走進寶馬數字化工廠,都有哪些前沿實踐?

作為汽車制造商中的頂流,寶馬集團是如何利用前沿的數字化技術來革新自己的汽車制造流程的?下文一起來看!

◎ 文/ 祖哥

說明:本文所用配圖和視頻等參考資料均來源於寶馬集團官網、華晨寶馬等,僅用作編輯用途。

在這之前

我們詳細介紹過

幾傢一線汽車制造商的

數字化工廠實踐

如奔馳的56號工廠

(均可點擊圖片鏈接回顧)

以及大眾汽車未來工廠

還有PSA集團未來工廠等等

而在寶馬集團,未來已經開始!數字化技術已被應用到生產中的各個環節,如:智能數據分析、智慧物流、創新的自動化和輔助系統以及增材制造等等。下面我們來對這每一個環節,結合生動的視頻詳細介紹。

01

智能數據分析

智能數據分析包括用於捕獲和評估數據以及改進流程的應用程序。在這一領域內,寶馬將其實踐細分為:工廠數字化、人工智能解放單調勞力、虛擬現實協助過程優化等等。

1 / 虛擬工廠規劃

下面這段精彩視頻

是寶馬集團和NVIDIA

兩大行業領導廠商進行的合作實踐

借助NVIDIA Omniverse平臺

寶馬首次實現瞭整座工廠生產線的仿真

並將虛擬工廠規劃

提升到瞭一個新的高度

視頻中BMW AG生產董事會Milan博士與英偉達老黃(黃仁勛)正在對寶馬的數字孿生工廠進行“Factory Tour”,這是一種全新的方法來規劃高度復雜的制造系統 – 使用 Omniverse 平臺。寶馬集團的未來工廠可以完全在平臺中設計、模擬、運營和維護。全球團隊可以跨地域、跨軟件工具和跨數據集進行協作,以實時設計和規劃工廠。數字人體模擬測試瞭員工的人體工程學和工作效率流程。機器人使用 NVIDIA Isaac 和 Fleet Command 進行訓練、操作和編排。Omniverse 中端到端模擬的虛擬工廠在物理上是準確的,並遵守物理定律 – 是現實中工廠的完美數字孿生。有關 NVIDIA Omniverse 平臺這裡也有一個介紹視頻⬇“寶馬的制造體系非常復雜,而且是大規模的個性化制造。”NVIDIA 創始人兼首席執行官黃仁勛說。“在他們對未來工廠的願景中,人和機器人一起工作,工廠設計各個方面的工程師在共享的虛擬空間中協作,整個工廠都用逼真的細節進行模擬。通過平臺將他們的團隊連接起來,在物理世界中建造之前,就能夠以虛擬方式設計、規劃和運營他們未來的工廠,這是制造業的未來。”按照Milan博士的說法,NVIDIA Omniverse 和 AI 協助寶馬減少瞭計劃時間,提升瞭靈活性和精確性,總體實現瞭30%的計劃過程效率提升!2 / AI解放單調勞力和支持質量保證在標準化生產中的員工得到AI的支持和緩解。例如,快速、高效和可靠的技術,可確保員工在最終檢查期間不必根據訂單數據檢查模型銘文。現在隻需要由人工智能處理,如果題詞不正確,它會提醒員工。這個和其它的AI應用為寶馬集團的生產系統提供瞭顯著的附加值。再比如,智能數據分析可以節省維護時間,減輕生產工人的壓力並提高效率。在慕尼黑工廠,制造一輛汽車需要大約 30 個小時。其制造的每輛車都會產生大量數據。在AI和智能數據分析的幫助下,寶馬可以使用這些數據智能地管理和分析生產情況。AI 正在幫助寶馬進一步簡化制造流程,比如通過算法分析車輛裝配中的數千個螺栓連接,並為在錯誤發生之前更可靠地識別錯誤。綠燈表示一切正常!

◉ 還有iQ Press系統在沖壓車間的質檢作用

◉ 焊裝車間機器人焊槍、焊鉗的預測性維護(華晨寶馬基於物聯網平臺建立的焊槍預測性維護系統就是一個很好的應用實例,系統收集超過2000個焊接機器人的設備數據進行實時在線分析、預測故障,有效減少瞭停機維護時間。)

塗裝車間粉塵顆粒分析

◉ 基於AI的圖像識別進行質量檢查,裝配(以華晨寶馬動力總成工廠的AI視覺檢測系統為例,采用AI技術應用於檢測發動機缸蓋表面微小瑕疵,準確率高達99.7%。)

◉ RFID識別車輛組件

◉ “ Comfort Access”車輛驗證功能

◉ 定位車輛在生產系統中的位置

……

這些都是AI和智能數據數據分析在寶馬生產線中的應用。

02

智慧物流

寶馬集團正在全力開發具有開創性的物流系統,以實現更智能、更靈活的物流運營。重點是物流機器人、工廠自主運輸系統和端到端的數字化供應鏈項目等應用。例如:先看這段小視頻⬇

◉ 自主牽引車主要用於裝配物流,依靠激光信號自主導航在生產車間內通行。◉ 智能運輸機器人智能運輸機器人能夠獨立地從 A 到 B 運輸重達 0.5 噸的部件。該技術使用無線發射器來確定它們的位置,並可以計算出到達所需目的地的最佳路線。這些運輸機器人還能由回收的 BMW i3 電池供電,可行駛 8 小時。例如:華晨寶馬動力總成工廠采用AGV(無人搬運車)系統關聯生產需求自動下單,協助員工完成物流運輸揀選工作,從傳統“人揀貨”升級為“貨到人”。目前20輛AGV每小時可完成超過300個拾取訂單,進一步提升物流管理能力。同時,華晨寶馬作為全球首先實現工廠內5G全線覆蓋的汽車制造商,借助5G技術的低延遲,高穩定性和高速信息傳輸賦能生產,提高效率,減少生產準備時間。◉ 互聯配送通過集團的互聯配送網絡,車輛發送和接收與從工廠到經銷商的路線相關的信息。當它停下來時,車輛會將其地理位置和狀態傳遞給物流中心。 

03

創新自動化

創新的自動化意味著一方面使用智能解決方案減輕員工負擔;另一方面用機器人的優勢補充人類的靈活性和敏感性。輕型協作機器人與員工並肩工作,無需任何形式的保護屏障。◉ 機械外骨骼寶馬工廠機械外骨骼的應用在業界一直廣受好評。早在2018年,我們就介紹過相關的案例——車間裝配工作太累怎麼辦?寶馬裝配車間給工人配上助力裝置,鋼鐵甲及可以隨身攜帶的椅子,不僅為員工增加力量,還緩解瞭疲勞,這就是人性化!機械外骨骼可以作為身體的外部支撐,加強員工的腿、手臂或背部。下面有個工廠內部的實際應用資料視頻,大傢可以參考:◉ 輕型協作機器人寶馬集團的協作機器人與員工一起工作,執行繁重和高精度的任務。它的輕型機器人用途廣泛,但它們的速度有限,如果出現任何危險,都可以停下來。 

04

增材制造

寶馬集團自 1990 年以來一直在原型制作中使用3D打印技術。新的增材制造方法將進一步縮短生產時間。增材制造對於更經濟、更靈活的生產以及部件的個性化具有巨大的潛力。從2010 年以來,寶馬還在標準化生產中使用瞭這些技術。◉ 寶馬增材制造中心該中心位於寶馬集團的研究和創新中心(慕尼黑)。除瞭生產原型和標準件外,該園區還對新的 3D 打印技術進行研究,並舉辦員工培訓。約80 名員工在該中心工作。2019 年,該中心增材制造瞭約 300,000 個零件。◉ 3D打印系列組件寶馬集團於 2010 年慶祝其首次在小批量生產中成功使用該技術。直到今天,增材制造的水泵輪仍安裝在其 DTM 車輛中。隨後在 2012 年進一步用於標準生產,用於勞斯萊斯汽車的增材制造塑料部件。BMW i8 Roadster 在標準生產中還使用瞭增材制造的金屬和塑料部件。◉ 定制的裝配輔助工具寶馬集團不僅將這項技術用於生產零件,還利用 3D 打印來生產單獨的拇指支架,以減輕從事汽車裝配工作的員工,避免拇指關節過度勞累。以上是寶馬集團生產制造系統的數字化和先進制造技術實踐,供大傢參考。最後獻上一段華晨寶馬鐵西數字化工廠的小短片,作為結尾。(本文完)