-Eye智能质检系统。它可以代替人眼识别,并指出缺陷,准确率超过99.9%。
图片
在车身车间,也可以看到代替人工检测的自动化设备。在整车外观方面,小米用了100%全自动化紫外光检测,测量精度达到±0.05mm。
在很多工厂的总装车间,仍旧使用工人拿着塞尺去测量车身间隙,但是在小米,误差二十分之一毫米都可以用机器检测出来,还可以检测天幕、车灯这样的透明件是否安装到位。
目前在小米工厂内,有207个关键检测点都是靠自动检测完成的,行业处于领先。
图片
电池:与宁德时代合作研发 Max版本800km续航
电池也是小米的关键自研技术之一。据了解,小米汽车搭载的电池由宁德时代和比亚迪两个品牌提供。其中,小米的高端车型将搭载宁德时代的麒麟电池,它采用了无模组电池结构。其技术亮点是跳过模组,直接将电芯集成为电池包,使得电池包整体能量密度得以增加,从而提高续航里程。
据工程师介绍,小米和宁德时代还将电池包的结构重塑,不同于其他品牌的汽车,小米汽车的电池包为“倒放”,极端情况下,电池液喷射的方向不会朝着车内,相比其他“正放”的电池更安全。为了解决倒放时电极被浸泡的问题,双方还自研了电解液成分,有效避免了因电极长时间浸泡而产生的问题。
在电池车间内,北青报记者看到,被焊接好的电池正在通过OCT检测,这是一种利用光束对电池内部焊接质量进行检测的先进方法,“因为激光焊接过程中,由于设备本身的震动、外界工况等都在时刻变化,因此对焊接的参数熔深可能会有影响,但是熔深数据又无法直接观察,无法知道焊缝内部情况,而利用OCT就能进行100%自动测量,一旦有问题就会报警。”工程师介绍说。
电池的续航也是电动车的最关键的用户体验之一。据雷军透露,在立项之初,他就要求研发团队:“全系长续航!”小米SU7 标准版起步就是 CLTC 700公里,同为19英寸轮毂的情况下,小米SU7 标准版续航直接超越 Model 3 长续航版本。小米SU7 Max 更是达到800公里,成为国内唯一同时实现2秒级加速和800公里续航的电车。
行业使用续航里程,都采用了CLTC工况。CLTC是非常专业的标准化测试,是一个普适的续航能力评价标准。但实际上,每个用户的驾驶习惯和行车环境都千差万别,导致大家的实际行驶里程,跟车辆标称CLTC里程数都有些出入。小米称,“实测小米SU7标准版实现了495公里的续航”。
测试:每辆车都要在18种“坏路”上先进行测试
在全部装好后,小米汽车还不能马上进行交付,而是要先去经历一段“坏路”。北青报记者看到,在整装车间外,有一条长约1公里的“坏路”,这里设置有:扭曲路、凹凸井盖路、鹅卵石路、减速带路、跑偏加速路等等18多种特殊路况,包含了日常路面能遇到的大部分难走路况。
每一辆从工厂下线的小米SU7,都要首先在这里完成总长2.5公里、设计时速120km/h、涵盖18种路况的整车测试验证跑道后,才能交付到用户手中。
此外,在开发时期,小米汽车更是完成多次测试。小米投入576辆车,在全国300个城市大规模测试,从黑河-40℃超低温到吐鲁番60℃高温,跨越100℃温差,再到海拔4768m昆仑山的高原测试。测试规模相当大。值得注意的是,由于测试车处于前期研发阶段,因此刚开始的一批成本很高,大约每辆200多万,越到后来越接近量产车成本。
雷军透露,小米高管全部参与了小米SU7 路面实测,累计已超过 10万公里。雷军自己参与测试10多次,里程3000多公里。“最长的一次是今年1月5日,从北京开到上海,全程1276公里,我一个人开,全程高速NOA,加上充电和休息,总用时15个多小时。”他说,“这次测试对续航挑战很高,四驱车,冬季+高速(路上车不多,绝大部分时间时速都在100km/h以上),路上一共充电2次,各项体验相当不错。”
小米汽车工厂,为精湛工艺和高品质交付提供强大保障。
图片
小米汽车2023年研发投入高达59亿元 雷军:“交付即上量”
每一辆小米汽车,就是在这里从自研的合金材料,变为一辆车的。“小米SU7发布即交付,交付即上量”,雷军表示。北青报记者看到,目前在园区内,已经停放有大量各种颜色造好的新车了。
小米汽车工厂的背后,是小米持续不断的研发投入。财报显示,2023年,小米研发支出人民币191亿元,同比增长19.2%,在新能源汽车、人工智能、机器人等相关的多个领域均有突出成果。随着小米首款汽车Xiaomi SU7系列正式亮相,本年度小米智能汽车等创新业务费用增长至人民币67亿元(不含与智能电动汽车等创新业务相关的股票薪酬费用人民币8亿元),其中,第四季度为人民币24亿元(不含与智能电动汽车等创新业务相关的股票薪酬费用人民币2亿元)。,照此计算,小米汽车业务一年的研发成本在59亿元,足以看到小米在智能汽车领域投入之高。
3月28日,小米汽车SU7的售价已揭晓,21.59万起的价格被雷军称是“亏本”,也让更多米粉表示“意料之外”。市场数据显示,当晚大定开启后,4分钟破万台,27分钟破5万台。
雷军重申,“小米汽车的长期目标是:通过15到20年的努力,成为全球前五的车企,为中国汽车工业全面崛起而奋斗。”
文/北京青年报记者 温婧
摄影/北京青年报记者 郭谦
编辑/田野