華晨寶馬汽車有限公司——

數(shù)字質(zhì)量創(chuàng)新 智能產(chǎn)品檢測 品牌價值再提升

一、簡介

華晨寶馬汽車有限公司（以下簡稱“華晨寶馬”）成立于2003年5月，是寶馬集團(tuán)和華晨汽車集團(tuán)控股有限公司共同設(shè)立的合資企業(yè)。業(yè)務(wù)涵蓋寶馬品牌汽車在中國的研發(fā)、采購、生產(chǎn)、銷售和售后服務(wù)。華晨寶馬聚焦高質(zhì)量發(fā)展，致力于成為可持續(xù)高檔個人出行服務(wù)提供商，并引領(lǐng)中國汽車行業(yè)整個價值鏈的可持續(xù)發(fā)展。華晨寶馬在遼寧省沈陽市建有先進(jìn)的生產(chǎn)基地，現(xiàn)有員工近2.6萬人，本土供應(yīng)商約430家。在中國擁有約640個經(jīng)銷商店，客戶滿意度在高檔汽車品牌中名列前茅。華晨寶馬建立了貫穿全價值鏈的質(zhì)量管理體系，始終堅持質(zhì)量第一的理念，制定了嚴(yán)格的管理標(biāo)準(zhǔn)與流程，保證每一款交付給消費者的都是高品質(zhì)的豪華產(chǎn)品。在BMW iFACTORY戰(zhàn)略指引下，華晨寶馬致力于以數(shù)字驅(qū)動質(zhì)量管理創(chuàng)新，這與國家質(zhì)量強(qiáng)國戰(zhàn)略的要求高度契合。

二、案例背景

華晨寶馬開展數(shù)字化質(zhì)量管理創(chuàng)新是為了持續(xù)不斷地提高產(chǎn)品質(zhì)量和增強(qiáng)市場競爭力。以下是項目實施背景：

提升產(chǎn)品質(zhì)量：數(shù)字化質(zhì)量管理可以通過計算機(jī)視覺技術(shù)和實時的監(jiān)控來幫助發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的問題，及時采取措施進(jìn)行糾正，降低缺陷品率，提高產(chǎn)品的可靠性和耐久性。

實現(xiàn)智能制造：數(shù)字化質(zhì)量管理可以將云計算、物聯(lián)網(wǎng)和計算機(jī)視覺等技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)制造中，實現(xiàn)智能制造。通過實時監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)快速發(fā)現(xiàn)潛在問題，提高生產(chǎn)效率和靈活性。

降低成本和風(fēng)險：數(shù)字化質(zhì)量管理可以通過人工智能技術(shù)提前發(fā)現(xiàn)潛在問題，并采取措施進(jìn)行預(yù)防，減少產(chǎn)品召回次數(shù)和質(zhì)量事故等風(fēng)險，降低相關(guān)成本和損失。

綜上所述，數(shù)字化質(zhì)量管理創(chuàng)新旨在通過應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)和數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)智能制造，為企業(yè)帶來可持續(xù)發(fā)展的競爭優(yōu)勢。

三、主要做法

首先，通過培訓(xùn)、研討會或咨詢專家，了解AI質(zhì)量檢測技術(shù)的優(yōu)勢、潛在價值、應(yīng)用案例和效果，明確制定AI質(zhì)量檢測的目標(biāo)和戰(zhàn)略，包括使用AI技術(shù)來解決哪些具體問題，并制定相應(yīng)的計劃和時間表。其次，建立跨部門團(tuán)隊，建立一個由不同領(lǐng)域?qū)＜医M成的跨功能團(tuán)隊，包括生產(chǎn)、質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)科學(xué)等部門的代表，促進(jìn)知識共享、溝通和協(xié)作。

智能質(zhì)量檢測平臺是針對企業(yè)生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制和檢測問題而開展的技術(shù)創(chuàng)新項目。該項目旨在利用先進(jìn)的技術(shù)手段，包括機(jī)器視覺、云計算、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、自動化控制等，提供高效、準(zhǔn)確的質(zhì)量檢測解決方案，幫助企業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低不良品率，確保產(chǎn)品符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。

智能質(zhì)量檢測平臺從整體架構(gòu)上分為4個層級：物理層、感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。

物理層主要包含工廠現(xiàn)場的設(shè)施和物力布置，如網(wǎng)絡(luò)布線、電源線、光源、交換機(jī)、機(jī)柜、總裝車輛質(zhì)量系統(tǒng)大屏、警報燈、現(xiàn)場顯示器、可用空間等。作為后續(xù)設(shè)備安裝、實施的基礎(chǔ)，這一層也決定了單個項目解決方案的設(shè)計思路及標(biāo)準(zhǔn)。

感知層主要組件有相機(jī)系統(tǒng)、國際生產(chǎn)系統(tǒng)、定位識別系統(tǒng)、汽車裝配車間的生產(chǎn)訂單控制和信息系統(tǒng)、實時可視化系統(tǒng)、系統(tǒng)前端界面、總裝車輛質(zhì)量系統(tǒng)和AI平臺標(biāo)注交互接口。由4K IP相機(jī)用來采集現(xiàn)場圖像信息，國際生產(chǎn)系統(tǒng)通過地理圍欄傳感器提供實時車輛（或零件）位置信息，汽車裝配車間的生產(chǎn)訂單控制和信息系統(tǒng)提供當(dāng)前車輛（或零件）訂單信息，如車型、顏色、發(fā)動機(jī)型號等，通過實時可視化系統(tǒng)實現(xiàn)手機(jī)端報警，現(xiàn)場屏幕實時顯示以供辦公室（非現(xiàn)場）人員實時了解情況；總裝車輛質(zhì)量系統(tǒng)提供質(zhì)檢信息實時交互界面，現(xiàn)場工作人員可以根據(jù)實際情況對智能質(zhì)量檢測平臺的判斷進(jìn)行操作。通過收集現(xiàn)場工作人員對當(dāng)前車輛（或零件）的判斷，AI模型持續(xù)收集相應(yīng)數(shù)據(jù)，并定期更新模型和算法，以達(dá)到不斷貼近現(xiàn)實生產(chǎn)需求的目的。

網(wǎng)絡(luò)層主要包含3個組件：核心檢測引擎、檢測結(jié)果分發(fā)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。核心檢測引擎由寶馬本地云端的IO集群和微軟云端的AKS集群組成。其中，IO集群負(fù)責(zé)控制各個系統(tǒng)間通信和數(shù)據(jù)傳輸；AKS集群負(fù)責(zé)控制云端資源，負(fù)載均衡和分配AI模型Nodes。檢測結(jié)果分發(fā)系統(tǒng)將AI模型判斷的結(jié)果反饋到感知層的接收端、數(shù)據(jù)庫AI平臺圖片可視化系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)會對檢測結(jié)果、平臺資源使用、各系統(tǒng)連通性和穩(wěn)定性等進(jìn)行實時監(jiān)控。

這里設(shè)置了兩層防火墻來保障數(shù)據(jù)安全性：一是生產(chǎn)設(shè)備與寶馬內(nèi)網(wǎng)云質(zhì)檢的ProSecNet防火墻；二是寶馬內(nèi)網(wǎng)云到微軟云質(zhì)檢的防火墻。

應(yīng)用層主要針對每個項目作出了明確的劃分。AI調(diào)度集群會通過核心檢測引擎中的信息，判斷當(dāng)前信息屬于哪個具體的項目，從而調(diào)用對應(yīng)的AI模型。AI推理引擎根據(jù)AI調(diào)度集群的指令，調(diào)用Azure容器注冊表（ACR）中的AI模型，以返回AI模型判斷結(jié)果。作為后續(xù)查看和優(yōu)化工業(yè)流程的重要手段，車輛（或零件）的圖像信息會持久化地保存在PICS系統(tǒng)中。智能質(zhì)量檢測平臺使用最前沿的計算機(jī)視覺技術(shù)對生產(chǎn)中的質(zhì)量進(jìn)行把控，如YOLO V8目標(biāo)檢測模型以及Patch Core工業(yè)異常檢測模型。同時，我們使用邊緣設(shè)備，如擁有邊緣計算能力的IoT和AI相機(jī)，以應(yīng)對工業(yè)生產(chǎn)的實時性需求。

智能質(zhì)量檢測平臺是一款全自動控制平臺，全程不需要人為干預(yù)。該平臺與傳統(tǒng)AI平臺不同的是，它打通了生產(chǎn)系統(tǒng)與AI平臺直接的通路，使得AI平臺的工業(yè)化落地成為可能。

質(zhì)量檢測解決方案具體場景包括：

1.發(fā)動機(jī)缸體缺陷識別。使用“AI+攝像頭”進(jìn)行缸蓋加工表面檢查，基于自研優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高質(zhì)量檢測效率和精度、不斷降低成本，累計減少65%的缸蓋返修時間。

2.焊接點缺陷監(jiān)測。使用基于計算機(jī)視覺的AI實時監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測焊接質(zhì)量，可以有效地提高返修速度和效率，并檢測結(jié)果數(shù)據(jù)并指導(dǎo)設(shè)備維修人員及時調(diào)整焊槍參數(shù)，不斷提高焊接質(zhì)量。

3.打膠質(zhì)量檢測。使用基于計算機(jī)視覺算法實時監(jiān)測車輛某些部件的膠條密封質(zhì)量，如密封是否完整，密封寬度是否合格，密封位置是否出現(xiàn)偏移等，提高返修速度和效率，并檢測結(jié)果數(shù)據(jù)以不斷優(yōu)化密封工藝。

四、經(jīng)驗啟示

智能質(zhì)量檢測平臺使用了最新的機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法，針對不同類型的質(zhì)量問題進(jìn)行建模和訓(xùn)練，通過多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能化數(shù)據(jù)處理和分析；可以實時快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題，并及時進(jìn)行處理。同時，通過云計算可以多維度、更加全面地分析和判斷產(chǎn)品質(zhì)量問題，并且根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，具有較高的標(biāo)準(zhǔn)化程度，適用于不同的行業(yè)和產(chǎn)品。

智能質(zhì)量檢測平臺可以實現(xiàn)與不同的生產(chǎn)系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和信息傳遞，同時滿足汽車制造的獨特性要求，如能夠精確地識別諸多精密零件的制造和組裝部件可能出現(xiàn)的缺陷和問題；能夠適應(yīng)汽車制造過程的復(fù)雜工作環(huán)境；能夠保證在不間斷的生產(chǎn)過程中持續(xù)地進(jìn)行檢測和報告，并且不會因為某個故障點而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。

智能質(zhì)量檢測平臺可在BMW全球超20家工廠進(jìn)行復(fù)制，在中國各個工廠間也實現(xiàn)推廣使用，并且可以建立標(biāo)準(zhǔn)化的檢測流程和方法，確保檢測結(jié)果的可重復(fù)性和一致性。

（本報實習(xí)記者 王雅雯 整理）

《中國質(zhì)量報》【數(shù)字化質(zhì)量管理創(chuàng)新與實踐典型案例②】