技术人文 | 探秘小米汽车工厂：如何打造绿色环保的智能制造？
小米汽车工厂是个什么样的工厂？
正如雷总在小米SU7发布会上提到的，“绿色环保”是小米汽车工厂的关键词之一。小米汽车工厂体现了小米在汽车智能制造领域的绿色实践，我们以科技创新为主导，保证高效能高质量绿色可持续制造。
以绿色环保为目标的小米汽车工厂是如何实现对环境负责的呢？一起来看看吧！
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绿色制造，涂装是关键
小米汽车工厂坐落于北京经济技术开发区，占地面积71.8万㎡，包括研发试验基地，新能源车专属打造的冲压、压铸、车身、涂装、电池、总装六大车间，总长2.5km的测试跑道，还有小米汽车工厂店，是集研发、生产、销售、体验于一体的智造园区。
（图：小米汽车工厂）
小米集团一直以来致力于可持续发展，小米汽车工厂在建立之初也秉承这一理念。作为重工制造业之一的汽车制造，在生产过程中最常见的污染物就是废气与废水，而在整个汽车工厂中，有约80%的废气及约70%的废水来自于生产过程中的涂装环节。
小米SU7的涂装共包括8个涂层，分别是镀锌层、薄膜、电泳、中涂以及两道色漆和两道清漆，最终车身的防腐蚀性和外观的精美度，达到了“镜面级”漆面效果。
（图：小米SU7海湾蓝亮面漆）
然而，在涂装的过程中产生的挥发性废气中普遍含有VOCs (volatile organic compounds)，即在常温下，沸点50℃至260℃的各种挥发性有机物。其中的苯、甲苯、二甲苯等危害物质可引起急性或慢性中毒，对人体造成巨大伤害；而涂装过程亦会产生油类、金属盐类、COD（高化学需氧量)等生产废水，占工厂生产废水的70%，这些废水若未经处理直接排放到自然环境后将造成巨大污染，并人体产生伤害。
因此，对工厂的绿色制造来说，减少涂装车间的污染十分关键。那么小米汽车工厂是如何做的呢？
02
废气处理效率达99%，废水排放“0”重金属
针对涂装过程中会产生的VOCs有害气体，小米汽车工厂首先从源头上减少其排放。小米汽车涂装所使用的超过80%的原辅材料（原材料和辅助材料），包括电泳漆、中涂漆和色漆等都为水性环保涂料，其VOCs含量约为10%-20%，远远低于传统油性涂料60%的VOCs含量。
（图：小米SU7多色车漆）
而在涂漆后汽车进行空腔注蜡环节，需要向车身底部注入一定量的液态蜡以起到防腐作用，我们亦使用VOCs含量低于5%的高固体分蜡来取代30%VOCs含量的传统溶剂蜡。
除了采用更环保的材料，在涂装过程中我们也采用了更为环保的前处理工艺、喷漆工艺，在多个环节减少废水废气排放。
前处理工艺顾名思义是在涂装开始之前，清洗车身表面污渍，并在车体形成保护膜，提高金属与涂层间的附着力和耐腐蚀性。在这个过程中，传统涂装工艺一般采用易产生一类污染物镍金属的磷化工艺，对人体负面影响大，且难以代谢。而小米汽车工厂则使用锆化处理工艺解决了传统磷化的弊端，不仅沉渣量少，还不产生磷和镍重金属离子，同时也更节省能源。
前处理结束后，电泳是涂装的第一步，通过将被涂工件浸渍在装满低浓度电泳涂料槽中为车身涂上底漆。小米汽车工厂采用了槽液质量控制技术、电泳超滤技术、逆流清洗技术等废水污染预防技术。
通过槽液质量控制技术，可以将脱脂后槽液经油水分离装置处理，过滤清液继而返回脱脂槽，减少了脱脂废水产生；同时超滤技术对电泳槽槽液和工件清洗水进行超滤处理，将含电泳涂料的浓缩液回收用于生产，而不含电泳涂料的透过液则替代纯水用于工件清洗，使清洗新水用量和固体废物产生量都减少了80%以上；除了将透过液代替纯水，在工件清洗时我们还采用了逆流清洗，由末级槽进水、第一级槽排出清洗废水，该技术可减少废水产生量30%以上，大大节约了水资源。
（图：小米汽车涂装车间电泳工艺）
接下来，车身就要进入到喷漆环节。在喷漆工艺上，传统的喷漆是在湿式文丘里喷漆室中进行的，在排气扇的作用下，含有VOCs废气的漆雾会随着空气被引导通过文丘里管道中，并利用水幕进行吸收。但水幕吸收后的废气中VOCs含量仍然很高，这种方法VOCs治理效率不仅很低，并且在其中会产生含有漆渣的废水，这些漆渣为危险废物，极大地增加了废水处理压力。
不同于湿式喷漆，小米汽车工厂采用的是干式纸盒喷漆房，由阻燃牛皮纸制作的纸盒收集漆雾。纸盒吸附能力强、接触面积大，同时减少了污水的产生。极高效率的废气处理使得喷漆房内气体循环成为可能，在封闭喷房中，我们采用上送下排的形式，通过纸盒处理后的气体有80%能够循环回喷房，实现喷房气体环境自动化处理，全程没有逸散环节。
（图：小米汽车涂装车间电泳工艺）
而无法循环的20%废气则经过“高循环比三室RTO直燃处理技术”后排放，蓄热式焚烧系统RTO (Regenerative Thermal Oxidation)是利用陶瓷蓄热体来储存有机废气分解时产生的热量，并用陶瓷蓄热体储存的热能来预热和分解未被处理的有机废气，使有机废气持续升温直至有机成分彻底分解成CO2和H2O。
三室RTO是指配有三个蓄热室，每个蓄热室分别进行“蓄热—放热—清扫”程序。而在过程中，小米还采用超低氮燃烧技术，大幅降低了天然气燃烧产生的氮氧化物。相较于传统沸石转轮浓缩处理技术，三室RTO处理效率不受转轮效率变化影响，大幅提升VOCs治理效果，使处理效率达到99%以上。
而在喷漆环节完成后，就进入烘干工序。为了最大程度提高能源利用效率，小米汽车工厂设置了气气换热设备，对RTO焚烧后的高温气体进行回收，并与新鲜空气汇集以调温调压，最终转化为用于车漆烘干设备的供能，尽可能地使热能回收再利用。
（图：小米汽车工厂严格控制废水废气排放）
从原辅材料的选择到重金属排放更少、废气治理效率更高的涂装工艺，再到净化排放的环保设计，小米汽车工厂层层把关，致力于将环境污染降到最低，最终实现废水“零”重金属排放，VOCs排放比北京市标准低50%的绿色表现。
03
环境亲和型工厂设计
不只是涂装车间，小米汽车工厂追求的是全过程、全方面的绿色环保，从建造之初就按照“环保绩效A级企业”部署工厂设计，坚持以“绿色工厂”的高标准为目标， 最大限度地降低环境污染，同时发挥小米汽车工厂的绿色生产力。
在水资源管理部分，对比起一般车企只注重生产废水，我们将生活废水和生产废水全部纳入污水站处理，大大提高污水处理效率。从设计之初就考量到生产全流程的水资源管理，厂区废水经生产废水预处理、混合污水处理、杂用水处理、中水处理系统处理后循环回厂用水比例可达50%。
除此之外，我们还在工厂屋顶布局了16.2MW分布式光伏电站，总面积达到154,579平方米，预计年均发电量约1640万度，年减少碳排放约9905吨，每年二氧化碳吸收量相当于54万棵树。工厂的光伏项目预计使用寿命将超过25年，长期且持续地为小米汽车制造提供可再生能源。
（图：小米汽车工厂光伏板）
04
高自动化高质量赋能新质生产力
小米汽车工厂秉持可持续发展理念，对环境负责，亦对质量负责，持续加大对智能制造的投入，推动先进智能技术与传统制造的融合创新，加速发展新质生产力。引入超过700个机器人，以先进的自动化生产实现高品质交付，可实现大压铸、冲压、车身连接、车身装配、涂装、总装等关键工艺的100%自动化，每76秒就能有一台崭新的小米SU7下线。
而全链路自主设计大压铸设备集群，通过9大工艺、60多个设备共控制430个工艺参数，还可实现全程自动化运行；涂装车间装配了75台喷漆机器人，全自动喷涂，实现自动化率100%；车身车间定制开发100%外覆盖件自动装配系统，与车身骨架装配精度高达±0.5mm，配合AMR物流机器人、视觉上件机器人等，实现中大件自动物流上件、连接、装调完全自动化。
（图：小米汽车工厂自动化生产）
不仅如此，小米汽车工厂亦大规模投入了先进的高精度自动化检测设备，对6大类工序进行实时在线检测，保障每一辆SU7的高质量保障，包括整车外观100% 全自动化紫外光检测、一体压铸后地板激光雷达在线检测、电池激光焊接、涂胶、拧紧视觉算法赋能高精度动态定位检测。除此之外，小米基于AI大模型自研的「X-Eye」检测系统，代替人眼精准检测，质检准确率超过99.9%，保障高效率“零缺陷交付”。
（图：小米AI智能质检系统）
高效能、高质量、绿色可持续制造是小米汽车始终坚持的造车理念，我们不走捷径，选择做难而有长期价值的事情。未来，我们将继续以科技创新为主导，打造新型绿色智造工厂，与世界共创绿色未来。