小米汽车“智造”:上千件专利背后的奥秘

2024-12-12 13:30

何时能见到小米汽车?这个被问了多年的问题,如今逐渐有了清晰答案。3 月 28 日晚,小米汽车正式上市,三年之约达成。随着小米公司创始人雷军轻按手中遥控器,舞台灯光瞬间熄灭,仅留的巨大屏幕上显示出小米汽车的全貌。


小米公司将核心专利转化为生产力的能力,比造车的勇气更为关键,这才是其真正的核心竞争力。小米汽车为何能迅速进入大众视野?这些年,它积累了哪些核心专利,又如何转化为生产力?这些问题值得深入探究。


从千万种配方中寻得“真金”


近日,小米汽车位于北京亦庄的工厂成为一道亮丽风景线,前来参观学习的人络绎不绝。走进 1 号厂房,可见一块块铝锭经 730℃高温熔化后被送入压铸岛。难以想象,传统汽车制造所需的 72 个零部件,经压铸后竟可形成 1 个零部件(后地板零件)。


“这可不是普通铝锭,它有个响亮的名字——‘泰坦合金’,合金配方是我们的核心专利技术。”小米汽车工程师、AI 实验室机器视觉项目负责人孟二利指着工厂里忙碌的大压铸对记者说,压铸一个核心零部件需要 6 块 10 公斤重的“泰坦合金”。


汽车“智造”的奥秘何在?其流程之精妙,需仔细探究才能明白。然而,对于长期从事软件开发的孟二利来说,万事开头难。


“合金原料是大压铸成功的关键,当时供应商的配方都无法满足我们的要求,我们只能自行研发。”孟二利说,小米材料团队与国家级材料重点实验室合作,同时通过自研的多元材料 AI 仿真系统,从 1016 万种候选配方中筛选出两种配方材料,再用这两种材料进行了 1550 次实验样件打样,最终找出了最优解——兼顾强度、韧性和稳定性的“泰坦合金”。


材料配方研究,常被业内戏称为“炼丹”,这种说法虽不太严谨,但也充分表明这是个需要硬功夫且要慢工出细活的工作。1016 万种配方,如果仅依靠传统方式,逐个进行人工检验,即便有数百人的团队,穷尽一生也可能无法完成。


“但有了先进 AI 技术的支持,情况就完全不同了。”孟二利表示,得益于自研的材料性能预测模型,以及业内顶尖工程师的深厚积累,小米汽车的材料研发团队,能够以远超以往行业想象的效率,迅速完成 1016 万种配方的筛选,让不可能变为可能。


2 秒内检测使缺陷“现身”


在小米汽车生产车间,多台机器人配合下,造车所需材料被缓缓送入一台 9100 吨的大压铸,经加工成为合格零部件。


“这是我们专利转化运用的一个场景。”小米汽车智能制造部部长曹迪勋指着一面醒目的“小米超级大压铸”简介墙,算起了专利账:仅一台压铸岛,就为公司节省了 1 亿元。年产 24 万台汽车,至少需要 3 套一体成型压铸设备集群,但小米只配备了 2 套,这得益于一项项专利的转化运用,使制造零件良品率提升,目前平均良品率达到 86%以上。


“您再看这几个‘炉子’连在一起的整套设备,也是小米的相关专利技术,这项专利解决了从铝锭熔化到保温净化,从补汤到定量的整个过程,铝水被密封保护并自动传输,温度偏差始终保持在设定温度的正负 5℃以内。”曹迪勋表示。


小米汽车公开数据显示,工厂满产后,平均每 76 秒就会有一台崭新的小米汽车下线。然而,在这背后,汽车制造所面临的诸多挑战和困难却不为人知。


对零部件的全面检测,是小米汽车制造过程中的难题。毕竟,在如此快的生产节奏下,任何一点微小的故障或延迟,都可能导致整条生产线停滞并造成巨大损失。为此,小米汽车研发团队投入大量心血和智慧,自研了一套高效且精准的自动检测系统——机器视觉。


这套自动检测系统犹如“火眼金睛”,采用先进的人工智能技术和大数据分析,能实时监测生产线上每台汽车的各项性能指标,一旦发现异常,系统会立即报警,并自动定位故障的具体位置和原因。同时,系统还会依据历史数据和经验,给出相应的解决方案和建议,帮助工程师迅速排除故障,恢复生产线的正常运行。


孟二利指着 X-ray 智能检测系统对记者表示,在研制初期,压铸件缺陷检测面临样本少、目标小、对比度低等挑战,研发团队运用视觉大模型技术,开发了 X-ray 智能检测系统,可在 2 秒内全面识别缺陷,快速判定零件质量。不合格的产品会被输送至另一端,经设备搅碎后重新加工为合格零部件,整个流程高效环保。


上千件专利为“智造”提速


当前,新一轮科技革命和产业变革不断深入,制造业与数字技术的融合催生了“智造”新生态。知识产权在推动制造业高质量发展中发挥着重要作用,在汽车制造领域,专利更是核心议题。


作为一家通信科技企业,小米在汽车制造相关领域的专利情况如何?截至 4 月 1 日,小米汽车在全球范围内已提交 1260 件专利申请。其中,发明专利申请数量超过 880 件,且有 390 件发明专利申请已获得授权。值得注意的是,小米汽车工厂 1 号车间在建设过程中,成功提交了 29 件涉及人工智能和智能制造方面的专利申请。这些数据充分展现了小米在科技创新方面的实力和成果。


造车界有这样一句话:想,全是问题;干,才有答案!这句话恰如其分地描述了汽车行业,尤其是新能源汽车领域的现状与挑战。近年来,我国在全球新能源汽车市场中的地位愈发重要,众多企业投身其中,小米便是典型代表之一。作为在科技领域具有一定影响力的企业,小米造车项目的启动,无疑为新能源汽车市场注入了新的活力。


“小米凭借强大的技术研发能力和品牌影响力,有望在新能源汽车市场中占据一席之地,为绿色、智能、可持续交通体系的构建提供有力支持。”中国汽车技术研究中心首席专家王军雷表示。

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